JP2011142198A

JP2011142198A - 電波吸収体

Info

Publication number: JP2011142198A
Application number: JP2010001711A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Okano; 好伸岡野; Takaaki Suzuki; 孝明鈴木; Yoshihiro Uozu; 吉弘魚津
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2011-07-21

Abstract

【課題】電波吸収体の、斜め方向からの電波の吸収特性を向上させる。
【解決手段】導電体から構成された第１の膜と、抵抗体から構成された第２の膜と、導体から構成され、第１の膜と第２の膜との間にマトリクス状に配置された複数の導電性パッチと、を含む電波吸収体において、互いに隣接する前記導電性パッチと面積が異なる。互いに隣接する導電性パッチのうち、大きい面積の導電性パッチが、小さい面積の前記導電性パッチに対し、１０２〜１２０％の面積とされる。
【選択図】図１

Description

本発明は電波吸収体に関する。

近年、携帯電話、無線LAN（Local Area Network）等の無線通信システムが急速に発達している。今後、無線通信機器は新たな使用用途としてRF-IDタグを用いた物流管理等への応用が期待されている。しかし、これらRF-IDタグの読み取りアンテナの無線電波が壁、天井等で反射することにより、空間内に反射波が減衰せずに残存して通信環境を悪化させ、誤認識の増加や、情報伝達ルートが低下したりする場合がある。

上記問題に対応する手段として、特開平５−１１４８１３号公報（特許文献１）では、１／４λ型電波吸収体が開示されている。１／４λ型電波吸収体は、無線通信で使用する電磁波を吸収するものであり、金属箔と、その金属箔に１／４λ（λ：吸収対象電磁波の波長）の間隔をおいて対向した、電気抵抗体を塗布したフィルム等からなる抵抗膜で構成されている。しかしながら、１／４λ型電波吸収体は、特定の波長の電磁波しか吸収することができず、例えば複数の周波数帯が利用されているような環境下では、周波数別に複数の吸収体を用意する必要があった。また、１／４λ型電波吸収体では特性周波数の１／４の波長の厚みが必要となり、高周波数には適しているが、ＲＦ−ＩＤ等に用いられる９００ＭＨｚ周波数帯では８ｃｍ以上の厚みが必要であり、小型化・薄型化が困難であった。

上記の問題を解決するために、特開２００４−１４０１９４号公報（特許文献２）においては、図７に示すように、方形の導体箔１３と、導体箔１３に対向して配置された方形の抵抗被膜１５と、導体箔１３と抵抗被膜１５の間にマトリクス状に配置された導体層１７とを備える電波吸収体が提案されている。このように電波吸収体を構成することにより、比較的簡単な構造を持つ単体の電波吸収体により、複数の周波数帯の電波を吸収することができる。

特開平５−１１４８１３号公報特開２００４−１４０１９４号公報

また、特許文献２の電波吸収体では、導電性パッチにより、多周波数に対応可能となり、例えば９００ＭＨｚ周波数帯においても薄型化が可能になる。しかしながら、本願発明者らは、特許文献２に開示された電波吸収体は斜め方向からの電波に対して吸収ピークとなる周波数が低周波、或いは高周波側にシフトしてしまうことを見出した。例えば９００ＭＨｚの吸収特性では、正面方向からの吸収特性は１５ｄＢ以上であるのに対し、斜め方向からでは２ｄB程度に低下してしまう（図８参照、図中θは電波の入射角度）。このように、特許文献２に開示された電波吸収体は、正面方向からの電波に対しては優れた電波吸収特性を有するが、正面方向と比較して広角度からの吸収特性が比較的低くなっていた。

本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、正面方向だけでなく広角度からの電波も吸収することができる電波吸収体を提供することを目的とする。

本発明においては、上記目的を達成するために、導電体から構成された第１の膜と、抵抗体から構成された第２の膜と、導体から構成され、前記第１の膜と前記第２の膜との間にマトリクス状に配置された複数の導電性パッチと、を含み、前記導電性パッチは、互いに隣接する前記導電性パッチと面積が異なっており、互いに隣接する前記導電性パッチのうち、大きい面積の前記導電性パッチが、小さい面積の前記導電性パッチに対し、１０２〜１２０％の面積となることを特徴とする電波吸収体、が提供される。

