JP4257951B2 - マイクロ波帯域用電磁波吸収体 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーダや衛星通信等に使用するマイクロ波帯域の電磁波吸収特性に優れたマイクロ波帯域用電磁波吸収体に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロ波帯域（３．５〜６．５GHz）の電磁波送信用のパラボラアンテナは、導波管からの電磁波を反射鏡面により所要の方向へ反射指向させて送信しているが、経時使用に伴う反射鏡面の歪み等により一部のマイクロ波が乱反射して指向性が悪くなって通信可能距離が短くなる問題を有している。
【０００３】
特に、マイクロ波帯域の電磁波を地上間通信に使用する場合、その通信可能範囲は有視界内であるため、パラボラアンテナをビルの屋上や鉄塔等の高所に設置する必要があるが、高所にあってはその設置可能面積が極めて狭少スペースであるため、複数のパラボラアンテナを隣接して設置しているのが実情である。このような設置状況にあっては、夫々のパラボラアンテナから送信される電磁波相互が干渉し合って混信を招くおそれを有していた。
【０００４】
これらを防止するため、反射鏡面の外周縁に取付けられる金属製カバーの内面に電磁波吸収体を取付け、指向方向以外の電磁波を吸収して電磁波の相互干渉を防止して指向性を維持すると共に混信を防止しているが、電磁波吸収体としてフェライト板を使用した場合にあっては、重量化することが避けられず、高所におけるパラボラアンテナの取付け作業や交換作業を困難にしていた。
【０００５】
本発明は、上記した従来の欠点を解決するために発明されたものであり、その課題とする処は、マイクロ波帯域の電磁波吸収特性に優れ、マイクロ波を指向方向へ安定的に送信することができるマイクロ波帯域用電磁波吸収体を提供することにある。
【０００６】
又、本発明の他の課題は、軽量化により設置作業性を良くすることができるマイクロ波帯域用電磁波吸収体を提供することにある。
【０００７】
更に、本発明の他の課題は、複数のパラボラアンテナを隣接配置した設置状態においても各パラボラアンテナから送信されるマイクロ波相互の混信を防止することができるマイクロ波帯域用電磁波吸収体を提供することにある。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】
このため請求項１は、開口率が３５〜７０％で、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１炭素含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍのフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第１及び第２フェライト含有ゴムシートと、第１及び第２フェライト含有ゴムシート間に位置し、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第２炭素含有ゴムシートとを、第１炭素含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２は、開口率が３５〜７０％で、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１炭素含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが１．２〜２．８ｍｍからなる第１及び第２フェライト含有ゴムシートと、第１及び第２フェライト含有ゴムシート間に位置し、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第２炭素含有ゴムシートとを、第１炭素含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。
【００１０】
請求項３は、開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フェライト含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍからなるフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。
【００１１】
請求項４は、開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フライト含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが１．２〜２．８ｍｍからなる第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。
【００１２】
請求項５は、開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フライト含有ゴムシートと、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍからなるフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。なお、上記炭素含有率及びフェライト含有率はゴム重量に対するｗｔ％を示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に従って説明する。
実施形態１
