JP2020009923A - 電磁波制御体及びレーダーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】所定方向に伝搬する電磁波を透過し、他の方向に伝搬する電磁波を吸収することにより、電磁波の伝搬方向を制御することが可能な電磁波制御体、及びこれを備えたレーダーシステムを提供する。【解決手段】［Ａ］周波数が５ＧＨｚ以上５００ＧＨｚ以下の電磁波のうち少なくとも一部の周波数帯を吸収する電磁波吸収物質が含まれた平板状の本体１１を備え、前記本体の厚さ方向に貫通する貫通部１２が少なくとも１つ設けられた、電磁波制御体１０。［Ｂ］レーダー装置と、前記レーダー装置の送信部又は受信部に設置された前記電磁波制御体とを備えた、レーダーシステム。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナの近傍に備えられ、送信又は受信される電磁波の指向性を制御することが可能な電磁波制御体及びこれを備えたレーダーシステムに関する。

電子機器、通信機器、情報機器などの多くの電磁波発生源が身の周りに存在しており、機器同士が互いの電磁波によって干渉することを防ぐ対策（ＥＭＣ対策）が求められることがある。例えば、電子機器の検査等を行う電波暗室では厳格なＥＭＣ対策が施されている。電波暗室の壁面には、四角錘の電磁波吸収体が電波を効果的に吸収できるように高密度に配置されている。このような電磁波吸収体として、特許文献１には、カルシウムとアルミニウムの複合酸化物を含む多孔質成形体の基材と、これに添加された導電性材料とを含み、ミリ波を吸収する電波吸収体が開示されている。また、特許文献２には、母材（基材）と、電波を散乱する発泡材と、カーボンを含む電波吸収材とを備え、各材の誘電率が所定の範囲に調整され、所望の形状に成形することが容易な電波吸収体が開示されている。

特開２０１４−１８７１３４号公報 特開２０１６−１７１１１３号公報

近年、ミリ波〜準ミリ波を用いた車載レーダーが活用されている。車載レーダーにおいても、周辺の電磁波ノイズの影響を排除するためのＥＭＣ対策を施すことが望ましい。また、レーダーの検知精度を高める観点から、送信部から放射される信号の指向性を高めること、及び受信部に入射する信号の指向性を高める（受信する方向を限定する）ことが求められている。

本発明は、所定方向に伝搬する電磁波を透過し、他の方向に伝搬する電磁波を吸収することにより、電磁波の伝搬方向を制御することが可能な電磁波制御体、及びこれを備えたレーダーシステムを提供する。

［１］ 周波数が５ＧＨｚ以上５００ＧＨｚ以下の電磁波のうち少なくとも一部の周波数帯を吸収する電磁波吸収物質が含まれた平板状の本体を備え、前記本体の厚さ方向に貫通する貫通部が少なくとも１つ設けられた、電磁波制御体。
［２］ 前記本体の厚さが０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、［１］に記載の電磁波制御体。
［３］ 前記貫通部を囲む壁の平面方向の幅が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、［１］又は［２］に記載の電磁波制御体。
［４］ 前記貫通部における、前記本体の第一面側の開口面積が、前記本体の第二面側の開口面積と同じである、［１］〜［３］の何れか一項に記載の電磁波制御体。
［５］ 前記貫通部を囲む壁面の少なくとも一部が、前記第一面又は前記第二面に対して垂直である、［４］に記載の電磁波制御体。
［６］ 前記貫通部における、前記本体の第一面側の開口面積が、前記本体の第二面側の開口面積と異なる、［１］〜［３］の何れか一項に記載の電磁波制御体。
［７］ 前記貫通部を囲む壁面の少なくとも一部が、前記第一面及び前記第二面に対して傾斜している、［６］に記載の電磁波制御体。
［８］ 前記貫通部が、前記本体の第一面から第二面へ向けてすぼまっている、［７］に記載の電磁波制御体。
［９］ 前記貫通部が碗状の凹部である、［８］に記載の電磁波制御体。
［１０］ 前記貫通部が錘台状の凹部である、［８］に記載の電磁波制御体。
［１１］ 前記電磁波吸収物質が、炭素材料又はセラミックスである、［１］〜［１０］の何れか一項に記載の電磁波制御体。
［１２］ 前記本体が、さらに前記電磁波吸収物質同士を結着するバインダを含む、［１］〜［１１］の何れか一項に記載の電磁波制御体。
［１３］ 前記本体の表面抵抗が１Ω／□以上である、［１］〜［１２］の何れか一項に記載の電磁波制御体。
［１４］ レーダー装置と、前記レーダー装置の送信部又は受信部に設置された［１］〜［１３］の何れか一項に記載の電磁波制御体とを備えた、レーダーシステム。
［１５］ 前記電磁波制御体における前記貫通部が、前記本体の第一面から第二面へ向けてすぼまっており、前記送信部又は前記受信部は、前記貫通部の前記第二面側の開口側に設置されている、［１４］に記載のレーダーシステム。