上述の構成により、０〜４５度の広角度においても任意の周波数帯の電波吸収特性が１５ｄＢ以上と非常に優れた電波吸収体を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電波吸収体の分解斜視図である。本発明の一実施形態に係る電波吸収体の側面図である。本発明の一実施形態に係る電波吸収体を模式的に示した分解側面図である。本発明の一実施形態に係る電波吸収体を模式的に示した分解側面図である。本発明の一実施形態に係る電波吸収体の電波吸収量の測定結果を示すグラフである。本発明の一実施形態に係る電波吸収体を模式的に示した分解側面図である。本発明の比較例に係る電波吸収体を模式的に示した分解側面図である。従来の電波吸収体の電波吸収量の測定結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態に係る電波吸収体について図面を参照して説明する。

本実施の形態の電波吸収体は、図１の分解斜視図に示すように、また、図２に側面図で示すように、ほぼ方形の導電体から構成された第１の膜（導体箔２０）と、それに対向して配置されたほぼ方形の抵抗体から構成された第２の膜（抵抗被膜２１）と、導体箔２０と抵抗被膜２１の間に配置された導電体から構成された導電性パッチ２２ａ、２２ｂと、これらの抵抗被膜及び導電性パッチを支持する基板２３ａ、２３ｂとより構成される。

導体箔２０は、電波の完全反射体である金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、それらの合金等の金属、及びそれらの金属メッシュ等から構成される、抵抗値０．２（Ω／□）以下となる方形の膜が用いられる。膜の大きさは特に限定されるものではなく、縦横３０ｃｍから１ｍ、厚さ１００μｍ〜１ｍｍ程度のものが用いられる。また、複数の膜を敷き詰めて大形の導体箔２０を構成しても構わない。

抵抗被膜２１は、導体箔とほぼ等サイズで、導体箔２０から所定の距離の位置に配置され、抵抗率が３５０〜４００Ω／□の膜から構成される。本発明の実施形態においては、導体箔から２３ｍｍ離れた位置に抵抗被膜２１を配置した。抵抗被膜２１は、例えば、電気抵抗体であるマンガニン等のＣｕ合金膜、貴金属合金膜、炭素膜、あるいは、白金（Ｐｔ）、Ａｕ、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属塩又はインジウム酸化膜（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）等の金属の酸化物等の抵抗体を塗布したフィルム等から構成される。抵抗皮膜２１についても、大きさ・厚み等は用途に応じて適宜変更してもよい。また、複数の抵抗被膜を敷き詰めて大形の抵抗被膜を構成しても構わない。また、基板２３ａに上述の抵抗体を塗布する等により、抵抗被膜２１と基板２３ａとを一体的に構成しても構わない。

導電性パッチは、導光箔２０から所定の距離を離間した平面上にマトリクス状に配列される。また、本発明においては、導電性パッチは大きさの異なる少なくとも２種のパッチから構成される。面積の小さいパッチに対する、面積の大きいパッチの割合は、１０２〜１２０％である。１０２％を下回ると、広角度からの電波吸収特性が低下する傾向にあり、１２０％を超えると正面の吸収特性、及び０〜４５度の間となる２０、２５度といった角度の吸収特性が低下する傾向にある。
これらパッチは、隣接する位置に同じ種類のパッチが配置されないように交互に配置される。本発明の実施形態においては、一辺の長さが８８ｍｍの正方形の導電性パッチ２２ａと、一辺の長さ９２ｍｍの正方形の導電性パッチ２２ｂが、導体箔２０から１２ｍｍ離れた位置に上下左右交互にマトリクス状に配置させて構成される。各導電性パッチ２２ａおよび２２ｂは、導体箔２０と同様、電波の完全反射体である銅、アルミニウム、それらの合金等の金属、及びそれらの金属メッシュから構成される。

基板２３ａ、２３ｂは、導体箔２０と導電性パッチ２２と抵抗皮膜２１をそれぞれ保持する、合成樹脂やガラス等から構成される。このような合成樹脂としてはメタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。

図３、４を参照して本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
まず、厚さ３ｍｍのポリカーボネート板に抵抗被膜２１を接着した（図３ａ）。抵抗被膜２１としては、３７０Ω／□となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｃｄｅ）膜を用いた。