図１は請求項１に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【００１４】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体１は、例えばマイクロ波を送信するパラボラアンテナにおける金属製反射鏡面の外周縁に設けられる金属製カバー２の内面に取付けられる。この金属製カバー２はマイクロ波帯域用電磁波吸収体１の反射板を構成している。
【００１５】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体１の最外層に位置する第１吸収体３は第１炭素含有ゴムシートを構成し、エチレン−プロピレン−ゴムにカーボン粉を約２０〜５０wt％で含有して電気抵抗が３０Ω／ｃｍ2〜１２０Ω／ｃｍ2、厚さが０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形されたゴムシートからなる。該第１吸収体３には多数の孔３ａが、開口率約３５〜７０％で形成され、各孔３ａは吸収しようとするマイクロ波（３．５〜６．５ＧＨｚ）の内、長い波長に応じた約１．５〜１２mmの内径、好適には１．５〜８ｍｍの内径からなる。
【００１６】
第１吸収体３における開口率及び孔３ａの内径は透過するマイクロ波の電磁波吸収度を決定するインピーダンスに応じて適宜設定されるものである。又、孔３ａの形状としては図示する円形状に限定されるものではなく、楕円形状、多角形状の何れであってもよい。
【００１７】
第１吸収体３の内側には誘電体層５が設けられる。該誘電体層５は厚さが６〜１４ｍｍ、好適厚さとしては８〜１２ｍｍに設定され、例えば空気層或いは発泡樹脂等の誘電材質からなる。該誘電体層５は比較的波長が長いマイクロ波をその誘電損失により吸収するもので、吸収されるマイクロ波の広帯域化を図っている。なお、誘電体層５を空気層とする場合には、発泡スチロール製のスペーサ５ａを設けて上記間隙を保つようにすればよい。
【００１８】
誘電体層５の内側には第１フェライト含有ゴムシートとしての第２吸収体７が積層される。該第２吸収体７はエチレン−プロピレン−ゴムに、公知のMn-Znフェライト粉、或いはNi-Znフェライト粉を約３５０〜７００wt％含有し、厚さが０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形されたフェライトゴムシート７ａを２枚積層した構造からなる。
【００１９】
又、第２吸収体７の内側には第２フェライト含有ゴムシートとしての第３吸収体９が第２炭素含有ゴムシートとしての第４吸収体１１を介して積層されている。該第３吸収体９は第２吸収体７と同様にエチレン−プロピレン−ゴムに、公知のMn-Znフェライト粉、或いはNi-Znフェライト粉を約３５０〜７００wt％含有し、厚さが０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形されたフェライトゴムシート９ａを２枚積層した構造からなる。
【００２０】
第４吸収体１１は上記したエチレン−プロピレン−ゴムにカーボン粉を約２０〜５０wt％含有し、厚さが０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形されたカーボンゴムシートからなる。
【００２１】
上記した第２吸収体７及び第３吸収体９は厚さ０．６〜１．４ｍｍからなる２枚のフェライトゴムシート７ａ・９ａを積層することにより透過するマイクロ波の吸収に伴って境界面に渦電流を発生させて電磁波吸収率を高くするもので、積層枚数としては複数枚、従って上記のほかに３枚以上の場合であってもよいが、その積層枚数は要求されるマイクロ波帯域用電磁波吸収体１全体の厚さに応じて適宜選択すればよい。
【００２２】
上記のように構成されたマイクロ波帯域用電磁波吸収体１は全体としての厚さが９．６〜２２．４ｍｍ、好適には１２．８〜１９．２ｍｍに形成される。
【００２３】
次に、マイクロ波帯域用電磁波吸収体１による電磁波吸収作用を説明する。
図２はマイクロ波帯域用電磁波吸収体による電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００２４】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体１にマイクロ波が入射されると、第１吸収体３自体、カーボン粉を含有した電気的導体であるため、一部が反射されると共に残りが第１吸収体３を通ってマイクロ波帯域用電磁波吸収体１内に至る。その際、マイクロ波は第１吸収体３の孔３ａを直接通過してマイクロ波帯域用電磁波吸収体１の内部に到達させることができる。又、第１吸収体３を透過するマイクロ波は第１吸収体３に対する透過に伴って発生する電界をその電気抵抗により熱エネルギーへ変換して吸収される。
【００２５】
第１吸収体３の孔３ａを直接通過したり、第１吸収体３を透過して一部が吸収されたマイクロ波は誘電体層５を通過する際の誘電損失により、また第２吸収体７、第４吸収体１１及び第３吸収体９を透過する際に発生する電界を熱エネルギーに変換して吸収された後に金属製カバー２により反射されて再び、上記と同様に発生する電界を熱エネルギーに変換及び誘電損失により吸収されながら第１吸収体３に至った後に更に金属製カバー２側へ反射される作用の繰り返しにより電磁波吸収される。
【００２６】
このとき、マイクロ波が第２吸収体７及び第３吸収体９における各フェライトゴムシート７ａ・９ａを透過する際に発生する電界により積層構成された各フェライトゴムシート７ａ・９ａの積層境界面に渦電流を発生させることにより電磁波吸収率を高めている。
