JP2510880B2 - 多層型電波吸収体及び該電波吸収体からなる電波暗室 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフェライトの背面にコンクリートを配置した
構造の多層型の電波吸収体と、この電波吸収体で構成さ
れる電波暗室に関する。

（従来の技術） デジタルICが民生用電子機器の制御回路に数多く採用
されるようになってから、以前では想像も出来なかった
ような複雑な制御が簡単に、しかも低価格で実現出来る
ようになった。このような技術の流れの中でMOS・ICの
果たす役割は非常に大きい。しかし、この技術的進歩の
中から浮び上ってきた問題として、デジタル回路からの
放射雑音とMOS・ICの妨害雑音耐性の問題が挙げられて
いる。このように電子機器の性能として機器群が構成し
ている世界のなかで振る舞い（電磁界適合性）を明らか
にし、相互の干渉を出来る限る少なくするような努力が
一層要求されるようになった。

先ず、電子機器の電磁界適合性評価は放射雑音評価よ
り始まる。従来、放射雑音はオープンサイトと呼ばれる
屋外試験場で測定されていた。この屋外試験場は第５図
に示されているように、金属板のグランド面、ターン・
テーブル、昇降装置に取り付けられたダイポール・アン
テナ及び受信機で構成されている。

パーソナル・コンピュータのような小型の電子機器の
放射雑音を評価する時には、受信アンテナと供試体との
間隔を3mにした3m法で測定している。この評価法を運用
する上で、 （ａ）測定精度を向上させるため、周囲の電波雑音レベ
ルが低い場所に試験場を設置しようとすると極端に辺鄙
な場所になり、手軽に利用出来ない。

（ｂ）周囲の電波雑音分布が一定でないため、供試体か
ら放射される雑音と区別するのに特別な経験を必要と
し、限られた人しか使用出来ない。

（ｃ）悪天候や真夏、真冬などには円滑に運用出来な
い。

などの問題点が出てきており、開発スケジュール短縮が
要求される場合には大きな障害になっていた。更に、こ
の屋外試験場では電波法の制約から、大電力の電磁界放
射を伴う妨害雑音耐性の評価は実施できない。

このような問題点を解決する最も有効な方法として、
数年前から電波暗室内に試験場を設置することが始まっ
た。当初、電波暗室の有用性については必ずしも確信が
なかったため、小型で低価格の電波暗室への要望が強か
った。又、この時期に設置された電波暗室試験場につい
ては設計方針も明確でなく、CISPR Pub-13やFCC OST-55
などによる水平偏波サイト・アッテネーションによる評
価法しか知られていなかった。このような電波暗室を使
用して実機を測定すると、屋外試験場と大幅に異なった
結果が得られる場合があると指摘されていた。その後、
IBM社のスミス、ジャーマン等の努力により電波暗室を
試験場として使用する場合の評価法が確立され、FCCに
ファイルされる試験場も出現した。日本においても、こ
れらの結果をもとに電波暗室の設計方式や評価法が見直
され、現在10箇所以上の電波暗室が屋内試験場としてFC
Cにファイルされている。

電波暗室を放射雑音評価用試験場として適合性の確認
するときには、周波数掃引法によるサイト・アッテネー
ションをターン・テーブル設置範囲内で測定し、その結
果を屋外試験場の結果と比較して判定している。3m法試
験場は供試体と受信アンテナの間隔が最低試験周波数の
波長の1/3なので、80MHz以下の周波数では試験場として
の適合性を判断する基準サイト・アッテネーションの理
論値が正確に求められない。全周波数範囲にわたってサ
イト・アッテネーションの理論値が得られるのは10m法
以上の試験場とされており屋外屋内を問わず標準試験場
は10m法に移行する傾向が見える。一方、電子機器間の
平均距離はデジタル回路の普及で益々短くなっており、
実用面においては3m法による放射雑音評価が重要になっ
ている。

このような技術トレンドの中で、放射雑音評価用試験
場は、基準となる屋外試験場、準標準となる10m法
放射雑音評価用電波暗室、実用的な3m法放射雑音評価
用電波暗室に分かれ、用途に応じて使い分けようとして
いる。

