JP4098788B2 - 電波減衰体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動料金収受システムにおいて路上側アンテナと車載器側アンテナとの双方向通信において発生する不要な電波を抑制するために用いられる電波減衰体に関する。

最近、有料道路の料金所における渋滞を緩和する手段として、自動料金収受システム（ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）とも呼ばれる。）が注目されている。このシステムは、路上側アンテナと車に搭載した車載器における車載器側アンテナとの間で、通行料金に関する情報を無線で双方向通信することによって、自動的に通行料金の収受を行うものである。

このシステムにおいて、路上側アンテナは、料金所のゲートや路上に設置された表示器等に設置され、ゲートを通過する車に対して上方より電波を放射する。

ところで、立体交差において、下側の道路に自動料金収受システムを採用した料金所が設けられた場合には、路上側アンテナより放射された電波が道路面と上側の道路の下面との間で多重反射する可能性がある。そのため、車載器側アンテナが受信可能なしきい値以上の電波の到達範囲が目標とする範囲よりも広がり、その到達範囲内に、同一レーンや隣接する複数のレーンを走行中の複数の車が入り、システムが誤動作する可能性があるという問題点がある。

また、立体交差の場合に限らず、路上側アンテナより放射された電波が道路面と、路上に設置された表示器との間で多重反射したり、路上側アンテナより放射された電波が道路面と、料金所のゲートの屋根部分との間で多重反射したりして、同様の問題を生じる可能性もある。更には、路上側アンテナより放射された電波が、表示器の支持部や料金所のゲートの側部で反射して、同様の問題を生じる可能性もある。また、複数のレーンにおいて自動料金収受システムが採用されている場合には、あるレーンにおける路上側アンテナより放射された電波が、隣接する他のレーンに漏れて、隣接する複数のレーン間において混信が発生する可能性もある。

ところで、従来より、不要な電波を減衰させるものとして、フェライト等の電波吸収材料を用いて構成された電波吸収体が知られている。そこで、このような電波吸収体を、上述のような自動料金収受システムにおける不要電波を抑制するために用いることも考えられる。

しかし、自動料金収受システムにおいて、上記電波吸収体のような、不要電波抑制のための手段を設ける場合には、その手段は必然的に屋外に設置される。そのため、自動料金収受システムにおける不要電波抑制のための手段としては、耐久性や設置の容易性を高めるために、構成の簡単な手段が望まれる。

特許文献１には、反射波の位相を反転させる凹凸の表面形状を有する反射体を用いた電波吸収体が開示されている。また、特許文献２や特許文献３には、電波吸収体に凹凸面を形成して、電波吸収帯域を広げる技術が開示されている。

特開平１１−２６１２８３号公報 特開昭５８−３４６０２号公報 特開平９−１８１４７４号公報

特許文献１には、反射波の位相を反転させる凹凸の表面形状を有する反射体を用いた電波吸収体が開示されている。しかしながら、特許文献１では、その第４欄第１１〜１３行目には「通信用電波の波長λ以上の凹凸とすることにより、凹凸面の反射波同士で低減させる」と記載されている一方で、その図２（Ｂ）では凹凸の段差が「λ／２」と記載されており、反射波を低減させるために必要な凹凸の段差がどのような大きさであるかは不明である。

また、特許文献１の図２（Ｂ）に示されるように凹凸の段差の大きさをλ／２とした場合には、後で実施の形態の欄でも説明するように、０°から５０°程度の範囲内の入射角度で入射する電波に対してはほとんど電波吸収体としての機能を果たさない。特許文献１の図１からも分かるように、電波吸収体としては、実用上、０°から５０°程度の範囲内の入射角度で入射する電波を吸収することが必要な場合が多いと考えられるが、特許文献１の図２（Ｂ）に示された電波吸収体では、この要求を満たすことができない。

更に、特許文献１では、電波の入射角度と凹凸の段差の大きさとの関係は全く考慮されておらず、所定の入射角度で入射する電波に対する反射波を低減させるために必要な凹凸の段差の大きさも不明である。

また、特許文献１には、凹凸の表面形状として、三角波面の形状と矩形波面の形状が示されている。しかしながら、このような三角波面の形状や矩形波面の形状を有する反射体を用いた電波吸収体では、反射面の形状が等方的ではないため、電波吸収体に対する電波の入射方向や、電波の偏波状態によって特性が大きく変化する可能性がある。