【００２７】
また、第２吸収体７及び第３吸収体９と第４吸収体１１及び金属製カバー２の各境界面にも渦電流が発生するが、第２吸収体７及び第３吸収体９と第４吸収体１１との境界に発生する渦電流は該第４吸収体１１が所定の電気抵抗を有した電気的導体であるため、渦電流を効率的に熱エネルギーに変換して除電される。また、第３吸収体９と金属製カバー２との間に発生する渦電流はアース接続された金属カバー２を介して除電される。
【００２８】
このようにマイクロ波帯域用電磁波吸収体１は上記各構成からなる第１乃至第４吸収体３・７・９・１１、誘電体層５を上記した関係で積層することにより入射したマイクロ波を第１吸収体３と金属製カバー２との間にて多重反射させることによりマイクロ波を効率的に吸収することができる。
【００２９】
図２に上記構成のマイクロ波帯域用電磁波吸収体１における各第１吸収体３、誘電体層５、第２吸収体７、第３吸収体９及び第４吸収体１１を以下のように設定した際の電磁波吸収特性を示す。
【００３０】
第１吸収体：カーボン粉含有率３５wt％、厚さ１mm、開口率５０％（内径： ５ｍｍ）、電気抵抗１２０Ω／ｃｍ2
誘電体層 ：厚さ１０mmの空気層
第２吸収体：フェライト粉含有率７００wt％、厚さ１mmのゴムフェライトを２枚積層
第３吸収体：第２吸収体７と同様
第４吸収体：カーボン粉含有率３５wt％、厚さ１mm、電気抵抗１２０Ω／ｃ ｍ2
【００３１】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体１はマイクロ波帯域３．５〜５ＧＨｚ、５．６２〜５．８６ＧＨｚ 及び６．２〜６．３ＧＨｚで−２０dB以上の電磁波吸収特性を得た。
【００３２】
実施形態２
図３は請求項２に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図、図４は図３に示すマイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００３３】
本実施形態のマイクロ波帯域用電磁波吸収体３１は第２吸収体７及び第３吸収体９を、エチレン−プロピレン−ゴムにMn-Znフェライト粉又はNi-Znフェライト粉を約３５０〜７００wt％含有し、厚さを１．２〜２．８ｍｍ、好適厚さとしては１．６〜２．４ｍｍで圧延成形したフェライトゴムシートで構成したものであり、他の構成は実施形態１と同様である。
【００３４】
そして図４にマイクロ波帯域用電磁波吸収体３１の各部材を下記のように設定した際の電磁波吸収特性を示す。
【００３５】
第１吸収体：カーボン粉含有率３５wt％、厚さ１mm、開口率５０％（内径： ５ｍｍ）、電気抵抗１２０Ω／ｃｍ2
誘電体層：厚さ１０mmの空気層
第２吸収体及び第３吸収体：フェライト含有率７００wt％、厚さ２mm
第４吸収体：カーボン粉含有率７０wt％、厚さ１mm、電気抵抗１２０Ω／ｃ ｍ2
【００３６】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体３１は、３．６〜５．０７ＧＨｚ及び５．７１〜６．１ＧＨｚで−２０dB以上の電磁波吸収特性を得た。
【００３７】
実施形態３
図５は請求項３に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図、図６はマイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００３８】
本実施形態のマイクロ波帯域用電磁波吸収体５１は、実施形態１における第１吸収体３及び第４吸収体１１の代わりに第１吸収体５３及び第４吸収体５５としてエチレン−プロピレン−ゴムに、Mn-Znフェライト粉又はNi-Znフェライト粉を約３５０〜７００wt％含有し、厚さ０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形され、多数の孔５３ａ・５５ａを開口率約３５〜７０％、内径１．５〜１２ｍｍで形成したフェライトゴムシートを使用して構成した。なお、他の構成については、実施形態１と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
そして図６にマイクロ波帯域用電磁波吸収体５１における第１吸収体５３、誘電体層５、第２吸収体７、第３吸収体９及び第４吸収体５５を以下のように設定したときの電磁波吸収特性を示す。
【００４０】
第１吸収体：フェライト粉含有率７００wt％、厚さ１mm、開口率５０％
誘電体層：実施形態１と同様
第２吸収体：実施形態１と同様
第３吸収体：実施形態１と同様
第４吸収体：フェライト含有率７００wt％、厚さ１mm、開口率５０％
【００４１】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体５１は、マイクロ波帯域４．１２〜５．２ＧＨｚ、５．５１〜５．６７ＧＨｚ及び６．０〜６．２２ＧＨｚ で−２０dB以上 の電磁波吸収特性を得た。
【００４２】
実施形態４
図７は請求項４に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図、図８はマイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００４３】
