JP4375227B2 - 電波吸収体および電波吸収体の製造方法 - Google Patents
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本発明の電波吸収体によれば、パターン層のパターンがアンテナとして機能して電波を受信し、その受信の際に第2誘電体層への電磁波の漏れが生じる。この漏れた電磁波は、第1誘電体層との間に設けられた高抵抗導体からなる線状パターン抵抗層により熱に変換されて消費される。また、パターン層を一旦通り抜けた電波であっても、パターン層、第2誘電体層、線状パターン抵抗層及び第1誘電体層を透過した電波は、その後、全面導体層で全反射などしてパターン層で受信され、線状パターン抵抗層で熱に変換されて消費される。これらにより、本発明の電波吸収体は、電波を吸収して消費することができる。したがって、本発明は、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、薄型化および軽量化が可能であり、且つ、電波の入射角度に対する特性変動の少ない電波吸収体を提供することができる。
本発明の電波吸収体によれば、最表層のパターン層で良好に電磁波を受信することができる。そして、パターン層と第2誘電体層とが接しているので、パターン層が受信した電磁波の第2誘電体層への漏れを大きくすることができる。また、第2誘電体層と線状パターン層とが接しているので、第2誘電体層に漏れた電磁波を線状パターン層が効率良く熱に変換することができる。したがって、本発明の電波吸収体は、効率よく電磁波を吸収することができるので、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、薄型化および軽量化が可能であり、且つ、電波の入射角度に対する特性変動の少ない電波吸収体を提供することができる。
本発明の電波吸収体によれば、パターン層のパターンがアンテナとして機能して電波を受信し、その受信の際に、パターン層に第2誘電体層を介して接している線状パターン抵抗層が電磁波を熱に変換して消費することができる。
本発明の電波吸収体によれば、格子状導体層において電波を全反射などすることができる。そこで、パターン層で受信されなかった電波であっても、パターン層、第2誘電体層、線状パターン抵抗層及び第1誘電体層を透過した電波は、その後、格子状導体層で全反射してパターン層で受信され、線状パターン抵抗層で熱に変換されて消費される。これらにより、本発明は、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、薄型化および軽量化が可能な電波吸収体を提供することができる。
本発明によれば、例えば平面形状がハニカム形状となっているパターン、換言すれば、六角形の目を持つ網を平面に敷いたようなパターンからなる線状パターン抵抗層を構成することができる。そこで、本発明は、電磁波について効率よく熱に変換できる線状パターン抵抗層を備えた電波吸収体を提供することができる。
本発明の電波吸収体によれば、パターン層で受信されて、誘電体層へ漏れた電磁波について、線状パターン抵抗層の高抵抗導体によって高い効率で熱に変換することができる。したがって、本発明は、電磁波に対して高い減衰特性を備えた電波吸収体を提供することができる。
本発明の電波吸収体によれば、所望の波長の電磁波について、通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、薄型化および軽量化が可能な電波吸収体を提供することができる。
本発明によれば、遠目に透明でありながら、高性能な電波吸収体を提供することができる。
本発明の電波吸収体によれば、広帯域な反射減衰特性を備えることができ、且つ、所望波長の電磁波の入射角度に対する特性変動の少ない電波吸収体を提供することができる。
本発明の電波吸収体によれば、吸収対象とする電波の波長及び帯域の広さなどに応じてパターン層の各パターンの形状を設定することにより、所望波長及び所望帯域の電波について高効率で吸収することができる。したがって、本発明の電波吸収体によれば、電磁波の反射などによる通信障害などを効果的に防止することができる。
本発明の電波吸収体によれば、電波吸収体の表面又は裏面に保護層を配置した構造とすることができる。そこで、全面導体層及び格子状導体層などの電波反射層、線状パターン抵抗層、パターン層又は第2誘電体層の少なくとも一方の表面側に保護層を積層することにより、各層における導体(例えば金属)の導電率変化(例えば酸化)を防止することができる。また、保護層により、ハードコード又はUVカットなどの機能を付与することもできる。したがって、本発明によれば、製品寿命の長い電波吸収体を提供することができる。
本発明によれば、例えば遠目に透明な電波吸収体を提供することができる。ここで、全面導体層、パターン層又は線状パターン抵抗層などは、ITO(酸化インジウム錫)又はATO(酸化アンチモン)などの透明導電性酸化物を用いてもよい。また、格子状又はハニカム状の細線材料を用いて、全面導体層、パターン層又は線状パターン抵抗層などを構成してもよい。そして、第1誘電体層、第2誘電体層及び保護層などに透明な材料を用いる。これらにより、透明又は半透明な電波吸収体を構成することができる。
