JP5165996B2 - 電波暗室用電波吸収体 - Google Patents
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Description
電波暗室の設計においては、コスト及び施工性の観点から電波吸収体となるフェライト(タイル)の厚さ(板厚)が重要である。フェライトの厚さが増せば、材料コストが上昇し、また、電波吸収体の重量が増加し、施工性が悪化する。このため、電波吸収体の厚さは7.5mm以下であることが好ましい。一方、フェライトタイルが薄いと強度が不足し、施工中に破損などの問題が発生し、電波暗室の製造に支障を生じる恐れがある。上記の理由から電波吸収体の厚さは3mm〜7.5mmに設計するのが望ましい。
d=λ/(2πμ") -------------------(1)
λは自由空間の波長:λ=300/f、 fは周波数(MHz)
(1)式を変形すると、
μ"=λ/(2πd) -------------------(2)
となる。
Li含有量が所望の値になるように調整した濃度の異なる硝酸リチウム水溶液中に所定量のMn-Znフェライト粉末(フェア・ライト社製)を浸漬し、攪拌した後、80℃で乾燥した。得られた粉末をそれぞれ型に入れ、2t/cm2の圧力下で加圧成型した後、電気炉中で、300℃/hrで昇温し、1250℃で1時間焼成した。ここで、焼成雰囲気は、常温から600℃までは大気中、600℃から1250℃までは窒素中、1250℃保持中は10Paの酸素下、1250℃から900℃の降温時は50Paの酸素下、900℃から室温までは大気中とした。得られたLi添加Mn-Znフェライト焼結体をそれぞれ100×100×7mmの板状に加工し、評価用試料とした。なお、原子吸光法により、各試料のLi含有量が所望の値となっていることを確認した。
電波吸収体中のLi含有量は、0.007〜0.1質量%が好ましく、0.01〜0.05質量%が、より好ましい。この範囲では、さらにμ"が上昇するため、より薄い電波吸収体での対応が可能になるため、電波暗室の低コスト化、小型化及び高性能化に有効である。
d30MHz =(300/30)/(2πμ"30MHz)
=5/(πμ"30MHz)
これを(2)式に代入して
μ"=λ/(2πd30MHz)
=λμ"30MHz /10
=(300/f) μ"30MHz /10
=30μ"30MHz/f
ここで、M =μ"30MHzとおくと、
μ"=30M/f -------------------(3)
となる。
μ" = 28.5M/f〜31.5M/f -------------------(4)
となり、μ"が上記の範囲であることが望ましい。
ここで、Liを添加していない従来のMn-Znフェライトではμ"の周波数特性が32.7M/fとなり、上記周波数範囲外となる。一方、Liを0.02質量% 含有する本発明のMn-Znフェライトは、μ"の周波数特性が30.4M/f となり、(4)式の範囲となり、上記周波数範囲で、優れた電波吸収特性が得られることがわかる。
d=(300/30)/(2πM)
=1.59/M -------------------(5)
ここで、M:30MHzにおける複素比透磁率の虚数部
電波吸収体の厚みは(5)式の5%以内であることが望ましく、
d=1.51/M〜1.67/M (m) -------------------(6)
となる。
実施例
上述の方法でフェライト吸収体全量に対するLi含有量が0.02質量%となるようにMn-Znフェライト粉末を調整し、加圧成型した後、焼成した(実施例)。得られたLi添加Mn-Znフェライト焼結体を加工し、ネットワーク・アナライザー(HEWLETT PACKARD社製8753A)を用いて同軸管法により透磁率を測定した。また、比較例としては、Mn-Znフェライト(10kHzから30MHz)より高周波数側で高い透磁率を示すNi−Znフェライト(30MHzから300MHz)を用いて、同様に評価を行った。
μ"=30M/fを示す。前述の通り、電波吸収体が、(3)式を満たす電波吸収特性を有していれば、周波数に依存せず、整合厚さが一定となるため、広い周波数範囲で効果的に電波を吸収できる。図3より、比較例の電波吸収体では、(3)式との間にずれが生じるが、実施例の電波吸収体では、(3)式にほぼ一致することが確認された。このことから、本発明の電波吸収体では、従来の電波吸収体に比べ、より広範囲で、優れた電波吸収特性を発揮できることがわかる。
比較例の電波吸収体では、整合させる周波数によって、電波吸収量(図中には反射量として示す)が大きく変化した。一方、実施例の電波吸収体では、いずれの周波数に整合させた場合も電波吸収特性に大きな変化は認められず、殆どすべての周波数範囲において、比較例の吸収体より、優れた電波吸収特性を示した。なお、図5では、周波数30MHz〜300MHzまでの評価結果を示すが、実施例の電波吸収体では、周波数300MHz〜1000MHz(1GHz)においても良好な電波吸収特性が得られることを確認した。
図6より、W=12mの場合、オープンサイト理論値との偏差は、比較例の電波吸収体を用いた場合は約4dB、実施例の電波吸収体を用いた場合は、約2dBであった。従って、同一サイズの暗室であれば、実施例の電波吸収体を用いた方が、比較例の電波吸収体を用いた場合に比べ、約2倍の性能が得られることがわかる。
逆に、実施例の電波吸収体を用いたW=12mの電波暗室と同等の性能を、比較例の電波吸収体を用いて得ようとすると、W=17mが必要となる。その結果、暗室体積を40%増加させ、フェライト使用量を20%増加させなければならない。上記の結果から、実施例の電波吸収体を用いた場合には、建設費用も含めると、比較例の電波吸収体を用いた場合に比べ、約30%のコスト低減が可能となることが確認された。
20・・・ネットワーク・アナライザー
Claims (3)
- Mn、Zn及びLiを含有するフェライト系電波吸収体であって、前記電波吸収体の全量に対して、Liの含有量が0.005〜0.5質量%であり、前記電波吸収体の板厚が、1.51/M〜1.67/M (m)(ただし、Mは30MHzにおける複素比透磁率の虚数部である)を満たし、かつ金属板が裏打ちされたことを特徴とする電波暗室用電波吸収体。
- 前記電波吸収体の全量に対して、Liの含有量が0.007〜0.1質量%であることを特徴とする請求項1に記載の電波暗室用電波吸収体。
- 前記電波吸収体の全量に対して、Liの含有量が0.01〜0.05質量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電波暗室用電波吸収体。
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