本発明の電磁波制御体によれば、所定方向に伝搬するミリ波を透過し、所定以外の方向に伝搬するミリ波を吸収することによって、ミリ波の伝搬方向を制御することができる。
本発明の電磁波制御体をレーダー装置の送信部又は受信部の前方に設置することによって、送信部から放射される信号の指向性を高めること、又は受信部に入射する信号の指向性を高めることができる。さらに、所定以外の方向から来る電磁波ノイズを吸収できるので、ＥＭＣ対策にもなる。
本発明のレーダーシステムによれば、送信（放射）又は受信する電磁波の指向性を高めることができる。

本発明の一例である電磁波制御体１０の斜視図である。 電磁波制御体１０の厚さ方向の断面図である。 本発明の一例である電磁波制御体２０の斜視図である。 本発明の一例である電磁波制御体３０の斜視図である。 電磁波制御体３０の厚さ方向の断面図である。 本発明の一例である電磁波制御体４０の斜視図である。 電磁波制御体４０の厚さ方向の断面図である。 本発明のレーダーシステムの一例を示す模式図である。 本発明のレーダーシステムに設置した電磁波制御体１０の部分断面図である。 本発明のレーダーシステムに設置した電磁波制御体４０の部分断面図である。 電磁波制御体１０及び電磁波制御体２０を押出成形によって製造する様子を説明する斜視図である。

以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
電磁波制御体の各部の大きさ、長さ、厚さ等のサイズや各部の配置の角度等は、特に明記しない限り、測定顕微鏡等の観察手段を必要に応じて用いて測定し、無作為に選択した３箇所以上の測定値を平均した値である。
「表面抵抗」は、石英ガラス上に金を蒸着して形成した、２本の薄膜金属電極（長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、電極間距離１０ｍｍ）を用い、この電極上に被測定物を置き、被測定物上から、被測定物の１０ｍｍ×２０ｍｍの領域を０．０４９Ｎの荷重で押し付け、１ｍＡ以下の測定電流で測定される電極間の抵抗である。
「ミリ波」は、特に明記しない限り、周波数が１０ＧＨｚ以上３０ＧＨｚ未満の準ミリ波と、周波数が３０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下のミリ波との両方を意味する。
図１〜図１１における寸法比は、説明の便宜上、実際の寸法とは異なる。

＜電磁波制御体＞
本発明の第一実施形態は、図１に示すように、電磁波吸収物質を含有する平板状の本体１１を備え、本体１１の厚さ方向に貫通する貫通部１２が少なくとも１つ設けられた、電磁波制御体１０である。
ここで「平板状」とは、全体として平らな板の形状であることを意味するが、広い面積を有する２つの主面は、互いに平行でもよいし、非平行であってもよい。また、主面の一部の厚さが他部の厚さと異なっていてもよい。また、平板状の輪郭を形成する各辺が面取りされたり、丸みを付与されたりしていてもよい。

本体１１には円柱状の７個の貫通部１２が、一の貫通部１２を中心として、中心から等距離の位置に残りの６個の貫通部１２が放射状に配置されている。中心にある一の貫通部１２から見て、残りの６個の貫通部１２は点対称に配置されている。各貫通部１２は中空であり、本体１１の第一面１１ａから第二面１１ｂへ向けて、本体１１の一部を円柱状にくり貫いた形状を有する。