なお、特許文献２や特許文献３には、電波吸収体に凹凸面を形成して、電波吸収帯域を広げる技術が開示されている。しかしながら、これらの技術では、いずれも、電波の吸収は主に電波吸収体によるものであり、凹凸面によるものではない。また、これらの技術では、電波吸収体に凹凸面を形成するので、製造が難しいという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で、所定の入射角度で入射する電波に対する反射波を効果的に減衰させることができるようにした電波減衰体を提供することにある。

本発明の電波減衰体は、電波を反射する第１の反射面と、第１の反射面から電波の到来側に所定の距離だけ離れた位置に配置され、電波を反射する第２の反射面とを備え、第２の反射面に対する電波の入射角度をθ、電波の波長をλ、第１の反射面と第２の反射面との間の部分の比誘電率をε_r、ｍを０以上の整数としたとき、第１の反射面と第２の反射面との距離ｄが、ｄ＝（２ｍ＋１）λ／｛４√（ε_r−ｓｉｎ²θ）｝で表されるものである。

また、本発明の電波減衰体において、第１の反射面は、電波を反射する材料によって形成されたメッシュによって形成されている。また、本発明の電波減衰体は、更に、メッシュにおける電波到来側とは反対側に配置された吸音材を備えている。

本発明の電波減衰体では、第２の反射面に対する入射角度がθで電波が入射したときに、第１の反射面で反射された電波と第２の反射面で反射された電波の間に２分の１波長の奇数倍に相当する位相差が生じ、この位相差により、２つの反射波が重なった後の電波が減衰される。

本発明の電波減衰体において、第１の反射面で反射する電波から見た第１の反射面の面積の合計と、第２の反射面で反射する電波から見た第２の反射面の面積の合計は等しくてもよい。

本発明の電波減衰体において、第１の反射面および第２の反射面に対して平行で且つ互いに直交する２方向について、第１の反射面と第２の反射面が交互に配置されていてもよい。この場合、２方向のそれぞれについて、第１の反射面と第２の反射面の境界部分の間隔は電波の波長以上であってもよい。

また、本発明の電波減衰体は、自動料金収受システムにおける路上側アンテナと車載器側アンテナとの双方向通信において発生する不要な電波を抑制するために用いられてもよい。

本発明の電波減衰体によれば、第１の反射面と第２の反射面とを備えた簡単な構成で不要な電波を抑制することが可能になると共に、第２の反射面に対する電波の入射角度をθ、電波の波長をλ、第１の反射面と第２の反射面との間の部分の比誘電率をε_r、ｍを０以上の整数としたとき、第１の反射面と第２の反射面との距離ｄを、ｄ＝（２ｍ＋１）λ／｛４√（ε_r−ｓｉｎ²θ）｝としたので、所定の入射角度で入射する電波に対する反射波を効果的に減衰させることができるという効果を奏する。

また、本発明の電波減衰体によれば、第１の反射面を、電波を反射する材料によって形成されたメッシュによって形成し、このメッシュにおける電波到来側とは反対側に吸音材を配置したので、吸音材によって騒音を低減することが可能になると共に、吸音材の前面にはメッシュが配置されるので、吸音材による吸音効果を高めることができるという効果を奏する。

また、本発明の電波減衰体において、第１の反射面および第２の反射面に対して平行で且つ互いに直交する２方向について第１の反射面と第２の反射面を交互に配置した場合には、電波の入射方向や電波の偏波状態によって特性が大きく変化することなく不要な電波を抑制することが可能になるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
始めに、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る電波減衰体と、この電波減衰体が適用される自動料金収受システムの概要について説明する。

図１は、本実施の形態が適用される自動料金収受システムにおける料金所の周辺の構成の一例を示す説明図である。この例では、料金所１にはゲート２が設けられ、ゲート２の上部に、自動料金収受システムにおける路上側アンテナ３が設けられている。自動料金収受システムでは、路上側アンテナ３と、車４に搭載した車載器５における車載器側アンテナとの間で、通行料金に関する情報を無線で交信することによって、自動的に通行料金の収受を行うようになっている。路上側アンテナ３は、料金所１が設置されている道路６に向けて電波を放射するようになっている。

