JP2009088107A - 電波吸収体、その収納方法及び電波暗室 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、主に８００ＭＨｚ以上のマイクロ波周波数帯において吸収体床面反射を低減させることで、優れた電波吸収性能を有し、電波暗室に設置するだけでなく、例えば、ビル内の研究施設、製造ラインのノイズ検査設備等の場所で、測定時には設置し、測定終了時にはコンパクトに収納することが可能な、ハンドリング性に優れた中空のマイクロ波電波吸収体を提供する。
【解決手段】厚さ１０ｍｍ以下の電波吸収性薄材からなる高さＨのドーム形状を有しており、前記ドームの膨らみが、０＜Ｄ／Ｈ≦０．５の範囲にある高さＤにおいて、同ドームの頂点及び底面から構成される理想的な錐体に対して最大となるように形成されてなることを特徴とする電波吸収体である。
【選択図】図２

Description

本発明は、たとえば、電波暗室や電波暗箱、電波吸収衝立等に用いられる電波吸収体、その収納方法、及び電波暗室に関する。

近年、携帯端末や自動車制御技術の高度化に伴い、これら電子機器からの放射妨害波（ノイズ）等に関する規制が、世界各国で強化されつつある。オープンサイトや電波暗室に代表される放射妨害波の測定環境の需要も高まりを見せており、最近では、上記測定環境で使用される電波吸収体も、施設移転に際し、解体や移設が可能なもの、また、目的や用途、使用場所に合わせ、例えば、ビル内の研究施設のようなスペースが十分にとれない場所でも使用できる簡易的な電波暗箱、製造ラインのノイズ検査設備に組み込むものなど、多様化が求められている。

３０ＭＨｚ以上の周波数を対象とし、フェライトタイルと組合せて使用されるＥＭＣ電波暗室用の電波吸収体としては、断面積比がテーパー構造体の先端から底面方向への長さに対して特定のｌｏｇ関数比に従って増加、すなわち、損失材料自身の厚みに勾配をつけて、吸収特性の高度化と小型化を図るもの（特許文献１）がある。また、中空錐体の先端に特定比の開口部を設けたもの（特許文献２）や、ピラミッド上部にクサビを設けたもの（特許文献３）などがさまざまな形状が提案されている。

近年、急速な伸びを示している無線ＬＡＮや携帯端末の評価に際しては、８００ＭＨｚ以上のマイクロ波周波数帯が対象となる。これまで、高さの小さい中実のピラミッド状発泡体が好適に使用されてきたが電波吸収体薄材からなる中空の外部構造体に格子状の内部構造体を備えたものが提案されている（特許文献４）が、部品数増えるという問題があった。
特許第３２９１８５１号公報 特開２００５−３４０７３０号公報 特開２００７−６７３９５号公報 特開２００６−１２８４５４号公報

本発明は、主に８００ＭＨｚ以上のマイクロ波周波数帯において床面からの反射を低減させることで、優れた電波吸収性能を有し、電波暗室に設置するだけでなく、例えば、ビル内の研究施設、製造ラインのノイズ検査設備等の場所で、測定時には設置し、測定終了時にはコンパクトに収納することが可能な、ハンドリング性に優れた中空のマイクロ波電波吸収体を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、次の構成を特徴とするものである。
厚さ１０ｍｍ以下の電波吸収性薄材からなる高さＨのドーム形状を有しており、前記ドームの膨らみが、０＜Ｄ／Ｈ≦０．５の範囲にある高さＤにおいて、同ドームの頂点及び底面から構成される理想的な錐体に対して最大となるように形成されてなることを特徴とする電波吸収体。

本発明によれば、以下に説明するとおり、主に８００ＭＨｚ以上のマイクロ波周波数帯において優れた電波吸収性能を有し、電波暗室に設置するだけでなく、例えば、ビル内の研究施設、製造ラインのノイズ検査設備等の場所で、測定時には設置し、測定終了時にはコンパクトに収納することが可能な、ハンドリング性に優れた中空のマイクロ波電波吸収体を提供することができる。