本体１１の厚さ方向の断面図（図２）に示すように、電磁波Ｅ１の伝播方向を表す矢印が本体１１の厚さ方向（第一面１１ａから第二面１１ｂへ向かう方向）に対してなす角（交差する角）は比較的大きいので、電磁波Ｅ１は本体１１の第一面１１ａ側の貫通部１２の開口に入射した後、貫通部１２を囲む壁（以下、囲壁と記す。）の表面（囲壁面）１２ｗに当たり、少なくとも一部が吸収される。吸収された電磁波は、電磁誘導による渦電流でジュール発熱が生じて失われる。
これに対して、電磁波Ｅ２及び電磁波Ｅ３の伝播方向を表す矢印が本体１１の厚さ方向に対してなす角は比較的小さいので、電磁波Ｅ２及び電磁波Ｅ３は本体１１の第一面１１ａから貫通部１２に入射した後、第二面１１ｂ側の開口から出射する。

本体１１の厚さを厚くすると、貫通部１２を厚さ方向に透過する電磁波の空間的な広がりを絞ることができる。貫通部１２を厚さ方向に透過する電磁波は、本体１１の厚さ方向に対する交差角が比較的小さい伝播方向の電磁波に限定され、前記交差角が比較的大きい伝播方向の電磁波は貫通部１２の囲壁面１２ｗに吸収されやすくなる。
逆に、本体１１の厚さを薄くすると、貫通部１２を厚さ方向に透過する電磁波の空間的な広がりを許容することができる。貫通部１２を厚さ方向に透過する電磁波は、本体１１の厚さ方向に対する交差角が比較的小さい伝播方向の電磁波に限定されず、前記交差角が比較的大きい伝播方向の電磁波も貫通部１２を透過しやすくなる。

本体１１の厚さ（第一面１１ａから第二面１１ｂまでの距離）は、例えば、０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下がより好ましく、１．５ｍｍ以上５ｍｍ以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、車載用ミリ波レーダーで用いられる周波数２０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ程度のミリ波の透過をより容易に制御することができる。

本体１１の幅方向（第一面１１ａの平面方向）のサイズは、用途に応じて適宜設定されるので特に制限されず、例えば、縦×横＝１ｍｍ〜５０ｍｍ×１ｍｍ〜５０ｍｍ程度のサイズが挙げられる。ここで、縦は第一面の平面方向における最長の差し渡しの長さであり、横は縦に直交する長さである。

隣接する貫通部１２同士を隔て、貫通部１２を形成する囲壁（隔壁）は、本体１１の一部によって形成されている。貫通部１２の囲壁の平面方向（本体１１の第一面１１ａと平行な方向）の幅（肉厚）は、水平に設置された第一面１１ａを鉛直方向に見下ろして、隣接する貫通部１２同士が最も近くなる部位（即ち、囲壁が最も薄い部位）を測定して求められる。測定には、測定顕微鏡等の拡大観察手段を用いてもよい。
電磁波制御体１０における任意の隣接する貫通部１２の囲壁の平面方向の幅は、例えば、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下がさらに好ましい。
電磁波制御体１０における複数の貫通部１２から無作為に組み合わせた３組以上の隣接する貫通部１２の囲壁の幅をそれぞれ測定し、その平均値を求めたとき、その平均値は、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、貫通部１２の囲壁の表面（囲壁面）に当たった電磁波を充分に吸収することができる。
上記範囲の上限値以下であると、本体１１において、隣接する複数の貫通部１２を高密度に配置することが容易になる。

本体１１に配置された貫通部１２の数は特に限定されず、用途に応じて適宜設定され、例えば、１〜１００００個の範囲が挙げられる。図１の電磁波制御体１０の貫通部１２の配置を基本形態とした場合、７個の貫通部１２から任意に選択される貫通部１２を非貫通部とすることにより貫通部の数を減じた形態としてもよい。また、中心の周囲に配置された既存の６個の貫通部１２から任意に選択される貫通部１２に隣接する位置に、新たな貫通部を任意の数で増加させた形態としてもよい。

本体１１に配置された複数の貫通部１２は、それぞれ円柱形であり、各貫通部１２における第一面１１ａ側の開口面積と第二面１１ｂ側の開口面積は同じである。この開口面積は円柱形の底面を構成する円の面積として求められる。