本実施形態のマイクロ波帯域用電磁波吸収体６１は、実施形態３における第２吸収体７及び第３吸収体９に代わって第２及び第３吸収体６３・６５をエチレン−プロピレン−ゴムにMn-Znフェライト粉又は、Ni-Znフェライト粉を３５０〜７００wt％含有し、厚さ１．２〜２．８ｍｍ、好適厚さとして１．６〜２．４ｍｍに圧延成形されたフェライトゴムシートを使用した。
【００４４】
そしてマイクロ波帯域用電磁波吸収体６１は、第２及び第３吸収体６３・６５を、フェライト粉含有率７００wt％、厚さを２mmとし、他を実施形態３と同様としたとき、図８に示すようにマイクロ波帯域５．３２〜５．５ＧＨｚ、５．４９〜５．６ＧＨｚ及び５．９７〜６．２ＧＨｚで−２０dB以上の電磁波吸収特性を得た。
【００４５】
実施形態５
図９は請求項５に対応するマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図、図１０はマイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００４６】
本実施形態のマイクロ波帯域用電磁波吸収体７１は、実施形態３における誘電体層５を除いた構成からなり、他の構成については実施形態３と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
そしてマイクロ波帯域用電磁波吸収体７１は、各部材を実施形態３に示す場合と同様の値としたとき、マイクロ波帯域３．７５〜４．２ＧＨｚ で−２０dB以上の電磁波吸収特性を得た。
【００４８】
何れの実施形態においても、最外層に電気的導体であるカーボン或いはフェライトを含有した第１吸収体に多数の孔３ａを形成してマイクロ波を透過させる一方、内部に直接到達するように構成したため、マイクロ波を効率的に吸収させることができる。又、第２及び第３吸収体との境界面に電気的導体である第４吸収体を配置してマイクロ波の透過に伴って発生する渦電流を除電させることによりマイクロ波を効率的に吸収することを可能にしている。
【００４９】
【発明の効果】
このため本発明は、マイクロ波帯域の電磁波吸収特性に優れ、マイクロ波を指向方向へ安定的に送信することができる。又、本発明は、軽量化により設置作業性を良くすることができる。更に、本発明は、複数のパラボラアンテナを隣接配置した設置状態においても各パラボラアンテナから送信されるマイクロ波相互の混信を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図２】マイクロ波帯域用電磁波吸収体による電磁波吸収特性を示すチャートである。
【図３】請求項２に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図４】マイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【図５】請求項３に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図６】マイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【図７】請求項４に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図８】マイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【図９】請求項５に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図１０】マイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【符号の説明】
１・３１・５１・６１・７１ マイクロ波帯域用電磁波吸収体、３ 第１炭素含有ゴムシートとしての第１吸収体、５ 誘電体層、７ 第１フェライト含有ゴムシートとしての第２吸収体、９ 第２フェライト含有ゴムシートとしての第３吸収体 １１ 第２炭素含有ゴムシートとしての第４吸収体
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーダや衛星通信等に使用するマイクロ波帯域の電磁波吸収特性に優れたマイクロ波帯域用電磁波吸収体に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロ波帯域（３．５〜６．５GHz）の電磁波送信用のパラボラアンテナは、導波管からの電磁波を反射鏡面により所要の方向へ反射指向させて送信しているが、経時使用に伴う反射鏡面の歪み等により一部のマイクロ波が乱反射して指向性が悪くなって通信可能距離が短くなる問題を有している。
【０００３】
特に、マイクロ波帯域の電磁波を地上間通信に使用する場合、その通信可能範囲は有視界内であるため、パラボラアンテナをビルの屋上や鉄塔等の高所に設置する必要があるが、高所にあってはその設置可能面積が極めて狭少スペースであるため、複数のパラボラアンテナを隣接して設置しているのが実情である。このような設置状況にあっては、夫々のパラボラアンテナから送信される電磁波相互が干渉し合って混信を招くおそれを有していた。
【０００４】
これらを防止するため、反射鏡面の外周縁に取付けられる金属製カバーの内面に電磁波吸収体を取付け、指向方向以外の電磁波を吸収して電磁波の相互干渉を防止して指向性を維持すると共に混信を防止しているが、電磁波吸収体としてフェライト板を使用した場合にあっては、重量化することが避けられず、高所におけるパラボラアンテナの取付け作業や交換作業を困難にしていた。
【０００５】