また、料金所１の上方には、道路６と立体交差する他の道路７が配置されている。このような状況において、本実施の形態に係る電波減衰体を用いない場合には、路上側アンテナ３より放射された電波が、下側の道路６の上面と、上側の道路７の下面との間で多重反射する可能性がある。その結果、車載器５における車載器側アンテナが受信可能なしきい値以上の電波の到達範囲が目標とする範囲よりも広がり、その到達範囲内に、同一レーンや隣接する複数のレーンを走行中の複数の車が入り、システムが誤動作する可能性がある。

これを防止するために、本実施の形態に係る電波減衰体１０は、例えば、路上側アンテナ３より放射される電波の不要な進行方向の先の周辺構造物である上側の道路７に取り付けられる。具体的には、電波減衰体１０は、料金所の上方に配置された道路７の下の桁において、路上側アンテナ３から放射され、下方の道路６で反射した電波の進行方向の先の位置に取り付けられている。

次に、図２および図３を参照して、本実施の形態に係る電波減衰体１０の構成について説明する。図２は電波減衰体１０の正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。

電波減衰体１０は、例えば金属板によって形成された電波反射体１１を有している。この電波反射体１１には格子状に配列された凹部と凸部が形成されている。なお、便宜上、図２では、凹部はハッチングを付して表している。

また、電波減衰体１０は、電波を反射する複数の第１の反射面２１と、第１の反射面２１から電波の到来側に所定の距離だけ離れた位置に配置され、電波を反射する複数の第２の反射面２２とを備えている。第１の反射面２１は電波反射体１１の凹部によって形成され、第２の反射面２２は電波反射体１１の凸部によって形成されている。

第１の反射面２１と第２の反射面２２は、面積の等しい正方形形状をなしている。また、第１の反射面２１と第２の反射面２２は、第１の反射面２１および第２の反射面２２に対して平行で且つ互いに直交する２方向、すなわち図２における上下方向および左右方向について交互に配置されている。

図２における上下方向および左右方向の２方向のそれぞれについて、第１の反射面２１と第２の反射面２２の境界部分の間隔、すなわち第１の反射面２１と第２の反射面２２の一辺の長さＬは、各反射面２１，２２が実際に電波を反射する面として機能するように、電波の波長以上であることが好ましい。一方、長さＬが大き過ぎると、反射面２１で反射した電波と反射面２２で反射した電波との重なり方が小さくなるので、長さＬは、電波の波長の３倍以下であることが好ましい。

また、本実施の形態では、後述するように位相差を有する第１の反射面２１での反射波と第２の反射面２２での反射波とを重ね合わせることによって電波の強度を減衰させるので、電波減衰体１０の全体において、第１の反射面２１で反射する電波から見た第１の反射面２１の面積の合計と、第２の反射面２２で反射する電波から見た第２の反射面２２の面積の合計は、等しいか、ほぼ等しいことが好ましい。

ここで、図４を参照して、上述の第１の反射面２１で反射する電波から見た第１の反射面２１の面積の合計と、第２の反射面２２で反射する電波から見た第２の反射面２２の面積の合計の意味について説明する。図４に示したように、第１の反射面２１および第２の反射面２２に対して斜め方向から電波が入射する場合には、第２の反射面２２では、その全体の領域Ａ２に電波が入射し、且つ入射した電波は全て第２の反射面２２の前方に出射される。これに対し、第１の反射面２１では、その一部の領域Ａ１に入射した電波のみが第１の反射面２１で反射し、且つ第２の反射面２２の前方に出射される。従って、第１の反射面２１の領域Ａ１の面積の合計と、第２の反射面２２の領域Ａ２の面積の合計とが、等しいか、ほぼ等しいことが好ましい。第１の反射面２１で反射する電波から見た第１の反射面２１の面積の合計とは上記領域Ａ１の面積の合計であり、第２の反射面２２で反射する電波から見た第２の反射面２２の面積の合計とは上記領域Ａ２の面積の合計である。