本体１１の第一面１１ａの面積Ｓ１１ａに対する、複数の貫通部１２の第一面１１ａ側の開口の合計の面積Ｓ１２ａの割合（Ｓ１２ａ／Ｓ１１ａ×１００％）は、例えば、２０〜９９％の範囲、４０〜９０％の範囲、６０〜８０％の範囲等で、用途に応じて適宜設定することができる。同様に、本体１１の第二面１１ｂの面積Ｓ１１ｂに対する、複数の貫通部１２の第二面１１ｂ側の開口の合計の面積Ｓ１２ｂの割合（Ｓ１２ｂ／Ｓ１１ｂ×１００％）も、上記範囲で適宜設定することができる。

電磁波制御体１０が備える各貫通部１２の形状は円柱形であるが、貫通部１２の形状は特に制限されず、例えば、楕円柱形、四角柱形、その他の多角柱形等の柱状が挙げられる。電磁波制御体１０が備える複数の貫通部１２の形状は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。

貫通部１２が柱状である場合、貫通部１２の直径は、第一面１１ａ又は第二面１１ｂの開口（外部へ開いた口の周縁）を含む最小円の直径として求められる。
単一の貫通部１２の直径は、例えば、０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲、１．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲等で、用途に応じて適宜設定することができる。
単一の貫通部１２について、第一面１１ａ側の開口の直径と、第二面１１ｂ側の開口の直径とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本体１１の第一面１１ａにおける複数の貫通部１２から無作為に選択された４個以上の貫通部１２の直径の平均値は、例えば、０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲、１．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲等で、用途に応じて適宜設定することができる。
上記範囲であると、車載用ミリ波レーダーで用いられる周波数２０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ程度のミリ波の透過をより容易に制御することができる。

平板状の本体１１の主面である第一面１１ａと第二面１１ｂは互いに平行な面であってもよいし、非平行であってもよい。互いに平行な面である場合、第一面１１ａは２つの主面から任意に選択された一方の主面である。互いに非平行な面である場合、両主面の面積を比べて、面積の小さい主面を第一面１１ａとし、面積の大きい主面を第二面１１ｂとする。ここで、主面の面積は、貫通部１２の開口を含めた全体の面積である。なお、主面の面積は公知方法により求められる。

電磁波制御体１０の各貫通部１２を構成する囲壁面１２ｗの少なくとも一部は、第一面１１ａ又は第二面１２ｂに対して垂直である。
電磁波制御体１０の第一面１１ａと第二面１１ｂが互いに平行な面であり、柱状の貫通部１２の高さ方向が本体１１の厚さ方向と垂直であり、貫通部１２の囲壁面１２ｗは第一面１１ａ及び第二面１１ｂに対して垂直である。
電磁波制御体１０の変形例として、第一面１１ａと第二面１１ｂが互いに平行な面であり、柱状の貫通部１２の高さ方向が本体１１の厚さ方向に対して傾いた形態が挙げられる。この変形例では、貫通部１２の囲壁面１２ｗは第一面１１ａ及び第二面１１ｂに対して垂直ではなく、貫通部１２は、本体１１の第一面１１ａから第二面１１ｂへ向けて、本体１１の一部を斜円柱等の斜柱形状にくり貫いた形状を有する。

本発明の第二実施形態は、図３に示すように、電磁波吸収物質を含有する平板状の本体２１を備え、本体２１の厚さ方向に貫通する貫通部２２が少なくとも１つ設けられた、電磁波制御体２０である。本体２１には四角柱状の９個の貫通部２２が、縦×横＝３×３の格子状に配置されている。各貫通部２２は中空であり、本体２１の第一面２１ａから第二面２１ｂへ向けて、本体２１の一部を四角柱状にくり貫いた形状である。
本実施形態の電磁波制御体２０は、第一実施形態の電磁波制御体１０の変形例であり、基本的な構成は同様であるので、その他の説明を省略する。