また、細線材料を用いて全面導体層、パターン層又は線状パターン抵抗層などを構成した場合は、細線材料の線路中心間隔が吸収対象とする電磁波の波長の1/16以下であることが好ましい。また、視認性の面から考えると、細線材料の線路幅は100μm以下であることが好ましい。このような構成によって、遠目に透明な電波吸収体を実現できるとともに、電磁波に対して面状導体又は面状抵抗体として機能する層を備え電磁波吸収特性が優れた電波吸収体を実現することができる。
ここで、電波反射層として、前記全面導体層(11,21,31)、格子状導体層(41)などを適用することができる。アンテナ層としては、前記パターン層(16,27,34,45)などを適用することができる。誘電体層としては、前記第1誘電体層(12,23,24,32,33,42)又は第2誘電体層(14,15,26,35,44)などを適用することができる。抵抗層としては、前記線状パターン抵抗層(13,25,36,43)などを適用することができる。
本発明の電波吸収体によれば、吸収対象とする電磁波についてアンテナ層で効率よく受信でき、その受信の際に誘電体層へ漏れた電磁波について、抵抗層で効率よく熱に変換することができる。また、アンテナ層を一旦通り抜けた電磁波を電波反射層で反射させて、その反射した電磁波をアンテナ層で受信して、抵抗層で熱に変換することもできる。これらにより、本発明は、通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、薄型化および軽量化が可能であり、且つ、電波の入射角度に対する特性変動の少ない電波吸収体を提供することができる。
本発明によれば、真空装置を使用せずに安価に、線状パターン抵抗層を形成することができる。また、線状パターン抵抗層の線状パターンにおける線幅と線間隔を調整することにより、任意の面抵抗の抵抗層(線状パターン抵抗層)を形成することができる。また、抵抗率の安定した材料を使用することで加工精度に応じた面抵抗精度の抵抗層を形成することができる。
本発明によれば、真空装置を使用せずに安価に、線状パターン抵抗層を形成することができる。また、インクジェット法によって線状パターン抵抗層を形成するとき、線状パターンとする領域にのみ高抵抗導体となる液状体を塗布するので、エッチングなどが不要となる。したがって、エッチングなどで無駄となる高抵抗導体を無くすことができ、さらに製造コストを低減することができる。また、線状パターン抵抗層の形成についてのマスクパターン等の設計・製造も不要となるので、さらに製造コストを低減することができる。
本実施形態の電波吸収体は、例えば、ETC(Electronic Toll Collection)システムにおける通信障害を防止する電波吸収体に好適である。ETCシステムは、5.8GHz帯の電波を用いて、有料道路の料金所などに設置されたアンテナと自動車に搭載した端末とで通信を行い、自動車を止めずに有料道路の料金支払いなどをするシステムである。そこで、本実施形態の電波吸収体は、ETCシステムの不要電波を吸収し、かかるシステムの誤動作を回避するものとして好適である。例えば、ETCシステムを備えた料金所のゲートにおける天井(天井の下面)又はゲートの側壁面に、本実施形態例の電波吸収体を設置することが好ましい。さらには、本実施形態に記載したような透明体においては、ETCシステムを備えた料金所のETCレーン間に設置することが好ましい。
図1は、本発明の第1実施形態である電波吸収体の概略構成を示す部分断面図である。本実施形態の電波吸収体は、保護層として機能するBT(ビスマレイミドトリアジン)基板10と、全面導体層11と、第1誘電体層をなすPC(ポリカーボネート)基板12と、線状パターン抵抗層13と、第2誘電体層AをなすPC基板14と、第2誘電体層BをなすBT基板15と、パターン層16とを順次積層した構造となっている。
[式1]
λg = λ0×√(2/(εr+1)) (λ0:自由空間波長,εr:基板の比誘電率)
図4は、本発明の第2実施形態である電波吸収体の概略構成を示す部分断面図である。本実施形態の電波吸収体は、全面導体層21と、第1誘電体層AをなすBT基板22と、第1誘電体層BをなすPC基板23と、第1誘電体層CをなすPC基板24と、線状パターン抵抗層25と、第2誘電体層をなすBT基板26と、パターン層27とを順次積層した構造となっている。
図7は、本発明の第3実施形態である電波吸収体の概略構成を示す部分断面図である。本実施形態の電波吸収体は、保護層をなすBT基板30と、全面導体層31と、第1誘電体層AをなすPC基板32と、第1誘電体層BをなすBT基板33と、パターン層34と、PC基板35と、線状パターン抵抗層36とを順次積層した構造となっている。
図10は本発明の第4実施形態である電波吸収体の概略構成を示す部分断面図である。本実施形態では、遠目に透明な電波吸収体を構成している。本実施形態の電波吸収体は、保護層をなすPET(ポリエチレンテレフタレート)基板40と、格子状導体層41と、第1誘電体層AをなすPC基板42と、線状パターン抵抗層43と、第2誘電体層をなすPC基板44と、パターン層45と、保護層をなすPET基板46と、保護層をなすPC基板47とを順次積層した構造となっている。
次に、本実施形態の電波吸収体における線状パターン抵抗層などの効果を示すために、比較例を挙げて説明する。
次に、本実施形態の電波吸収体における線状パターン抵抗層などの効果を示すために、他の比較例を挙げて説明する。