なお、第１の反射面２１および第２の反射面２２に対して電波に垂直に入射する場合には、第１の反射面２１で反射する電波から見た第１の反射面２１の面積の合計は、第１の反射面２１の全体の領域の面積の合計となる。

また、本実施の形態では、図３に示したように第２の反射面２２に対する電波の入射角度をθとし、電波の波長をλ、第１の反射面２１と第２の反射面２２との間の部分の比誘電率をε_r、ｍを０以上の整数としたとき、第１の反射面２１と第２の反射面２２との距離ｄは、以下の式（１）で表されるようにする。

ｄ＝（２ｍ＋１）λ／｛４√（ε_r−ｓｉｎ²θ）｝ …（１）

なお、第１の反射面２１と第２の反射面２２との間の部分が空気の場合には、ε_r＝１となり、上記式（１）は、ｄ＝（２ｍ＋１）λ／（４ｃｏｓθ）となる。また、距離ｄは、ｍ＝０のときに最も小さくなり、この場合には、式（１）は、ｄ＝λ／（４ｃｏｓθ）となる。

また、本実施の形態では、凹部と凸部を有する電波反射体１１によって、第１の反射面２１と第２の反射面２２とを形成したので、第１の反射面２１と第２の反射面２２は電気的に連続している。しかし、第１の反射面２１と第２の反射面２２は電気的に不連続であってもよい。

次に、本実施の形態に係る電波減衰体１０の作用について説明する。図３に示したように、同じ位相の電波が第２の反射面２２に対して入射角度θで入射する場合において、第１の反射面２１と第２の反射面２２との距離ｄが式（１）を満たす場合には、第１の反射面２１での反射波と第２の反射面２２での反射波との間には、２分の１波長の奇数倍に相当する位相差が生じる。第１の反射面２１での反射波と第２の反射面２２での反射波は、それぞれ広がりを有するので、電波減衰体１０から十分離れた位置では、２つの反射波は重なり合う。ここで、第１の反射面２１での反射波と第２の反射面２２での反射波の強度が等しければ、この２つの反射波が重なった後の電波の強度は原理的にはゼロになる。また、第１の反射面２１での反射波と第２の反射面２２での反射波の強度が多少異なっていても、２つの反射波が重なった後の電波の強度は、各反射波単独の強度に比べて大幅に減少し、ゼロに近い値となる。このように、本実施の形態に係る電波減衰体１０によれば、この電波減衰体１０に対して所定の入射角度θで入射する電波を減衰させることができる。

また、本実施の形態に係る電波減衰体１０では、第１の反射面２１および第２の反射面２２に対して平行で且つ互いに直交する２方向について、第１の反射面２１と第２の反射面２２が交互に配置されている。従って、第１の反射面２１と第２の反射面２２とを含む電波減衰体１０の反射面全体の形状は、ほぼ等方的である。そのため、本実施の形態に係る電波減衰体１０では、電波の入射方向や電波の偏波状態によって特性が大きく変化することを防止することができる。なお、電波の偏波状態には、電界が入射面に垂直な直線偏波であるＴＥ（Transverse Electronic）波、磁界が入射面に垂直な直線偏波であるＴＭ（Transverse Magnetic）波、円偏波等がある。

図５は、シミュレーションで求めた本実施の形態に係る電波減衰体１０の特性の一例を示す特性図である。ここでは、電波の周波数を５．８ＧＨｚとしている。この場合、電波の波長λは約５１．７ｍｍとなる。図５には、第１の反射面２１と第２の反射面２２との距離ｄが１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２６ｍｍおよび３０ｍｍの６つの場合について、それぞれ、入射角度と反射減衰量との関係を示している。式（１）によれば、ｄが１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２６ｍｍおよび３０ｍｍの６つの場合は、それ入射角度θが約４°、約２３°、約３０°、約４０°、約６０°および約６４°の場合に対応する。

図５に示した例では、ｄが１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２６ｍｍおよび３０ｍｍの６つの場合には、それぞれ、入射角度が約４°、約２３°、約３０°、約４０°、約６０°および約６４°の近傍において反射減衰量が大きくなっている。