本発明の第三実施形態は、図４に示すように、電磁波吸収物質を含有する平板状の本体３１を備え、本体３１の厚さ方向に貫通する貫通部３２が少なくとも１つ設けられた、電磁波制御体３０である。本体３１の外縁の形状は、電磁波制御体１０の本体１１と同じである。本体３１における複数の貫通部３２の配置も、電磁波制御体１０の貫通部１２の配置と同じである。電磁波制御体３０と電磁波制御体１０が異なる点は、個々の貫通部３２の形状であり、それ以外の基本的な構成は電磁波制御体１０と同様である。
各貫通部３２は中空であり、本体３１の第一面３１ａから第二面３１ｂへ向けて、本体３１の一部から碗状の凹部をくり貫いた形状を有する。ここで、第一面３１ａを上面、第二面３１ｂを下面とすれば、各貫通部３２は上に開口した碗状の凹部であるといえる。なお、凹部の第二面３１ｂ側は貫通している。

本体３１の厚さ方向の断面図（図５）に示すように、各貫通部３２を形成する囲壁面３２ｗの少なくとも一部は、第一面３１ａ及び第二面３２ｂに対して傾斜している。囲壁面３２ｗの各主面に対する傾斜率は、囲壁面３２ｗの部位によって異なる。具体的には、貫通部３２は第一面３１ａから第二面３２ｂへ向けて厚さ方向に沿って徐々に傾斜率を増しながら縮径している。本体３１の厚さ方向の断面における貫通部３２の囲壁面３２ｗの断面輪郭線は、例えば放物線に沿うように成形される。

電磁波制御体３０において、図５の断面図に示すように、電磁波Ｅ１の伝播方向を表す矢印が本体３１の厚さ方向に対してなす角は比較的大きく、電磁波Ｅ１は本体３１の第一面３１ａ側の貫通部３２の開口に入射した後、貫通部３２の囲壁面３２ｗに当たり、少なくとも一部が吸収される。吸収された電磁波は、電磁誘導による渦電流でジュール発熱が生じて失われる。
これに対して、電磁波Ｅ２及び電磁波Ｅ３の伝播方向を表す矢印が本体３１の厚さ方向に対してなす角は比較的小さく、電磁波Ｅ２及び電磁波Ｅ３は本体３１の第一面３１ａから貫通部３２に入射した後、第二面３１ｂ側の開口から出射する。
電磁波制御体３０の第二面３１ｂ側の開口面積は、第一面３１ａ側の開口面積よりも小さいので、電磁波制御体３０の形態は、電磁波制御体１０と比べて電磁波が比較的透過しにくい形態である。なお、電磁波制御体３０の第二面３１ｂ側の開口面積が、第一面３１ａ側の開口面積より大きい構成であってもよい。

本発明の第四実施形態は、図６に示すように、電磁波吸収物質を含有する平板状の本体４１を備え、本体４１の厚さ方向に貫通する貫通部４２が少なくとも１つ設けられた、電磁波制御体４０である。本体４１の外縁の形状は、電磁波制御体２０の本体２１と同じである。本体４１における複数の貫通部４２の配置も、電磁波制御体２０の貫通部２２の配置と同じである。電磁波制御体４０と電磁波制御体２０が異なる点は、個々の貫通部４２の形状であり、それ以外の基本的な構成は電磁波制御体２０と同様である。
各貫通部４２は中空であり、本体４１の第一面４１ａから第二面４１ｂへ向けて、本体４１の一部から錘台状の凹部をくり貫いた形状を有する。ここで、第一面４１ａを上面、第二面４１ｂを下面とすれば、各貫通部４２は倒立錘台状の凹部であるといえる。なお、凹部の第二面４１ｂ側は貫通している。

本体４１の厚さ方向の断面図（図７）に示すように、各貫通部４２を構成する囲壁面４２ｗの少なくとも一部は、第一面４１ａ及び第二面４２ｂに対して傾斜している。囲壁面４２ｗの各主面に対する傾斜率は、囲壁面４２ｗの部位によらず一定である。つまり、貫通部４２は第一面４１ａから第二面４２ｂへ向けて厚さ方向に沿って一定の割合で縮径している。