本発明は、上記した従来の欠点を解決するために発明されたものであり、その課題とする処は、マイクロ波帯域の電磁波吸収特性に優れ、マイクロ波を指向方向へ安定的に送信することができるマイクロ波帯域用電磁波吸収体を提供することにある。
【０００６】
又、本発明の他の課題は、軽量化により設置作業性を良くすることができるマイクロ波帯域用電磁波吸収体を提供することにある。
【０００７】
更に、本発明の他の課題は、複数のパラボラアンテナを隣接配置した設置状態においても各パラボラアンテナから送信されるマイクロ波相互の混信を防止することができるマイクロ波帯域用電磁波吸収体を提供することにある。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】
このため請求項１は、開口率が３５〜７０％で、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１炭素含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍのフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第１及び第２フェライト含有ゴムシートと、第１及び第２フェライト含有ゴムシート間に位置し、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第２炭素含有ゴムシートとを、第１炭素含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２は、開口率が３５〜７０％で、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１炭素含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが１．２〜２．８ｍｍからなる第１及び第２フェライト含有ゴムシートと、第１及び第２フェライト含有ゴムシート間に位置し、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第２炭素含有ゴムシートとを、第１炭素含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。
【００１０】
請求項３は、開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フェライト含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍからなるフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。
【００１１】
請求項４は、開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フライト含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが１．２〜２．８ｍｍからなる第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。
【００１２】
請求項５は、開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フライト含有ゴムシートと、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍからなるフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したことを特徴としている。なお、上記炭素含有率及びフェライト含有率はゴム重量に対するｗｔ％を示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に従って説明する。
実施形態１
図１は請求項１に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【００１４】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体１は、例えばマイクロ波を送信するパラボラアンテナにおける金属製反射鏡面の外周縁に設けられる金属製カバー２の内面に取付けられる。この金属製カバー２はマイクロ波帯域用電磁波吸収体１の反射板を構成している。
【００１５】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体１の最外層に位置する第１吸収体３は第１炭素含有ゴムシートを構成し、エチレン−プロピレン−ゴムにカーボン粉を約２０〜５０wt％で含有して電気抵抗が３０Ω／ｃｍ2〜１２０Ω／ｃｍ2、厚さが０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形されたゴムシートからなる。該第１吸収体３には多数の孔３ａが、開口率約３５〜７０％で形成され、各孔３ａは吸収しようとするマイクロ波（３．５〜６．５ＧＨｚ）の内、長い波長に応じた約１．５〜１２mmの内径、好適には１．５〜８ｍｍの内径からなる。
【００１６】
第１吸収体３における開口率及び孔３ａの内径は透過するマイクロ波の電磁波吸収度を決定するインピーダンスに応じて適宜設定されるものである。又、孔３ａの形状としては図示する円形状に限定されるものではなく、楕円形状、多角形状の何れであってもよい。
【００１７】