デジタル回路から放射される雑音は300MHz以下の周波
数範囲に分布している。電波暗室の実用性を重視するの
であれば、300MHz以下の周波数で動作する3m法電波暗室
は非常に便利であると考えられる。フェライト電波吸収
体は厚さ10mm以下のタイル状セラミックであるが、30MH
z〜300MHzの範囲内で充分な電波吸収性能を示す材質が
ある。放射雑音評価用試験場としての電波暗室は、床
面に電波吸収体が無いもの、床面に電波吸収体がある
もの、の２種が提案されている。ここでは屋外試験場と
の相関性の良いの電波暗室を中心に、この電波吸収体
をシールド室の床面を除く全壁面に貼り電波暗室として
の性能を調べた結果、データ処理が適切であれば屋外試
験場と充分相関がとれることが明らかになったので、雑
音対策用又は品質管理用に適した電波暗室として報告す
る。

この電波暗室に使用された電波吸収体の周波数特性の
例を第６図に示す。一般に放射雑音評価用電波暗室に使
用される電波吸収体は、反射減衰量15dB以上が必要とさ
れているが、試験波長より狭い電波暗室では共振現象が
発生し難いため、反射減衰量10dBでも屋外試験場と充分
相関がとれると判断した。

放射雑音評価用電波暗室として充分な暗雑音レベルを
得るには、30MHzからのシールド率が60dB以上必要であ
る。しかし、この電波暗室を妨害雑音耐性評価用として
使用する場合には室内で10V/m程度の電界照射を実施す
るので、周囲に対する影響を無くすため90dB以上のシー
ルド性能が必要である。

このようなシールド性能を得るために第７図に示すよ
うなモジュラ・パネル構造のシールドシステムを採用し
た。シールド室の概要をまとめて第８図に示す。

まず、電波暗室の寸法を決定しなければならないが、
この雑音暗室としての運用法で決定される。この経過を
まとめて第９図に示す。

3m法の放射雑音評価では80MHz以下の周波数ではサイ
ト・アッテネーション理論値が得られないので、この周
波数範囲の測定は補正等のデータ処理を行うと考え、受
信アンテナ高さも80MHz以下では第１ピークが得られる
位置より低く選んだ。最近、グランド面の巾も第１フレ
ネル・ゾーンをカバーする必要があると指摘されている
が、この点についても補正係数の導入を考慮し、ターン
・テーブルの直径のみで決定した。

このようにして寸法決定された電波暗室の形状を第10
図に示す。

この電波暗室の壁と天井に第６図に性能を示したフェ
ライト電波吸収体を貼る。FCCで要請している周波数掃
引法により測定したサイト・アッテネーションを第11図
に示す。

FCCは電波暗室を放射雑音評価用試験場にファイルす
る条件として、試験領域（ターン・テーブルの面）内の
サイト・アッテネーションが屋外試験場の値±4dB以内
であるように要請している。又、サイト・アッテネーシ
ョンが屋外試験場の値±4dB以内でなくとも試験領域内
の偏差が小さく、補正によって屋外試験場の値±4dB以
内に収めることが出来れば屋外試験場と等化と見做して
よいとしている。その条件と照合するとこの電波暗室は
30MHz〜1GHzの範囲で屋外試験場と等化と判定出来る。

（発明が解決しようとする課題） しかし、300MHz以上の周波数では送受信アンテナに対
数周期型アンテナを使用して測定している。このアンテ
ナは、給電点が周波数によって変化するため送受信アン
テナ間隔が正確に規定できない、指向性があるため壁や
天井からの反射波の影響が少なく評価される等の問題点
が指摘されており、電波暗室の評価には不適当である。

従って、300MHz以上の周波数においてサイト・アッテ
ネーションの偏差が小さくなっているのも送受信アンテ
ナの性質によるものと考えられ、ダイポール・アンテナ
で克明に測定すれば多くの共振点が見出されると考えら
れる。現在300MHz〜1GHzの周波数範囲でも反射の少ない
フェライト電波吸引体を開発中であり、これが完成すれ
ばフェライト電波吸収体のみで1GHz迄の簡易型電波暗室
を構成出来ると期待されている。

（課題を解決するための手段） 本発明はこれらの問題点を解決するために、放射雑音
評価用電波暗室の内壁に使用される多層型電波吸収体で
あって、電波到来方向の最表面の全面に設けられた透磁
率が大きく厚みが5.5〜6.0mmであるフェライトと、この
フェライトの背面全面に積層された誘電体と、この誘電
体の背面全面に設けられた電波反射体とを備えた多層型
電波吸収体、及びこの多層型電波吸収体を対象壁面全面
に被着した放射雑音評価用の電波暗室を提供するもので
ある。

