JP4004096B2

JP4004096B2 - 電波吸収体

Info

Publication number: JP4004096B2
Application number: JP09276497A
Authority: JP
Inventors: 利勝林
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JPH10275996A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波暗室に使用するに適する電波吸収体に関し、さらに詳しくは、モジュールを複数個組合せてユニットとさせこれを組合せて作る電波吸収特性の優れた電波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の電子製品（民生用、産業用の製品や電子部品等）の増加は電磁波障害を相互に受ける危険を増加させ、電子製品の誤動作を多発させる。即ち、電子製品が雑音としての電磁妨害波を発生させ他の電子製品に悪影響を与えることがあり、又、逆に、該電子製品自身が電磁妨害波を受け、誤動作をすることがある。
このため、電磁妨害波が到来しても障害を起こさない対策およびほかの機器に悪影響を与える電磁妨害波を発生させない対策が、電子製品には必要になっている。即ち、この２つの対策を満たす状態としての電磁的両立性（ＥＭＣ）が電子製品に要求される。
【０００３】
この電磁妨害波対策としての代表的なものが、電磁シールド（静電、電界シールド；磁気、磁界シールド；電磁波シールドを含む）と電波吸収とであり、電磁シールドのための電磁シールド材は基本的に電磁妨害波を通過させないものであり、電波吸収のための電波吸収材は電磁妨害波のエネルギーを吸収して、反射も透過もほとんどさせないものである。
本発明は電波吸収体に関し、電波吸収体には、誘電体（発泡体にカーボンを分散させた抵抗体）、磁性体（主としてフェライト）および誘電体と磁性体との組合せからなる複合型の３つのタイプがある。
【０００４】
即ち、電波吸収体は、磁気損失を利用したフェライトや、誘電損失を持つカーボンなどをウレタンなどに含浸させ、ピラミッド状に加工したもの（以後“カーボン含浸タイプ”と呼ぶ）などが製品化されている。その電波吸収体を利用して電波の反射がない電波暗室などに応用されている。
最近では、フェライトのみを利用した簡易電波暗室が作られているが、一般的にはフェライトとカーボン含浸タイプとを組み合わせ電波吸収体が電波暗室用として、使用されている。
【０００５】
電波暗室は、電子機器から放射される電磁波ノイズを測定する半無響室と電子機器等の耐ノイズ性を試験する全無響室とに大別される。最近では、フェライトのみを利用した簡易電波暗室が作られているが、一般的にはフェライトとカーボン含浸タイプとを組み合せた電波吸収体が電波暗室用として、使用されている。このカーボン含浸タイプの電波吸収特性は、高周波（１ＧHz以上）での吸収特性が優れ、含浸するカーボン濃度を高くすることにより、吸収特性の向上を計ることができる。但し、低周波（３０Ｍ〜６００ＭHz）での吸収特性が低く、電波吸収体の厚さが１ｍ以上となるなどの問題点を持っている。
また、フェライトタイルは低周波の特性に優れ、１０mm以下の厚さでは充分な吸収特性を得ることができるが、狭帯域であり、周波数が高くなるにつれ、吸収特性は悪化する。
従って、両者の欠点を補うため、フェライトとカーボン含浸タイプとを組み合わせ、吸収体の小型化、広帯域化を計ることが主流であるが、高周波での吸収特性が要求される等のためにカーボン含浸タイプのカーボン濃度を高くした場合、５００ＭHz〜１ＧHzでの吸収特性が悪化する。これに対し、カーボン含浸タイプの厚さを厚くすることにより改善する事が可能であるが、厚さが９０cm以上となり、暗室の小型化という点では解決となっていない。
電波吸収体の厚さを薄くできることは、室内での有効面積が広がり、建屋を小さくすることができるなどの大きなメリットを有している。
さらに近年においては、電波利用の多様化により、それらの領域に対応した電波吸収体、さらには電波暗室の必要性が高まってきている。特に、移動通信、衛星通信などは数十ＧHzにも及ぶ高い周波数域で利用されているが、これらの利用は今後さらに高周波数化されるものと想定される。
【０００６】
フェライトは多孔質フェライトとフェライトタイルとに大別され、この多孔質フェライトの使用は、電波吸収体の厚みを薄くし、特に、フェライトタイルと多孔質フェライトとを組み合わせることにより、小型で優れた電波吸収性能を示し、電波暗室での吸収体の高さを低くすることが可能である。必要に応じて、取付が容易な小型のカーボンピラミッドを付け加えることにより、さらに広帯域で、優れた吸収性能を得ることも可能である。このように本発明による多孔質フェライトを使用すれば、電波暗室において、電波吸収体の高さを低くできるので、室内での有効面積が広がる、あるいは建屋自体の小型化による低コスト化などの大きなメリットを有している。