ここで、ｄが２６ｍｍ、すなわちλ／２の場合は、入射角度が約６０°のときに反射減衰量がピークに達するが、０°から５０°程度の範囲内の入射角度で入射する電波に対しては反射減衰量が小さく、電波減衰体としての機能を果たさない。このことから、特許文献１の図２（Ｂ）に示された電波吸収体では、０°から５０°程度の範囲内の入射角度で入射する電波に対しては電波吸収体としての機能を果たさないことが分かる。また、ｄを更に大きくし、例えば３０ｍｍとすると、反射減衰量のピークは、入射角度がより大きい方へ移動する。

次に、試作した電波減衰体１０の特性の測定結果の一例について説明する。試作した電波減衰体１０は、入射角度３０°で入射する周波数５．８ＧＨｚの電波を減衰させるようにｄを１５ｍｍとし、且つ第１の反射面２１と第２の反射面２２の境界部分の間隔を、電波の波長λの約２倍である１００ｍｍとしたものである。試作した電波減衰体１０の特性の測定では、周波数５．８ＧＨｚの円偏波の電波を２°、２０°および４０°の入射角度で電波減衰体１０に入射させて、反射減衰量を測定した。その結果、入射角度が２°、２０°および４０°のときの電波減衰体１０による反射減衰量は、それぞれ１３．４ｄＢ、１５．６ｄＢおよび１２．４ｄＢであった。なお、入射角度が２°、２０°および４０°のときの電波減衰体１０による反射減衰量の計算値は、それぞれ１２．２ｄＢ、１７．０ｄＢおよび１５．２ｄＢである。

以上説明したように、本実施の形態に係る電波減衰体１０によれば、第１の反射面２１と第２の反射面２２とを備えた簡単な構成で不要な電波を抑制することが可能になる。

また、本実施の形態によれば、第１の反射面２１と第２の反射面２２との距離ｄを、式（１）で表されるように設定したので、電波減衰体１０に対して所定の入射角度で入射する電波に対する反射波を効果的に減衰させることができる。なお、本実施の形態に係る電波減衰体１０では、反射減衰量が十分大きくなる入射角度の範囲は狭い。しかし、電波減衰体１０を自動料金収受システムに用いる場合には、電波減衰体１０に対する不要な電波の入射角度は、ある一定の狭い角度範囲内に限られる場合が多いので、電波減衰体１０によって不要な電波を十分減衰させることができる。

また、本実施の形態に係る電波減衰体１０によれば、第１の反射面２１と第２の反射面２２とを含む電波減衰体１０の反射面全体の形状がほぼ等方的であるため、電波の入射方向や電波の偏波状態によって特性が大きく変化することなく不要な電波を抑制することが可能になる。

また、本実施の形態によれば、電波減衰体１０を、図１に示したように自動料金収受システムにおける路上側アンテナ３と車載器側アンテナとの双方向通信において発生する不要な電波の進路に設けることにより、不要な電波を抑制することができる。その結果、本実施の形態によれば、自動料金収受システムの誤動作を防止することができる。

ところで、本実施の形態において、電波反射体１１は、金属板によって形成されたものに限らず、他の材料によって形成されていてもよい。例えば、電波反射体１１は、樹脂製の基材に導電性の薄膜をコーティングして形成されたものでもよい。

また、電波反射体１１は、可視光を透過させるものであってもよい。このような可視光を透過させる電波反射体１１は、例えば、光学的に透明な誘電体と、その面上に形成された光学的に透明な導電性の薄膜とを有するものであってもよい。この場合、光学的に透明な誘電体は、例えば、透明なガラスからなっていてもよいし、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、アクリル、塩化ビニール、テフロン（登録商標）等の有機高分子からなっていてもよい。また、導電性の薄膜としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属またはこれらの混合体からなる薄膜がある。このような薄膜としては、具体的には、酸化錫、酸化錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、窒化チタンまたは銀等からなる薄膜がある。また、光学的に透明な誘電体の面上に光学的に透明な導電性の薄膜を形成する方法としては、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等がある。また、光学的に透明な導電性の薄膜の面抵抗値は、０Ω□より大きく、５０Ω□以下であることが好ましい。すなわち、この場合には、導電性の薄膜によって十分に大きな反射量を得ることができる。