第１吸収体３の内側には誘電体層５が設けられる。該誘電体層５は厚さが６〜１４ｍｍ、好適厚さとしては８〜１２ｍｍに設定され、例えば空気層或いは発泡樹脂等の誘電材質からなる。該誘電体層５は比較的波長が長いマイクロ波をその誘電損失により吸収するもので、吸収されるマイクロ波の広帯域化を図っている。なお、誘電体層５を空気層とする場合には、発泡スチロール製のスペーサ５ａを設けて上記間隙を保つようにすればよい。
【００１８】
誘電体層５の内側には第１フェライト含有ゴムシートとしての第２吸収体７が積層される。該第２吸収体７はエチレン−プロピレン−ゴムに、公知のMn-Znフェライト粉、或いはNi-Znフェライト粉を約３５０〜７００wt％含有し、厚さが０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形されたフェライトゴムシート７ａを２枚積層した構造からなる。
【００１９】
又、第２吸収体７の内側には第２フェライト含有ゴムシートとしての第３吸収体９が第２炭素含有ゴムシートとしての第４吸収体１１を介して積層されている。該第３吸収体９は第２吸収体７と同様にエチレン−プロピレン−ゴムに、公知のMn-Znフェライト粉、或いはNi-Znフェライト粉を約３５０〜７００wt％含有し、厚さが０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形されたフェライトゴムシート９ａを２枚積層した構造からなる。
【００２０】
第４吸収体１１は上記したエチレン−プロピレン−ゴムにカーボン粉を約２０〜５０wt％含有し、厚さが０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形されたカーボンゴムシートからなる。
【００２１】
上記した第２吸収体７及び第３吸収体９は厚さ０．６〜１．４ｍｍからなる２枚のフェライトゴムシート７ａ・９ａを積層することにより透過するマイクロ波の吸収に伴って境界面に渦電流を発生させて電磁波吸収率を高くするもので、積層枚数としては複数枚、従って上記のほかに３枚以上の場合であってもよいが、その積層枚数は要求されるマイクロ波帯域用電磁波吸収体１全体の厚さに応じて適宜選択すればよい。
【００２２】
上記のように構成されたマイクロ波帯域用電磁波吸収体１は全体としての厚さが９．６〜２２．４ｍｍ、好適には１２．８〜１９．２ｍｍに形成される。
【００２３】
次に、マイクロ波帯域用電磁波吸収体１による電磁波吸収作用を説明する。
図２はマイクロ波帯域用電磁波吸収体による電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００２４】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体１にマイクロ波が入射されると、第１吸収体３自体、カーボン粉を含有した電気的導体であるため、一部が反射されると共に残りが第１吸収体３を通ってマイクロ波帯域用電磁波吸収体１内に至る。その際、マイクロ波は第１吸収体３の孔３ａを直接通過してマイクロ波帯域用電磁波吸収体１の内部に到達させることができる。又、第１吸収体３を透過するマイクロ波は第１吸収体３に対する透過に伴って発生する電界をその電気抵抗により熱エネルギーへ変換して吸収される。
【００２５】
第１吸収体３の孔３ａを直接通過したり、第１吸収体３を透過して一部が吸収されたマイクロ波は誘電体層５を通過する際の誘電損失により、また第２吸収体７、第４吸収体１１及び第３吸収体９を透過する際に発生する電界を熱エネルギーに変換して吸収された後に金属製カバー２により反射されて再び、上記と同様に発生する電界を熱エネルギーに変換及び誘電損失により吸収されながら第１吸収体３に至った後に更に金属製カバー２側へ反射される作用の繰り返しにより電磁波吸収される。
【００２６】
このとき、マイクロ波が第２吸収体７及び第３吸収体９における各フェライトゴムシート７ａ・９ａを透過する際に発生する電界により積層構成された各フェライトゴムシート７ａ・９ａの積層境界面に渦電流を発生させることにより電磁波吸収率を高めている。
【００２７】
また、第２吸収体７及び第３吸収体９と第４吸収体１１及び金属製カバー２の各境界面にも渦電流が発生するが、第２吸収体７及び第３吸収体９と第４吸収体１１との境界に発生する渦電流は該第４吸収体１１が所定の電気抵抗を有した電気的導体であるため、渦電流を効率的に熱エネルギーに変換して除電される。また、第３吸収体９と金属製カバー２との間に発生する渦電流はアース接続された金属カバー２を介して除電される。
【００２８】
このようにマイクロ波帯域用電磁波吸収体１は上記各構成からなる第１乃至第４吸収体３・７・９・１１、誘電体層５を上記した関係で積層することにより入射したマイクロ波を第１吸収体３と金属製カバー２との間にて多重反射させることによりマイクロ波を効率的に吸収することができる。
【００２９】
図２に上記構成のマイクロ波帯域用電磁波吸収体１における各第１吸収体３、誘電体層５、第２吸収体７、第３吸収体９及び第４吸収体１１を以下のように設定した際の電磁波吸収特性を示す。
【００３０】
第１吸収体：カーボン粉含有率３５wt％、厚さ１mm、開口率５０％（内径： ５ｍｍ）、電気抵抗１２０Ω／ｃｍ2
誘電体層 ：厚さ１０mmの空気層
第２吸収体：フェライト粉含有率７００wt％、厚さ１mmのゴムフェライトを２枚積層
第３吸収体：第２吸収体７と同様
第４吸収体：カーボン粉含有率３５wt％、厚さ１mm、電気抵抗１２０Ω／ｃ ｍ2
【００３１】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体１はマイクロ波帯域３．５〜５ＧＨｚ、５．６２〜５．８６ＧＨｚ 及び６．２〜６．３ＧＨｚで−２０dB以上の電磁波吸収特性を得た。