この本発明者らによる多孔質フェライトには、平板形状の他に、より広帯域化させたピラミッド形状やクサビ形状のものがあるが、これらの多孔質フェライトは、フェライトタイルの上に取り付けねばならず、金属製のものは使用できないため、固定のための充分な下地が設置できない、あるいは施工しにくい等の新しい問題点が生じている。従来のような接着剤や両面テープによる固定では重量が重いため、落下等の危険性から問題がある。さらには、小型のカーボンピラミッドを付け加える場合などの取付方法は新しく考案しなければならないという問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した従来技術の不具合を解消させることを解決すべき課題とする。即ち、本発明の目的は、上記したような電波吸収体の施工上での問題点を解消するため、多孔質フェライトとカーボン含浸タイプのパネル化、及びそれら両者を同時に、かつ安全に取付可能にする施工ジグを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述した課題を解決するために、電波吸収特性を有するモジュールを複数個組合せてユニットを作り、これを電波吸収体とさせる技術的手段を基本的に採用する。
【０００９】
具体的には、本発明は、平面部と該平面部に設けた山部とからなる電波吸収特性を有するモジュールを、その平面部を接触させることでユニットとした電波吸収体を提供する。
【００１０】
本発明品は、フェライトタイル、多孔質フェライト、カーボン含有ピラミッドの３つの吸収体が利用され、低周波から高周波までの広い周波数帯での使用が可能となる。多孔質フェライトは、もともと、数十ＧHzの高い周波数帯での吸収特性が優れているため、低濃度で厚さの薄いカーボン含有ピラミッドをつけるだけで容易に特性向上を図ることができる上、さらに高い周波数での対応も可能となる。
【００１１】
フェライトタイル（例えば、Fe₂O₃：４９mol％、 NiO：１４mol％、 ZnO：３３mol％、 CuO：４mol％）の場合、６〜８mmの厚さで、２０dB以上を示す周波数の吸収体域幅は、最多でも３０Ｍ〜６００ＭHz前後である。６００ＭHz以上での特性は、厚さが９０cm程度のカーボン含浸タイプで対応可能であり、高周波での吸収量は、カーボン濃度を高くすることにより容易に向上させることができる。しかし、カーボン濃度を高くすると、５００ＭHz〜１ＧHzにおいて、吸収特性が悪化し、２０dB以上の特性を維持できない。逆に、低濃度カーボンのものを使用した場合は、高周波において、充分な吸収特性が得られない。
【００１２】
多孔質フェライト（例えば、Fe₂O₃：５０mol％、 NiO：１８mol％、 ZnO：３２mol％）は、特開平６−２６３５６１号公報に開示される方法により容易に製造することができる。本製造方法により得られる多孔質フェライト電波吸収体は、フェライトを主成分とし、非磁性セラミックス成分が含まれるものであり、空孔率を４０〜８０％の範囲、気孔径を１００〜８００μm の範囲に、それぞれ均一に制御可能である。
また、多孔質フェライトの形状は、ピラミッド型やクサビ型、さらには平板型でもよい。ピラミッド型やクサビ型は、高周波特性に優れ、高周波での吸収量をより必要とする場合に効果的である。平板型は、ピラミッド型やクサビ型に比べ、高周波特性は劣るが、軽量で、取付等も容易であり、施工性に優れる。さらにピラミッド型に比べ、単純形状で、薄く、低コストである。これらの形状は用途や要求性能に応じて使い分ければよい。
【００１３】
カーボン含有ピラミッドは、カーボンをウレタンに含浸・発泡させ、ピラミッド状に加工したタイプやカーボンを含有した樹脂ボードや繊維をピラミッド状に加工したタイプがある。前者の場合、カーボンの含有率は、体積比で５〜１５％以下であることが望ましく、後者においては、表面での抵抗率が１０⁴ 〜１０⁵Ωとなる様、調整することが望ましい。さらにはピラミッド型やクサビ型の多孔質体を用いた場合は、後者のカーボンボードの替わりにカーボンを含有した樹脂を多孔質フェライト表面に塗ってもかまわない。
またフェライトタイルや多孔質フェライトは不燃性であり、カーボンピラミッドを構成するウレタンや樹脂ボード等に不燃、あるいは準不燃材、例えば、フェノール系樹脂、モルタル等を使用することで、不燃性の電波吸収体にすることができる。カーボン含有クサビ形のものでもよい。
発明品のカーボン吸収体が対象とする電磁波の周波数領域は、短い波長であるＧHz帯であるため、４５cm以下の薄いものでも充分である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示す電波吸収体１は、平面部２と中空の山部３とからなる電波吸収特性を有するモジュール４を４個組合せたユニット５を包含する。モジュール４の平面部２の側面同志を接着させてユニット５を作る。図示例は４個のモジュール４を組合せてユニット５としたが、ユニット５を構成するモジュール４の数に制限はない。好ましくは、モジュール４を多孔質フェライトで構成する。
山部３の周囲であって平面部２の上側周縁に着座するよう格子状に作られたジグプレート６を、図１に示すように、ユニット５の上方から配し、又、ユニット５の下方にベースプレート７を配す。
【００１５】