電磁波制御体４０において、図７の断面図に示すように、電磁波Ｅ１の伝播方向を表す矢印が本体４１の厚さ方向に対してなす角は比較的大きく、電磁波Ｅ１は本体４１の第一面４１ａ側の貫通部４２の開口に入射した後、貫通部４２の囲壁面４２ｗに当たり、少なくとも一部が吸収される。吸収された電磁波は、電磁誘導による渦電流でジュール発熱が生じて失われる。また、電磁波Ｅ３の入射角は比較的小さい（前記なす角は比較的小さい）が、電磁波Ｅ３の発信源が本体４１の第一面４１ａの正面にないので、電磁波Ｅ１と同様に囲壁面４２ｗに吸収される。
これに対して、電磁波Ｅ２の伝播方向を表す矢印が本体４１の厚さ方向に対してなす角は比較的小さく、電磁波Ｅ２の発信源が本体４１の第一面４１ａの正面にあるので、電磁波Ｅ２は本体４１の第一面４１ａから貫通部４２に入射した後、第二面４１ｂ側の開口から出射する。
電磁波制御体４０の第二面４１ｂ側の開口面積は、第一面４１ａ側の開口面積よりも小さいので、電磁波制御体４０の形態は、電磁波制御体１０と比べて電磁波が比較的透過しにくい形態である。なお、電磁波制御体４０の第二面４１ｂ側の開口面積が、第一面４１ａ側の開口面積より大きい構成であってもよい。

（構成材料）
本発明にかかる電磁波制御体の本体は、周波数が５ＧＨｚ以上５００ＧＨｚ以下の電磁波のうち少なくとも一部の周波数帯を吸収する電磁波吸収物質を含む。本体は電磁波吸収物質のみで形成されていてもよいし、電磁波吸収物質と、電磁波吸収物質同士を結着するバインダとによって形成されていてもよい。

電磁波吸収物質としては、例えば、金属、導電性金属化合物、炭素材料、セラミックス等が挙げられる。
前記金属としては、例えば、強磁性金属、常磁性金属が挙げられる。強磁性金属としては、例えば、鉄、コバルト及びニッケルよりなる群から選ばれる１種の金属又は２種以上の合金が挙げられる。常磁性金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、チタン及びクロムよりなる群から選ばれる１種の金属又は２種以上の合金が挙げられる。
前記導電性金属化合物としては、例えば、金属と、ホウ素、炭素、窒素、ケイ素、リン及び硫黄よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物が挙げられる。ここで、導電性金属化合物における金属は半金属も含む。導電性金属化合物は、合金でもよいし、金属間化合物でもよいし、固溶体でもよいし、それら以外の構造を有して易もよい。前記導電性金属化合物の具体例としては、例えば、窒化ニッケル、窒化チタン、窒化クロム、窒化タンタル、炭化チタン、炭化ケイ素、炭化クロム等が挙げられる。
前記炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ、フラーレン、グラフェン、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン等が挙げられる。
前記セラミックスとしては、例えば、フェライト、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、チタン酸バリウム、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミックス）等が挙げられる。

前記バインダとしては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、ウレタン樹脂、縮合硬化型シリコーン、付加硬化型シリコーン、熱硬化性アクリル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂とともに公知の硬化剤が含まれていてもよい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、クロロプレン、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等が挙げられる。

電磁波吸収物質がバインダによって結着される場合、電磁波吸収物質の形態は、バインダ内における分散性を高める観点から、粉体又は細片体であることが好ましい。
バインダによって結着される電磁波吸収物質の種類は、１種類でもよいし、２種類以上でもよい。
電磁波吸収物質を結着するバインダの種類は、１種類でもよいし、２種類以上でもよい。

電磁波制御体の本体がバインダを含む場合、本体の総質量に対する電磁波吸収物質の含有量は、例えば、１０〜９０質量％、２０〜８０質量％、３０〜７０質量％等の範囲が挙げられる。
電磁波吸収物質およびバインダの含有量は、電磁波制御体の本体の表面抵抗の設定に応じて適宜調整される。

電磁波制御体の本体の表面抵抗（単位：Ω／□）は、例えば、１以上が好ましく、５以上がより好ましく、１０以上がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、電磁波制御体の本体におけるミリ波の反射を低減し、吸収率をより高めることができる。上限値は特に限定されず、例えば、１０，０００以下が挙げられる。