【００３２】
実施形態２
図３は請求項２に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図、図４は図３に示すマイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００３３】
本実施形態のマイクロ波帯域用電磁波吸収体３１は第２吸収体７及び第３吸収体９を、エチレン−プロピレン−ゴムにMn-Znフェライト粉又はNi-Znフェライト粉を約３５０〜７００wt％含有し、厚さを１．２〜２．８ｍｍ、好適厚さとしては１．６〜２．４ｍｍで圧延成形したフェライトゴムシートで構成したものであり、他の構成は実施形態１と同様である。
【００３４】
そして図４にマイクロ波帯域用電磁波吸収体３１の各部材を下記のように設定した際の電磁波吸収特性を示す。
【００３５】
第１吸収体：カーボン粉含有率３５wt％、厚さ１mm、開口率５０％（内径： ５ｍｍ）、電気抵抗１２０Ω／ｃｍ2
誘電体層：厚さ１０mmの空気層
第２吸収体及び第３吸収体：フェライト含有率７００wt％、厚さ２mm
第４吸収体：カーボン粉含有率７０wt％、厚さ１mm、電気抵抗１２０Ω／ｃ ｍ2
【００３６】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体３１は、３．６〜５．０７ＧＨｚ及び５．７１〜６．１ＧＨｚで−２０dB以上の電磁波吸収特性を得た。
【００３７】
実施形態３
図５は請求項３に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図、図６はマイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００３８】
本実施形態のマイクロ波帯域用電磁波吸収体５１は、実施形態１における第１吸収体３及び第４吸収体１１の代わりに第１吸収体５３及び第４吸収体５５としてエチレン−プロピレン−ゴムに、Mn-Znフェライト粉又はNi-Znフェライト粉を約３５０〜７００wt％含有し、厚さ０．６〜１．４ｍｍ、好適厚さとしては０．８〜１．２ｍｍに圧延成形され、多数の孔５３ａ・５５ａを開口率約３５〜７０％、内径１．５〜１２ｍｍで形成したフェライトゴムシートを使用して構成した。なお、他の構成については、実施形態１と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
そして図６にマイクロ波帯域用電磁波吸収体５１における第１吸収体５３、誘電体層５、第２吸収体７、第３吸収体９及び第４吸収体５５を以下のように設定したときの電磁波吸収特性を示す。
【００４０】
第１吸収体：フェライト粉含有率７００wt％、厚さ１mm、開口率５０％
誘電体層：実施形態１と同様
第２吸収体：実施形態１と同様
第３吸収体：実施形態１と同様
第４吸収体：フェライト含有率７００wt％、厚さ１mm、開口率５０％
【００４１】
マイクロ波帯域用電磁波吸収体５１は、マイクロ波帯域４．１２〜５．２ＧＨｚ、５．５１〜５．６７ＧＨｚ及び６．０〜６．２２ＧＨｚ で−２０dB以上 の電磁波吸収特性を得た。
【００４２】
実施形態４
図７は請求項４に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図、図８はマイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００４３】
本実施形態のマイクロ波帯域用電磁波吸収体６１は、実施形態３における第２吸収体７及び第３吸収体９に代わって第２及び第３吸収体６３・６５をエチレン−プロピレン−ゴムにMn-Znフェライト粉又は、Ni-Znフェライト粉を３５０〜７００wt％含有し、厚さ１．２〜２．８ｍｍ、好適厚さとして１．６〜２．４ｍｍに圧延成形されたフェライトゴムシートを使用した。
【００４４】
そしてマイクロ波帯域用電磁波吸収体６１は、第２及び第３吸収体６３・６５を、フェライト粉含有率７００wt％、厚さを２mmとし、他を実施形態３と同様としたとき、図８に示すようにマイクロ波帯域５．３２〜５．５ＧＨｚ、５．４９〜５．６ＧＨｚ及び５．９７〜６．２ＧＨｚで−２０dB以上の電磁波吸収特性を得た。
【００４５】
実施形態５
図９は請求項５に対応するマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図、図１０はマイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【００４６】
本実施形態のマイクロ波帯域用電磁波吸収体７１は、実施形態３における誘電体層５を除いた構成からなり、他の構成については実施形態３と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
そしてマイクロ波帯域用電磁波吸収体７１は、各部材を実施形態３に示す場合と同様の値としたとき、マイクロ波帯域３．７５〜４．２ＧＨｚ で−２０dB以上の電磁波吸収特性を得た。
【００４８】
何れの実施形態においても、最外層に電気的導体であるカーボン或いはフェライトを含有した第１吸収体に多数の孔３ａを形成してマイクロ波を透過させる一方、内部に直接到達するように構成したため、マイクロ波を効率的に吸収させることができる。又、第２及び第３吸収体との境界面に電気的導体である第４吸収体を配置してマイクロ波の透過に伴って発生する渦電流を除電させることによりマイクロ波を効率的に吸収することを可能にしている。