本発明の電波吸収体は、厚さ１０ｍｍ以下の電波吸収性薄材からなる高さＨのドーム形状を有しており、前記ドームの膨らみが、０＜Ｄ／Ｈ≦０．５の範囲にある高さＤにおいて、同ドームの頂点及び底面から構成される理想的な錐体に対して最大となるように形成されてなることが重要である。ドーム形状とは、半球形をした丸屋根であるが、ここでは、側面が多角平面からなるもの、底面が多角形であるものを含む。以下図面を用いて説明する。図１は、通常の錐体形状を有する中空電波吸収体の断面図であり、図２は本発明によるドーム形状の中空電波吸収体の断面図である。中空の電波吸収体は、中実の電波吸収体に対し、損失材が含まれる部分の容積が限られている。そのため、外殻での電波吸収効率を高めるとともに、床面からの反射波を低減させることが重要である。本発明は、図２に示されるように、膨らみのあるドーム形状とすることで、図１の通常の錐体に対し表面積が大きくなり入射電波を効率よくとりこむことができる。同時に、吸収体間の空間も小さくなるので、床面へ直接入る入射波を低減する。その結果、床面からの反射波を低減させることができる。上記のような吸収体外殻での電波吸収と床面からの反射低減のバランスを考慮すると、前記ドームの膨らみが最大となる高さＤは、吸収体全高Ｈとの比において、０＜Ｄ／Ｈ≦０．５の範囲にあるのが重要である。さらに好ましくは、０．０５〜０．５、さらに好ましくは０．１５〜０．３３の範囲であるのが電波吸収性能を高める観点より好ましい。
尚、高さＤは、ドーム形状の中空電波吸収体の外殻から、同じ頂点及び底面から構成される理想的な錐体に対して垂線を下ろし、その長さが最大となる点において、その点の床面からの高さである。

前記ドーム形状は、電波吸収性薄材で構成される。マイクロ波帯における電波吸収性能と構造体としての強度の両立を図るために、厚みを１０ｍｍ以下とすることが重要である。また厚みの下限値としては１００μｍ以上であるのが、均一な電波吸収性を付与するという点から好ましい。電波吸収薄材は、例えばカーボンブラックや炭素繊維等の損失材料を有するものであればよく、厚みが薄くても効率よく電波を吸収するという点では導電性繊維を含むものがさらに好ましい。薄材の形状としては、紙状、板状、コルゲート状特に制限はなく、ドーム状体を安定して保持できればよい。薄い紙状のものであれば、石膏ボード等の板状体に貼り付けて剛性を付与してもよい。同時に不燃性も付与することができる。

ドーム状体の高さは、対象が波長の短いマイクロ波体であることを考慮すると９０ｃｍ以下であるのが好ましい。

また、ドーム状体の底面形状は、吸収体同士を隙間無く並べるために四角形であるのが好ましい。また、四角形とすることで、電波吸収薄材からの部材の切り出しにおいて、図１１に例示されるように無駄なく行うことができるようになる。

また、前記四角形の隣り合う辺をＷ１、Ｗ２としたとき、Ｗ１が３〜３０ｃｍ、Ｗ２／Ｗ１＝１〜２．５であるのが好ましい。尚、前記四角形の隣り合う辺Ｗ１、Ｗ２については図４に例示した。尚、Ｗ１、Ｗ２は、便宜上、Ｗ１≦Ｗ２とした。マイクロ波帯で主に対象とする周波数の電波長は数１０ｃｍ〜数ｃｍであるので、これに対し、Ｗ１が大きすぎると、十分に吸収することができず、またＷ１が小さすぎても吸収体の数の増加や質量増を招くので上記範囲とすることが好ましい。さらにＷ２／Ｗ１の比が大きすぎると吸収体に偏派特性が生じるため、上記範囲とすることが好ましい。

さらに、前記Ｗ１とＨの比Ｗ１／Ｈが、０．５以下であるのが好ましい。Ｗ１を吸収体高さＨに対し上記範囲とすることによって、同じ高さＨで比較したとき、電波吸収性をさらに高めることができる。

本発明の電波吸収体は、電波吸収体を高さ方向に２個以上積層して収納することが好ましい。これにより、測定終了時にはコンパクトに収納することが可能となり、限られたスペースでの種種の特性試験を行うことが可能となる。