ジグプレート６とベースプレート７は樹脂材や木などで作られるが、電磁波の反射の少ない誘電率の低い材質のものであれば他の材質のものでもよい。格子状のジグプレート６は中抜き部を有するが、その形状はモジュール４の山部３の形状に応じて変えられる。
ジグプレート６とベースプレート７の中央にはボルト用孔８、９を設ける。
【００１６】
フェライトタイル１０にボルト１１を受ける穴１２を設ける。施工に際し、ユニット５の上方からジグプレート６を、又、その下方にベースプレート７を配し、合成樹脂製のボルト１１を孔８、９に通し、ボルト１１をフェライトタイル１０のボルト穴１２にねじ込み、ユニット５をフェライトタイル１０に固定させる。このようにして、ユニット５を次々とフェライトタイル１０に固定させ、電波暗室の壁に多孔質フェライトとフェライトタイルの組合せからなる電波吸収体を張設させ得る。
【００１７】
図２にユニット５を構成するモジュール４を分解して示す。互いに接する平面部２の側面に接着剤１３を塗付し、ユニット５を構成するモジュール４を固定関係とさせる。
図３に示すように、多孔質フェライトのモジュール４の平面部２の一角にボルト１１を通す円弧部１４を作る。４個のモジュール４を組合せると円弧部１４が円筒状の孔を作る。
【００１８】
図４に示すように、ジグプレート６の周縁に上向きおよび／又は下向きの段部１５を作り、ユニット５をフェライトタイル１０に並設させるとき、隣り合うジグプレートの段部１５を重ね合わせ、ジグプレート６を同平面に位置させるようにさせる。
これとは別に、ジグプレート６とモジュール４との間の相対的動きを制約させるため、ジグプレート６の下面に下向きの突部又はピン１６を延在させ、このピン１６をモジュール４の平面部２に設けた穴に差込み、両者を一体化させるとよい。
【００１９】
段部１５に代えて、図５に示すように、ジグプレート６の二辺に凸部１７を突出させ、他の二辺にこの突部１７を受ける凹部１８を設け、隣接するジグプレート６を凸部１７と凹部１８を組合せてつないでいく。
図６に示す例は、ジグプレート６の二辺にいくつかのピン１９を延出させ、又、隣りの二辺にこれらピン１９を受けるピン穴２０を設ける。ジグプレート６を並設させるとき、隣り合うジグプレート６の一方のピン１９を他方のピン穴２０に差込み、隣り合うジグプレート６を固定関係とさせる。
【００２０】
図７に、カーボンを含浸させたポリプロピレンボードからなる中空のカーボン含浸ピラミッド２２（図８参照）を取り付けるに適するジグプレート６′を示す。ジグプレート６′は図１、５及び６に示すものと基本的に同じ構成を有するが、ジグプレート６′は、かぎ形のフック２３を格子を作る内方の各辺に向かい合うフック２３を配し、外側の四辺に一つのフック２３を配す。
図８に示す例は、図１に示す例のフェライトタイル１０を、合板２５と亜鉛鋼板２６とをサンドイッチ構造に積層したシールドパネル２１に、接着剤を用いて固定させかつ塩ビ等からなる合成樹脂製のボルト１１をフェライトタイル１０を貫通させてシールドパネル２１にねじ込み、フェライトタイル１０とユニット４をシールドパネル２１に固定させる。好ましくは、ベースプレート７とフェライトタイル１０も接着剤で固定させる。
【００２１】
多孔質フェライトのモジュール４を含むユニット５の室内側に、カーボンを含浸させたポリプロピレンボードからなる中空のカーボン含浸ピラミッド２２を配す。中空のカーボン含浸ピラミッド２２はその根元部に格子枠２４を有するが、カーボン含浸ピラミッド２２をユニット５に固定させるに際しては、格子枠２４をフック２３内に係合させるようにフック２３内に押し込み、両者を固定関係とさせる。フック２３と格子枠２４との係合に加えて、接着剤をジグプレート６又は６と格子枠２４との間に用いてもよい。
【００２２】
図９に示すユニット５は、くさび形のモジュール４の向きを変えて組合せたもので、このように、モジュール４を構成する多孔質フェライトの個々の形状は制約されない。
【００２３】
図示例の施工はユニット化により簡単であり、又、ボルトと接着剤とを用いた固定手段の採用は、電波吸収体を構成する部品の落下などの外れがなく、電波吸収特性を一定に維持させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一例の電波吸収体の分解斜視図である。
【図２】ユニットの分解斜視図である。
【図３】モジュールの斜視図である。
【図４】ジグプレートとモジュールとの関係を示す側面図である。
【図５】ジグプレートの別の例の斜視図である。
【図６】ジグプレートの他の例の斜視図である。
【図７】ジグプレートの別の例の分解斜視図である。
【図８】本発明の別の例の電波吸収体の分解斜視図である。
【図９】くさび形のモジュールを用いた例の斜視図である。
【符号の説明】
２平面部
３山部
４モジュール
５ユニット
６ジグプレート
７ベースプレート
１０フェライトタイル
１１ボルト
２１シールドパネル
２２カーボン含浸ピラミッド

Claims

平面部と該平面部に設けた山部とからなる電波吸収特性を有するモジュールを、その平面部を接触させることでユニットとした電波吸収体であって、前記ユニットの平面部の上側周縁に接する格子状のジグプレートと、平面部の下側に接するベースプレートを有することを特徴とする電波吸収体。