電波反射体１１が金属板のように可視光を透過させないものである場合には、既設の照明装置や表示板等の目視が必要な物の前に電波減衰体１０を設置することができない。これに対し、電波反射体１１が可視光を透過させるものである場合には、電波減衰体１０は照明装置からの光を透過させ、あるいは電波減衰体１０を通して表示板等を目視することが可能になるので、既設の照明装置や表示板等の前に電波減衰体１０を設置することも可能になる。

［第２の実施の形態］
次に、図６および図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る電波減衰体３０について説明する。図６は電波減衰体３０の正面図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図である。

本実施の形態に係る電波減衰体３０は、板状の第１の電波反射体３１と、この第１の電波反射体３１から電波の到来側に所定の距離だけ離れた位置において第１の電波反射体３１に対して平行に配置された板状の第２の電波反射体３２と、第１の電波反射体３１と第２の電波反射体３２との間に充填された充填部材３３とを備えている。第１の電波反射体３１および第２の電波反射体３２は、例えば、金属板によって形成されていてもよいし、樹脂製の基材に導電性の薄膜をコーティングして形成されていてもよい。また、第１の電波反射体３１および第２の電波反射体３２は、可視光を透過させるものであってもよい。

第２の電波反射体３２には、第１の電波反射体３１および第２の電波反射体３２に対して平行で且つ互いに直交する２方向、すなわち図６における上下方向および左右方向についてそれぞれ所定の間隔を空けて配列された複数の正方形の孔３２ａが形成されている。本実施の形態では、第１の反射面は、第１の電波反射体３１のうち、第２の電波反射体３２の孔３２ａに対応する部分によって形成され、第２の反射面は第２の電波反射体３２の孔３２ａ以外の部分によって形成される。なお、孔３２ａの形状は、正方形に限らず、円形等でもよい。

充填部材３３は、電波を透過させる材料によって形成される。充填部材３３は吸音性を有していてもよい。また、充填部材３３は誘電体であってもよい。充填部材３３としては、例えば、吸音性を有し且つ誘電体であるグラスウールを用いてもよい。なお、充填部材３３を設けずに、第１の電波反射体３１と第２の電波反射体３２の間の部分を空気としてもよい。この場合には、例えば枠によって、第１の電波反射体３１と第２の電波反射体３２とを所定の間隔を隔てて保持するようにしてもよい。

図６における上下方向および左右方向の２方向のそれぞれについて、第１の反射面と第２の反射面の境界部分の間隔は、電波の波長以上、電波の波長の３倍以下であることが好ましい。

また、電波反射体３０の全体において、第１の反射面で反射する電波から見た第１の反射面の面積の合計と、第２の反射面で反射する電波から見た第２の反射面の面積の合計は、等しいか、ほぼ等しいことが好ましい。

本実施の形態に係る電波減衰体３０は、電波反射体に凹凸を形成する必要がないので製造が容易である。

また、本実施の形態において、充填部材３３が吸音性を有するようにした場合には、騒音を低減することも可能になる。

また、本実施の形態において、充填部材３３を誘電体とした場合には、式（１）における右辺の分母が大きくなるので、第１の反射面と第２の反射面との距離ｄを小さくすることができる。従って、第１の電波反射体３１と第２の電波反射体３２との距離を小さくすることができ、その結果、電波減衰体３０の厚みを小さくすることができる。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第３の実施の形態］
次に、図８を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る電波減衰体４０について説明する。図８は電波減衰体４０の断面図である。

本実施の形態に係る電波減衰体４０は、電波を反射する材料によって形成されたメッシュよりなる第１の電波反射体４１と、この第１の電波反射体４１から電波の到来側に所定の距離だけ離れた位置において第１の電波反射体４１に対して平行に配置された第２の電波反射体４２とを備えている。第１電波反射体４１は第１の反射面を形成し、第２の電波反射体４２は第２の反射面を形成する。第１の電波反射体４１としてのメッシュの格子間隔は、電波の波長の１０分の１以下であることが好ましい。

第２の電波反射体４２の形状は、第２の実施の形態における第２の電波反射体３２と同様である。第２の電波反射体４２は、例えば、金属板によって形成されていてもよいし、樹脂製の基材に導電性の薄膜をコーティングして形成されていてもよいし、第１の電波反射体４１と同様のメッシュによって形成されていてもよい。