本発明は、室内側面、天井面の少なくとも１面に電波吸収体を配設して、電波暗室として好ましく使用できる。

［測定方法］
（１）電波吸収性
縦６０ｃｍ×横６０ｃｍ×厚さ５ｍｍのアルミニウム板に８００ＭＨｚ〜１７．５ＧＨｚの高周波電波を入射したときの反射レベルをアジレントテクノロジー社製のネットワークアナライザを用いて測定した。次に、前記アルミニウム板の入射面に電波吸収体を敷き詰めて設置し、同上周波数の電波を入射したときの反射レベルを測定した。両者の反射レベルから次式により電波吸収体の電波吸収量を求めた。
電波吸収量（ｄＢ）＝電波吸収体の反射レベル（ｄＢ）−アルミニウム板の反射レベル（ｄＢ） 。

［実施例１］
（電波吸収性薄材）
繊維長６ｍｍの炭素繊維、繊維長６ｍｍのガラス繊維、平均粒径２．５μｍの水酸化アルミニウム、平均繊維長２ｍｍの木質パルプをそれぞれ０．８質量％、２０質量％、７０質量％、９．２質量％の割合で巻き取りスピード１００ｍ／分で湿式抄紙し、厚み１２０μｍ、米坪量１００ｇ／ｍ^２の原紙Ａを得た。
次に、上記配合から炭素繊維を除いた配合で、水に混合してスラリーとし、上記と同様の方法で厚さ１２０μｍ、坪量１８０ｇ／ｍ^２の原紙Ｂを得た。
続いて、前記原紙Ａを熱プレスロールで波形に加工し、段ボール３層構造の波状中芯部とし、その両側を平面状の原紙Ｂと貼り合わせることによって、厚さ２．５ｍｍの電波吸収性薄材を得た。

（ドーム形状体）
前記電波吸収性薄材を図１０の展開図に従って裁断し、折り曲げ、フラップと本体をホットメルト接着剤で固定することにより、Ｈ：６０ｃｍ、最大膨らみ高さＤ：５ｃｍ、底辺Ｗ１：３０ｃｍの図３に示すドーム形状体を得た。

［実施例２〜４］
（電波吸収性薄材）
実施例１と同じ電波吸収性薄材を用いた。

（ドーム形状体）
最大膨らみ高さＤを１０，１５，２０ｃｍとした以外は実施例１と同様にしてドーム形状体を作成し、それぞれ、実施例２，３，４とした。

［比較例１］
実施例１の電波吸収性薄材を用いて、Ｈ：６０ｃｍ、底辺Ｗ１：３０ｃｍの四角錐を作成し、比較例１とした。

［実施例５〜８］
（電波吸収性薄材）
実施例１と同じ電波吸収性薄材を用いた。

（ドーム形状体）
底辺Ｗ１：２０ｃｍ、最大膨らみ高さＤを５，１０，１５，２０ｃｍに変更して実施例１と同様にドーム形状体を作成し、それぞれ、実施例５，６，７，８とした。

［比較例２］
実施例１の電波吸収性薄材を用いて、Ｈ：６０ｃｍ、底辺Ｗ１：２０ｃｍの四角錐を作成し、比較例２とした。

［実施例９〜１６］
（電波吸収性薄材）
実施例１と同じ電波吸収性薄材を用いた。

（ドーム形状体）
高さＨ：４５ｃｍ、底辺Ｗ１：２０，１５ｃｍ、最大膨らみ高さＤを４，８，１１，１５ｃｍに変更して実施例１と同様にドーム形状体を作成し、実施例９〜１６とした。

［比較例３，４］
実施例１の電波吸収性薄材を用いて作成した、Ｈ：４５ｃｍ、底辺Ｗ１：２０ｃｍの四角錐を比較例３、Ｈ：４５ｃｍ、底辺Ｗ１：１５ｃｍの四角錐を比較例４とした。

［実施例１７〜２４］
（電波吸収性薄材）
実施例１と同じ電波吸収性薄材を用いた。

（ドーム形状体）
高さＨ：３０ｃｍ、底辺Ｗ１：１５，１０ｃｍ、最大膨らみ高さＤを２．５，５，７．５，１０ｃｍに変更して実施例１と同様にドーム形状体を作成し、実施例１７〜２４とした。