（変形例）
以上で説明した電磁波制御体の貫通部は主面の中心に対して点対称又は線対称に配置されているが、貫通部の配置は幾何学的な対称性を有していてもよいし、ランダムな配置又は任意の配置であって幾何学的な対称性が有しなくてもよい。
以上で説明した電磁波制御体の貫通部は中空であるが、電磁波が透過することが可能な部材が貫通部内に充填されていても構わない。このような電磁波透過部材としては、例えば、電磁波吸収物質を含まない前述したバインダを構成する樹脂やガラスが挙げられる。
以上で説明した電磁波制御体の本体の外縁の輪郭（主面を正面から見た形状）は図示例に限定されず、設置する箇所に応じて適宜成形することができ、例えば、正方形、円形、楕円形等の任意の形状とすることができる。
以上で説明した電磁波制御体には７個以上の貫通部が備えられているが、３個以上の貫通部が備えられていれば、各貫通部の中心同士の距離を考慮することができる。隣接する貫通部同士の中心間距離（ピッチ）は同じでもよいし、異なっていてもよい。中心間距離は、囲壁の幅と貫通部の直径に応じて適宜調整され、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で設定できる。
本発明の電磁波制御体は、上述の本体を支持する枠や基材を備えていてもよい。また、本体の第一面及び第二面の少なくとも一方の表面には、主面を保護する保護層や、主面を加飾する加飾層等の別の層を有していてもよい。

（作用効果）
本発明の電磁波制御体は、電磁波吸収物質を含む平板状の本体に、電磁波が透過可能な貫通孔が設けられた構成を備える。この構成によって、本体の主面の正面から入射する電磁波は透過しやすく、本体の正面から外れた方向から入射する電磁波は本体に吸収されて透過しがたい。したがって、例えば、本発明の電磁波制御体をミリ波レーダー装置の送信部又は受信部の近傍に設置することによって、送信部から放射されるミリ波又は受信部に受信されるミリ波の指向性（方向性）を制御することができる。この結果、レーダー装置の機能を妨害するゴースト波（妨害波）を除去又は低減することができる。

＜レーダーシステム＞
本発明のレーダーシステムの第一実施形態は、図８に示すように、レーダー装置１０１と、レーダー装置１０１の送信部及び受信部を兼ね備えた送受信部１０１ａの近傍に設置された本発明の電磁波制御体１００とを備えた、レーダーシステム２００である。
レーダー装置１０１は、ミリ波を利用して任意の対象Ｔを検知する公知のレーダー装置である。レーダー装置１０１における送信部と受信部は同じ箇所に設けられていてもよいし、個別に離れた箇所に設けられていてもよい。電磁波制御体１００は送信部及び受信部のうち少なくとも一方に設けられていればよい。電磁波制御体１００は、送信部から放射されるミリ波の送信信号１０３の伝搬経路上、又は受信部へ入射するミリ波の受信信号１０４の伝搬経路上に設けられており、電磁波制御体１００の主面に対して正面から入射するミリ波を透過し、正面から大きく外れた箇所から入射するミリ波を吸収する。電磁波制御体１００は送受信部１０１ａに密着して設置されていてもよいし、数ミリ〜数十センチ程度で離間して設置されていてもよい。

本発明のレーダーシステムにおける電磁波制御体１０の設置例を図９の断面図に示す。本体１１の第二面１１ｂは不図示の部材の表面に設置されており、前記部材の表面が貫通部１２の底面を構成している。各貫通部１２の底面にはレーダー装置の送受信器１５が備えられている。符号Ｗを付けた領域は、送受信器１５が送受信する電磁波の広がりを表している。図から明らかなように、本体１１が厚いほど、電磁波の横方向への広がりが絞られる。

本発明のレーダーシステムにおける電磁波制御体４０の設置例を図１０の断面図に示す。本体４１の第二面４１ｂは不図示の部材の表面に設置されており、各貫通部１２の第二面４１ｂ側の開口部にレーダー装置の送受信器４５が備えられている。符号Ｗを付けた領域は、送受信器４５が送受信する電磁波の広がりを表している。図から明らかなように、本体４１が厚いほど、又は囲壁面４２ｗの傾斜勾配が急であるほど、電磁波の横方向への広がりが絞られる。