次に厚さ３ｍｍのポリカーボネート板を用意し、図３ｂに示すように、ポリカーボネート板上に、面積の異なる導電性パッチ２２ａ、２２ｂを交互にマトリクス状に接着した。導電性パッチ２２ａ、ｂを構成する材料としては、線幅１０μｍ、格子間隔３００μｍ、面抵抗０．２Ω／□となる銀からなる導電性メッシュを用いた。導電性パッチ２２ａは一辺の長さが８８ｍｍの正方形であり、導電性パッチ２２ｂは一辺の長さ９２ｍｍの正方形であった。導電性パッチ２２ａ、２２ｂの間隔は、それぞれのパッチの対向する辺の間の距離が１０ｍｍとなるようにした。導電性パッチ２２ｂに対する導電性パッチ２２ａの面積割合は約１０９％であった。
次に、厚さ３ｍｍのポリカーボネートに導光箔２０（図３ｃ）を接着した。導光箔２０としては、線幅１０μｍ、格子間隔３００μｍ、面抵抗０．２Ω／□となる銀からなる導電性メッシュを用いた。その後、導体箔２０から１１ｍｍの距離を隔てるように導電性パッチ２２を配置し、導電性パッチ２２から１２ｍｍの距離を隔てるように抵抗皮被膜２１を配置し、電波吸収体を得た（図４）。

（比較例１）
まず、厚さ３ｍｍのポリカーボネート板に抵抗被膜１５を接着した。抵抗被膜としては、３７０Ω／□となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｃｄｅ）膜を用いた。

次に厚さ３ｍｍのポリカーボネート板を用意し、ポリカーボネート板上に、導電性パッチ１７を交互にマトリクス状に接着した。導電性パッチ１７は一辺の長さが８８ｍｍの正方形であり、導電性パッチの間隔は、それぞれのパッチの対向する辺の間の距離が１２ｍｍとなるようにした。導電性パッチ１７としては線幅１０μｍ、格子間隔３００μｍ、面抵抗０．２Ω／□となる銀からなる導電性メッシュを用いた。

次に、厚さ３ｍｍのポリカーボネートに導光箔１３を接着した。導光箔１３としては、線幅１０μｍ、格子間隔３００μｍ、面抵抗０．２Ω／□となる銀からなる導電性メッシュを用いた。その後、導体箔１３から１１ｍｍの距離を隔てるように導電性パッチ１７を配置し、導電性パッチ１７から１２ｍｍの距離を隔てるように抵抗皮被膜１５を配置し、電波吸収体を得た（図７）。

（電波吸収特性の測定）
電波吸収特性の測定には、ネットワークアナライザ（アドバンテスト社製Ｒ３７７０）を用い、アンテナにはダブルリジットホーンアンテナ（ＥＭＣＯ社製Ｍｏｄｅｋ３１１５、アドバンテスト社製ＴＲ１７２０６）を使用し、測定法はタイムドメイン法を用いた。

測定は、抵抗被膜１５側から電波吸収体に電波を入射し、吸収量を測定した。周波数範囲は０．５〜１．５GHzであり、測定角度（θ）は電波吸収体の法線方向から０、２０、３０、４５°で行った。その測定結果を図５に示した。また、本発明の実施例と比較例との比較を表１に示した。

図５、表１に示す特性から明らかなように、比較例の電波吸収体では斜め方向の吸収特性のピークが高周波数側にシフトしており、９００ＭＨｚでは斜め方向からの吸収特性が大きく低下していた。一方で、本発明の実施例では斜め方向からの電波に対しても吸収ピークがほとんど変動せず、９００ＭＨｚではどの角度からも１５ｄＢ以上の吸収特性が得られた。

上記のようにマトリクス状に配置した導電性パッチにおいて隣り合うパッチのサイズを変更することで、広い角度からの電波に対して優れた吸収特性が得られた。

上述の記載は、本発明を詳細に説明するためのものであり、本発明の範囲はこれら記載に限定されるものではない。また、本発明を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能であり、これら変更についても本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、導電性パッチ２２ａ、ｂは図６に示すように円形等の様々な形状でもよく、例えば多角形や楕円、また、それらを組み合わせた配置でもよい。

導体箔２０、導電性パッチ２２は光透過率７０％以上となる開口率を有する金属メッシュ等の導体膜、抵抗膜１５は光透過率７０％以上となるＩＴＯ等の抵抗体、基板２３は光透過率７０％以上となるポリカーボネート等を用いてもよい。これにより、可視光を透過する電波吸収体と構成することができる。

導体箔２０
抵抗被膜２１
導電性パッチ２２ａ，２２ｂ
基材シート２３ａ、２３ｂ

Claims

導電体から構成された第１の膜と、
抵抗体から構成された第２の膜と、
導体から構成され、前記第１の膜と前記第２の膜との間にマトリクス状に配置された複数の導電性パッチと、を含み、
前記導電性パッチは、互いに隣接する前記導電性パッチと面積が異なっており、
互いに隣接する前記導電性パッチのうち、大きい面積の前記導電性パッチが、小さい面積の前記導電性パッチに対し、１０２〜１２０％の面積となることを特徴とする電波吸収体。