また、第１の電波反射体４１と第２の電波反射体４２の間に充填部材を設けてもよいし、枠等によって第１の電波反射体４１と第２の電波反射体４２とを所定の間隔を隔てて保持するようにしてもよい。

また、図８に示したように、第１の電波反射体４１における第２の電波反射体４２とは反対側、すなわち電波到来側とは反対側に、吸音材４３を配置してもよい。この場合には、吸音材４３によって騒音を低減することが可能になる。しかも、吸音材４３の前面には、金属板ではなく、第１の電波反射体４１としてのメッシュが配置されるので、吸音材４３による吸音効果を高めることができる。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１または第２の実施の形態と同様である。

［第４の実施の形態］
次に、図９を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る電波減衰体５０について説明する。図９は電波減衰体５０の構成を示す説明図である。

本実施の形態に係る電波減衰体５０は、所定の第１の波長λ１の電波に対して第１の反射面として機能する反射面Ｓ１を有する第１の反射部５１と、第１の波長λ１の電波に対して第２の反射面として機能する反射面Ｓ２を有する第２の反射部５２とを備えている。反射面Ｓ１と反射面Ｓ２の距離ｄ１は、以下の式（２）で表されるようにする。

ｄ１＝（２ｍ＋１）λ１／｛４√（ε_r−ｓｉｎ²θ）｝ …（２）

また、反射面Ｓ１および反射面Ｓ２に平行で且つ互いに直交する２方向について、反射面Ｓ１と反射面Ｓ２の境界部分の間隔は、第１の波長λ１以上、波長λ１の３倍以下であることが好ましい。

図９において、第１の反射部５１の一部を拡大して示したように、第１の反射部５１は、それぞれ第１の波長λ１よりも短い所定の第２の波長λ２の電波に対して第１の反射面および第２の反射面として機能する反射面Ｓ１１および反射面Ｓ１２を有している。同様に、第２の反射部５２は、所定の第２波長λ２の電波に対して第１の反射面および第２の反射面として機能する反射面Ｓ２１および反射面Ｓ２２を有している。

第１の反射部５１における反射面Ｓ１１と反射面Ｓ１２の距離と、第２の反射部５２における反射面Ｓ２１と反射面Ｓ２２の距離は等しく、これをｄ２とする。この距離ｄ２は、以下の式（３）で表されるようにする。

ｄ２＝（２ｍ＋１）λ２／｛４√（ε_r−ｓｉｎ²θ）｝ …（３）

また、第１の反射部５１における反射面Ｓ１１と反射面Ｓ１２に平行で且つ互いに直交する２方向について、反射面Ｓ１１と反射面Ｓ１２の境界部分の間隔Ｌ２は、第２の波長λ２以上、波長λ２の３倍以下であることが好ましい。第２の反射部５２における反射面Ｓ２１と反射面Ｓ２２に平行で且つ互いに直交する２方向についての反射面Ｓ２１と反射面Ｓ２２の境界部分の間隔は、上記の間隔Ｌ２と同じである。

第２の波長λ２は、例えば第１の波長λ１の８分の１以下である。ここで、式（２）および式（３）におけるｍの値を等しく（例えば１に）すると、第２の波長λ２が第１の波長λ１の８分の１以下の場合には、距離ｄ２も距離ｄ１の８分の１以下になる。この場合には、第１の波長λ１の電波から見れば、距離ｄ２は無視できる程度の距離となる。

また、第２の波長λ２が第１の波長λ１の８分の１以下の場合には、間隔Ｌ２は、例えば間隔Ｌ１の８分の１以下になる。この場合には、第１の波長λ１の電波から見れば、間隔Ｌ２は無視できる程度の間隔となる。

従って、第１の反射部５１における反射面Ｓ１は、実際には距離ｄ２の段差を有する反射面Ｓ１１と反射面Ｓ１２を含んだものであるが、第１の波長λ１の電波から見れば１つの第１の反射面とみなすことができる。同様に、第２の反射部５２における反射面Ｓ２も、実際には距離ｄ２の段差を有する反射面Ｓ２１と反射面Ｓ２２を含んだものであるが、第１の波長λ１の電波から見れば１つの第２の反射面とみなすことができる。