（電磁波制御体の製造方法）
本発明の電磁波制御体の製造方法は特に限定されず、金属成形品、樹脂成形品、セラミックス成形品等の公知の製造方法と同様に製造することができる。公知の製造方法としては、例えば、押出成形法、射出成形法、３Ｄプリンタを用いた成形法、ロストワックス成形法等が挙げられる。
具体例として、まず、前述のバインダ成分に電磁波吸収物質を公知のフィラーと同様にして混合した樹脂組成物を得る。この樹脂組成物を公知方法で押出成形することにより、前述の電磁波制御体１０，２０が得られる。図１１の（ａ）（ｂ）は押出材の先端部を任意の厚さで切断することにより、それぞれ電磁波制御体１０，２０を切り出す様子を示す。前述の電磁波制御体３０，４０は、例えば前記樹脂組成物を用いて射出成形法によって製造することができる。成形体をさらに切削加工することにより形状を整えてもよい。
また、特許文献１に記載された電波吸収体の製造方法を参照して、電磁波吸収物質と有機バインダを混合したスラリーを所望の形状に成形した後、高温で焼成する方法を適用してもよい。また、特許文献２に記載された電波吸収材及び成形方法を適用してもよい。

１０…電磁波制御体、１１…本体、１１ａ…第一面、１１ｂ…第二面、１２…貫通部、１２ｂ…第二面、１２ｗ…囲壁面、１５…送受信器、２０…電磁波制御体、２１…本体、２１ａ…第一面、２１ｂ…第二面、２２…貫通部、３０…電磁波制御体、３１…本体、３１ａ…第一面、３１ｂ…第二面、３２…貫通部、３２ｂ…第二面、３２ｗ…囲壁面、４０…電磁波制御体、４１…本体、４１ａ…第一面、４１ｂ…第二面、４２…貫通部、４２ｂ…第二面、４２ｗ…囲壁面、４５…送受信器、１００…電磁波制御体、１０１…レーダー装置、１０１ａ…送受信部、１０３…送信信号、１０４…受信信号、２００…レーダーシステム、Ｅ１…電磁波、Ｅ２…電磁波、Ｅ３…電磁波、Ｔ…対象、Ｗ…電磁波の広がり

Claims (15)

1. 周波数が５ＧＨｚ以上５００ＧＨｚ以下の電磁波のうち少なくとも一部の周波数帯を吸収する電磁波吸収物質が含まれた平板状の本体を備え、
   前記本体の厚さ方向に貫通する貫通部が少なくとも１つ設けられた、電磁波制御体。
2. 前記本体の厚さが０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、請求項１に記載の電磁波制御体。
3. 前記貫通部を囲む壁の平面方向の幅が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の電磁波制御体。
4. 前記貫通部における、前記本体の第一面側の開口面積が、前記本体の第二面側の開口面積と同じである、請求項１〜３の何れか一項に記載の電磁波制御体。
5. 前記貫通部を囲む壁面の少なくとも一部が、前記第一面又は前記第二面に対して垂直である、請求項４に記載の電磁波制御体。
6. 前記貫通部における、前記本体の第一面側の開口面積が、前記本体の第二面側の開口面積と異なる、請求項１〜３の何れか一項に記載の電磁波制御体。
7. 前記貫通部を囲む壁面の少なくとも一部が、前記第一面及び前記第二面に対して傾斜している、請求項６に記載の電磁波制御体。
8. 前記貫通部が、前記本体の第一面から第二面へ向けてすぼまっている、請求項７に記載の電磁波制御体。
9. 前記貫通部が碗状の凹部である、請求項８に記載の電磁波制御体。
10. 前記貫通部が錘台状の凹部である、請求項８に記載の電磁波制御体。
11. 前記電磁波吸収物質が、炭素材料又はセラミックスである、請求項１〜１０の何れか一項に記載の電磁波制御体。
12. 前記本体が、さらに前記電磁波吸収物質同士を結着するバインダを含む、請求項１〜１１の何れか一項に記載の電磁波制御体。
13. 前記本体の表面抵抗が１Ω／□以上である、請求項１〜１２の何れか一項に記載の電磁波制御体。
14. レーダー装置と、前記レーダー装置の送信部又は受信部に設置された請求項１〜１３の何れか一項に記載の電磁波制御体とを備えた、レーダーシステム。
15. 前記電磁波制御体における前記貫通部が、前記本体の第一面から第二面へ向けてすぼまっており、前記送信部又は前記受信部は、前記貫通部の前記第二面側の開口側に設置されている、請求項１４に記載のレーダーシステム。

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