［比較例５，６］
実施例１の電波吸収性薄材を用いて作成したＨ：３０ｃｍ、底辺Ｗ１：１５ｃｍの四角錐を比較例５、Ｈ：３０ｃｍ、底辺Ｗ１：１０ｃｍの四角錐を比較例６とした。

上記実施例１〜２４、比較例１〜６における条件、結果を表１〜３に示す。

電波吸収体高さが６０ｃｍの時、Ｗ１：３０ｃｍでは、周波数４．８〜１０ＧＨｚにおいて、実施例は比較例に対し、吸収量が２０ｄＢ以上の帯域が拡大した。また、周波数１〜２ＧＨｚにおいても吸収量の改善が見られた。よりＷ１が短いＷ１：２０ｃｍでは、特に周波数１〜２ＧＨｚにおいて吸収量が２０ｄＢ以上の帯域が低周波側にシフトし、より顕著な効果が見られた。
吸収体高さが４５ｃｍ、３０ｃｍにおいても、同じＷ１では、実施例は該当する比較例に対し、２０ｄＢ以上帯域の拡大やより低周波側へのシフトが見られた。

本発明の電波吸収体は、主に８００ＭＨｚ以上のマイクロ波周波数帯において高度な電磁波吸収機能を備えるものであり、たとえば電波暗室に設置するだけでなく、ビル内の研究施設、製造ラインのノイズ検査設備等の場所で、測定時には設置し、測定終了時にはコンパクトに収納することが可能な、ハンドリング性に優れた中空のマイクロ波電波吸収体を提供することができる。

本発明の比較例の一形態である。 本発明の実施例の一形態である。 本発明の電波吸収体の実施の一形態であって、同吸収体頂点及び底面から構成される仮想的な錐体に対して、膨らみが最大となる位置を示したものである。 本発明の実施例の一形態である。 本発明の実施例の一形態である。 本発明の実施例の一形態である。 本発明の実施例の一形態である。 本発明の実施例の一形態である。 本発明の実施例の一形態である。 本発明の実施例の組立部材の一形態である。 本発明の実施例の組立部材の一形態である。 本発明の実施例の組立部材の一形態である。 図１３の２つの組立部材からドーム形状体の形成を示すものである。 本発明の電波吸収体の収納の一形態を示すものである。

符号の説明

１：電波吸収性薄材
２：床面
３：入射電波
４：電波吸収性薄材
５：床面
６：入射電波
７：本発明によるドーム形状体
８：錐体
９：ドーム形状体から仮想的な錐体に下ろした垂線
１０：膨らみが最大となる高さＤ
１１：ドーム形状体の高さ
１２：Ｗ１
１３：Ｗ２
１４：側面と底面の角度θ
１５：フラップ

Claims (9)

1. 厚さ１０ｍｍ以下の電波吸収性薄材からなる高さＨのドーム形状を有しており、前記ドームの膨らみが、０＜Ｄ／Ｈ≦０．５の範囲にある高さＤにおいて、同ドームの頂点及び底面から構成される理想的な錐体に対して最大となるように形成されてなることを特徴とする電波吸収体。
2. 前記薄材が導電性繊維を含むものである請求項１記載の電波吸収体。
3. 前記Ｈが９０ｃｍ以下である請求項１または２記載の電波吸収体。
4. 前記ＤとＨの比Ｄ／Ｈが、０．０５〜０．５の範囲にある請求項１〜３のいずれか記載の電波吸収体。
5. 前記ドーム状体の底面が四角形である請求項１〜４のいずれか記載の電波吸収体。
6. 前記四角形の隣り合う辺をＷ１、Ｗ２としたとき、Ｗ１≦Ｗ２、Ｗ１が３〜３０ｃｍ、Ｗ２／Ｗ１＝１〜２．５である請求項１〜５のいずれか記載の電波吸収体。
7. 前記Ｗ１とＨの比Ｗ１／Ｈが、０．５以下である請求項１〜６のいずれか記載の電波吸収体。
8. 請求項１〜７のいずれか記載の電波吸収体を高さ方向に２個以上積層して収納する電波吸収体の収納方法。
9. 室内側面、天井面の少なくとも１面に請求項１〜７のいずれか記載の電波吸収体を配設したことを特徴とする電波暗室。

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