反射面Ｓ１と反射面Ｓ２との位置関係、反射面Ｓ１１と反射面Ｓ１２との位置関係、および反射面Ｓ２１と反射面Ｓ２２との位置関係についてのその他の条件は、第１ないし第３の実施の形態における第１の反射面と第２の反射面との位置関係の場合と同様である。また、第１の反射部５１および第２の反射部５２を構成する材料は、第１ないし第３の実施の形態における電波反射体の場合と同様である。

本実施の形態に係る電波減衰体５０では、第１の波長λ１の電波は、第１の反射部５１の反射面Ｓ１と第２の反射部５２の反射面Ｓ２とによって減衰される。一方、第２の波長λ２の電波は、第１の反射部５１の反射面Ｓ１１と反射面Ｓ１２とによって減衰されると共に、第２の反射部５２の反射面Ｓ２１と反射面Ｓ２２とによって減衰される。従って、電波減衰体５０は、２つの波長の電波に対して電波を減衰させる機能を有する。

本実施の形態に係る電波減衰体５０によれば、波長（周波数）の異なる複数の電波を減衰させることが可能になる。従って、本実施の形態に係る電波減衰体５０は、例えば、自動料金収受システムにおいて使用される電波（周波数５．８ＧＨｚ）やミリ波衝突防止用車載レーダにおいて使用される電波（周波数６０ＧＨｚまたは７７ＧＨｚ）等の波長（周波数）の異なる複数の電波を使用するトンネル内や高速道路等のコーナー部分に使用することができる。この場合には、波長（周波数）の異なる複数の電波による電波障害を改善することが可能になる。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１ないし第３の実施の形態と同様である。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明の電波減衰体は、料金所の上方に配置された道路の下に限らず、料金所のゲートの前方に配置される表示器やその支持部に取り付けてもよいし、ゲートの屋根部分の下やゲートの側部に取り付けてもよい。また、本発明の電波減衰体は、複数のレーンの間に配置してもよい。また、本発明の電波減衰体は、自動料金収受システム以外に用いてもよい。

本発明の第１の実施の形態が適用される料金所の周辺の構成の一例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電波減衰体の正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電波減衰体における第１の反射面と第２の反射面の面積について説明するための説明図である。 シミュレーションで求めた本発明の第１の実施の形態に係る電波減衰体の特性の一例を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電波減衰体の正面図である。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る電波減衰体の断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る電波減衰体の構成を示す説明図である。

符号の説明

１…料金所、２…ゲート、３…路上側アンテナ、４…車、５…車載器、６…道路、７…道路、１０…電波減衰体、１１…電波反射体、２１…第１の反射面、２２…第２の反射面。

Claims (5)

1. 電波を反射する第１の反射面と、
   前記第１の反射面から電波の到来側に所定の距離だけ離れた位置に配置され、電波を反射する第２の反射面とを備えた電波減衰体であって、
   前記第２の反射面に対する電波の入射角度をθ、電波の波長をλ、前記第１の反射面と前記第２の反射面との間の部分の比誘電率をε_r、ｍを０以上の整数としたとき、前記第１の反射面と前記第２の反射面との距離ｄは、ｄ＝（２ｍ＋１）λ／｛４√（ε_r−ｓｉｎ²θ）｝で表され、
   前記第１の反射面は、電波を反射する材料によって形成されたメッシュによって形成され、
   更に、前記メッシュにおける電波到来側とは反対側に配置された吸音材を備えたことを特徴とする電波減衰体。
2. 前記第１の反射面で反射する電波から見た第１の反射面の面積の合計と、前記第２の反射面で反射する電波から見た第２の反射面の面積の合計は等しいことを特徴とする請求項１記載の電波減衰体。
3. 前記第１の反射面および前記第２の反射面に対して平行で且つ互いに直交する２方向について、前記第１の反射面と前記第２の反射面が交互に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の電波減衰体。
4. 前記２方向のそれぞれについて、前記第１の反射面と前記第２の反射面の境界部分の間隔は電波の波長以上であることを特徴とする請求項３記載の電波減衰体。
5. 自動料金収受システムにおける路上側アンテナと車載器側アンテナとの双方向通信において発生する不要な電波を抑制するために用いられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電波減衰体。
   

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