【００４９】
【発明の効果】
このため本発明は、マイクロ波帯域の電磁波吸収特性に優れ、マイクロ波を指向方向へ安定的に送信することができる。又、本発明は、軽量化により設置作業性を良くすることができる。更に、本発明は、複数のパラボラアンテナを隣接配置した設置状態においても各パラボラアンテナから送信されるマイクロ波相互の混信を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図２】マイクロ波帯域用電磁波吸収体による電磁波吸収特性を示すチャートである。
【図３】請求項２に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図４】マイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【図５】請求項３に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図６】マイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【図７】請求項４に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図８】マイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【図９】請求項５に係るマイクロ波帯域用電磁波吸収体の縦断面図である。
【図１０】マイクロ波帯域用電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示すチャートである。
【符号の説明】
１・３１・５１・６１・７１ マイクロ波帯域用電磁波吸収体、３ 第１炭素含有ゴムシートとしての第１吸収体、５ 誘電体層、７ 第１フェライト含有ゴムシートとしての第２吸収体、９ 第２フェライト含有ゴムシートとしての第３吸収体 １１ 第２炭素含有ゴムシートとしての第４吸収体
Claims (5)
- 開口率が３５〜７０％で、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１炭素含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍのフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第１及び第２フェライト含有ゴムシートと、第１及び第２フェライト含有ゴムシート間に位置し、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第２炭素含有ゴムシートとを、第１炭素含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したマイクロ波帯域用電磁波吸収体。
- 開口率が３５〜７０％で、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１炭素含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが１．２〜２．８ｍｍからなる第１及び第２フェライト含有ゴムシートと、第１及び第２フェライト含有ゴムシート間に位置し、炭素含有率が約２０〜５０ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第２炭素含有ゴムシートとを、第１炭素含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したマイクロ波帯域用電磁波吸収体。
- 開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フェライト含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍからなるフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したマイクロ波帯域用電磁波吸収体。
- 開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フライト含有ゴムシートと、厚さが６〜１４ｍｍの誘電体層と、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが１．２〜２．８ｍｍからなる第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したマイクロ波帯域用電磁波吸収体。
- 開口率が３５〜７０％で、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第１フライト含有ゴムシートと、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％で厚さが０．６〜１．４ｍｍからなるフェライト含有ゴム板を少なくとも２枚積層した第２及び第３フェライト含有ゴムシートと、第２及び第３フェライト含有ゴムシート間に位置し、開口率３５〜７０％、フェライト含有率が約３５０〜７００ｗｔ％，厚さが０．６〜１．４ｍｍの第４フェライト含有ゴムシートとを、第１フェライト含有ゴムシートが最外層側に位置するように積層したマイクロ波帯域用電磁波吸収体。
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