40,46・・・PET基板(保護層)
47・・・PC基板(保護層)
11,21,31,61,71・・・全面導体層
41・・・格子状導体層
12,23,24,32,42,62,73,74・・・PC基板(第1誘電体層)
22,33・・・BT基板(第1誘電体層)
13,25,36,43・・・線状パターン抵抗層
14,35,44,63・・・PC基板(第2誘電体層)
15,26,64,75・・・BT基板(第2誘電体層)
16,27,34,45,65,76・・・パターン層
101,102,103,201,202,203,301,302,303,401,402,403・・・ループパターン
203a,203b,303a,403a・・・オープンスタブ
Claims (14)
- 少なくとも、
導体からなる全面導体層と、
1層又は多層の誘電体からなる第1誘電体層と、
前記全面導体層よりも抵抗率が高い導体である高抵抗導体からなる線状パターンを有してなる線状パターン抵抗層と、
1層又は多層の誘電体からなる第2誘電体層と、
導体からなるパターンを複数有するパターン層とを有することを特徴とする電波吸収体。 - 前記全面導体層と、前記第1誘電体層と、前記線状パターン抵抗層と、前記第2誘電体層と、前記パターン層とを当該順序で積層したことを特徴とする請求項1記載の電波吸収体。
- 前記全面導体層と、前記第1誘電体層と、前記パターン層と、前記第2誘電体層と、前記線状パターン抵抗層とを当該順次で積層したことを特徴とする請求項1記載の電波吸収体。
- 少なくとも、
導体からなるパターンが格子状に形成された格子状導体層と、
1層又は多層の誘電体からなる第1誘電体層と、
前記格子状導体層を形成する導体よりも抵抗率の高い導体である高抵抗導体からなる線状パターンを有してなる線状パターン抵抗層と、
1層又は多層の誘電体からなる第2誘電体層と、
導体からなるパターンを複数有するパターン層とを、当該順序で積層した構造を有することを特徴とする電波吸収体。 - 前記線状パターン抵抗層は、高抵抗導体からなる線状パターンが交差したものと、前記線状パターンが六角形のハニカム形状をなしたものと、のいずれかからなることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の電波吸収体。
- 前記線状パターン抵抗層をなす高抵抗導体は、体積抵抗率が1.0E−4[Ωcm]以上、1.0E−1[Ωcm]以下のものであることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項記載の電波吸収体。
- 前記全面導体層、パターン層、線状パターン抵抗層及び格子状導体層のうちの少なくとも1つは、複数の線状パターンを有するとともに、隣り合う前記線状パターンの中心間隔である線路中心間隔が吸収対象とする電磁波の波長の1/16以下であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項記載の電波吸収体。
- 前記線状パターンの幅である線路幅は、100μm以下であることを特徴とする請求項7記載の電波吸収体。
- 前記パターン層における各パターンは、隣接する他のパターンに対して、大きさと形状のうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項記載の電波吸収体。
- 前記パターン層における各パターンは、円形、矩形、多角形又はこれら形状を外形とするループ形状のいずれかの形状と、該いずれかの形状に突起形状を付加した形状と、のうちの少なくとも一方からなることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項記載の電波吸収体。
- 積層構造における表面および裏面の少なくとも一方に積層された保護層を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項記載の電波吸収体。
- 構成要素の全ての前記層を透明又は半透明にしたことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項記載の電波吸収体。
- 電磁波を反射する導体からなる電波反射層と、1層又は多層の誘電体からなる第1誘電体層と、前記電波反射層よりも抵抗率が高い導体である高抵抗導体からなる線状パターンを有してなる線状パターン抵抗層と、1層又は多層の誘電体からなる第2誘電体層と、導体からなるパターンを複数有するパターン層とを積層する工程を有するとともに、
前記線状パターン抵抗層の線状パターンについて、スクリーン印刷法を用いて形成する工程を有することを特徴とする電波吸収体の製造方法。 - 電磁波を反射する導体からなる電波反射層と、1層又は多層の誘電体からなる第1誘電体層と、前記電波反射層よりも抵抗率が高い導体である高抵抗導体からなる線状パターンを有してなる線状パターン抵抗層と、1層又は多層の誘電体からなる第2誘電体層と、導体からなるパターンを複数有するパターン層とを積層する工程を有するとともに、
前記線状パターン抵抗層の線状パターンについて、インクジェット法を用いて形成する工程を有することを特徴とする電波吸収体の製造方法。
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