（作用） 以上のような構成を有する本発明によれば、誘電体の
厚みが増加するに従って整合周波数は高周波側に移動し
ていく。また、最大減衰量が小さくなるが、帯域幅は広
くなる傾向にある。高周波特性が非常に良好になり、周
波数幅も広く良くなるこの傾向は誘電率の大きさを変え
ても大きな変化はない。一般的には誘電率を大きくする
と誘電体の厚み変化に対する電波吸収特性の変化は大き
い。

従って、本発明は前記問題点を解決することができ、
周波数帯域が拡大し、反射減衰量も小さくなると共に電
磁界分布の安定した、データの信頼性を向上できる電波
暗室を提供できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の電波吸収体を示す断面図
である。同図において、１は透磁率の大であるニッケル
亜鉛系のフェライト、２はフェライト１の背面に配置し
た誘電体として、誘電率約４のコンクリート、３は金属
板である。このような構造からなる多層型電波吸収体に
おいて、コンクリート２の厚み変化に対する電波吸収特
性を第２図に示す。同図及び従来の単層型電波吸収体に
おける電波吸収特性を示す第３図とを比較してわかるよ
うに、コンクリートの厚みが増加するに従って整合周波
数は高周波側に移動していくことがわかる。また、最大
減衰量が小さくなるが、帯域幅は広くなる傾向にありコ
ンクリートの厚みが誘電体の誘電率約４程度では20mmで
最大となる。さらに、コンクリートの厚みを例えば20mm
と一定にした場合のフェライトの厚みを変化させたとき
の電波吸収特性を第４図に示す。同図からわかるよう
に、フェライトの厚みが5.5〜6.0mmで最良の特性が得ら
れ、高周波特性が非常に良好になり、周波数値も広く良
くなる傾向にある。ここでは誘電体として、誘電率約４
のコンクリートを用いたが、建材用パネルとしては、ガ
ラス繊維FRP系、石膏ボードなど各種材料を用いること
ができる。

また、第１図に示す本発明に係る多層型電波吸収体を
前述した電波暗室の天井、壁、床に貼る又は塗布するこ
とによって電磁界分布が非常に安定し、データの信頼性
が向上する電波暗室を提供できる。なお、電波暗室の床
には電波吸収体を貼らない場合があるが電磁界分布には
あまり影響しない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、放射雑音評価
用電波暗室の内壁面に使用する電波吸収体が、電波到来
方向の最表面の全面に設けられた透磁率が大きく厚みが
5.5〜6.0mmであるフェライトと、このフェライトの背面
全面に積層された誘電体と、この誘電体の背面全面に設
けられた電波反射体とを備えた多層型で構成されている
ので、方向性を有しておらず水平偏波及び垂直偏波の両
方に対して有効に機能することはもとより、300MHz〜約
1GHzという高い周波数における電波吸収特性が大幅に改
善されることから広帯域の電波吸収特性が得られ、従っ
て、放射雑音評価用電波暗室の内壁に使用して最適であ
る。また、このような多層型電波吸収体を対象壁面全面
に被着しているので、広帯域の電波吸収特性を有すると
共に電磁界分布が安定しており、データの信頼性を向上
できる放射雑音評価用電波暗室が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電波吸収体を示す断面図、
第２図は本実施例のコンクリートの厚み変化に対する電
波吸収特性を示す図、第３図は従来の単層型電波吸収体
における電波吸収特性を示す図、第４図はコンクリート
の厚みを一定にした場合のフェライトの厚みを変化させ
たときの電波吸収特性を示す図、第５図は屋外試験場を
示す構成図、第６図はフェライト電波吸収体の性能を示
す特性図、第７図はシールドパネルの接続部を断面図、
第８図はシールド室の概要を示す図、第９図は雑音暗室
としての運用法で決定された決定を示す図、第10図は電
波暗室の形状を示す外観斜視図、第11図は電波暗室のサ
イト・アッテネーションを示す図である。 １……フェライト、２……コンクリート、３……金属
板。

フロントページの続き (72)発明者 勝俣 正史 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 テ ィーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−24202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−94799（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−13600（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−47479（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−49798（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭56−15831（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射雑音評価用電波暗室の内壁に使用され
   る多層型電波吸収体であって、電波到来方向の最表面の
   全面に設けられた透磁率が大きく厚みが5.5〜6.0mmであ
   るフェライトと、該フェライトの背面全面に積層された
   誘電体と、該誘電体の背面全面に設けられた電波反射体
   とを備えたことを特徴とする多層型電波吸収体。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の多層型電波
   吸収体を対象壁面全面に被着したことを特徴とする放射
   雑音評価用の電波暗室。