JP6414017B2

JP6414017B2 - 電磁波減衰構造体及び電磁シールド構造体

Info

Publication number: JP6414017B2
Application number: JP2015211522A
Authority: JP
Inventors: 諭米田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: JP2017084957A

Description

この発明は、伝播する電磁波を減衰させる電磁波減衰構造体および電磁シールド構造体に関するものである。

電磁シールド構造体である電磁シールド扉を取り上げて、従来の技術に係る電磁波減衰構造体および電磁シールド構造体について説明する。図１４に示すように、電磁シールド構造体である電磁シールド扉１００は金属製の扉１、扉枠２、ヒンジ７と、開閉レバー８とで構成され、扉１と扉枠２の間隙に誘電体基板３が配置されている。図１４において、電磁シールド扉１００での遮蔽を目的とする電磁波の伝搬方向１３は紙面手前から奥側方向となる。

図１５は図１４の点線Ａで示す間隙部分に配置される電磁波減衰構造体２０内の誘電体基板３の表層導体パターン４を含むＸＹ平面図である。電磁波減衰構造体２０は誘電体基板３と貫通スルーホール列５を備えている。誘電体基板３は複数の結合孔６を有する表層導体パターン４を有しており、表層導体パターン４は貫通スルーホール列５とならんで配置されている。ここで、結合孔６の長手方向と貫通スルーホール列５の列方向は平行な関係にあり、それぞれ電磁波伝搬方向１３と直交している。また、それぞれ２つの貫通スルーホール列５で区切られる導体パターン４の各区間には１つの結合孔６が配置されている。

図１６は図１４の点線Ａで示す間隙部分に配置される電磁波減衰構造体２０内のＹＺ断面図を示している。図１６において点線１２で示す部分は、２つの貫通スルーホール列５と表層の導体パターン４と裏面のベタ導体パターン１１により、誘電体基板３の内部で電気的な閉領域を形成するＳＩＷ（Substrate Integrated Waveguide）共振器を示す。このＳＩＷ共振器１２において、結合孔６は両側の貫通スルーホール列５の中間に配置されている。図１６に示すように、誘電体基板３には、電磁波伝搬方向１３に６つのＳＩＷ共振器を多段化して構成している。

次に、従来の技術に係る電磁シールド扉１００の動作について説明する。ＳＩＷ共振器１２は、両側の貫通スルーホール列５の間隔Ｌ１が周波数ｆ_１において約半波長となるよう設計されている。その結果、周波数ｆ_１においてＳＩＷ共振器１２でキャビティ共振が発生し、電磁波伝搬方向１３の電磁波の伝搬が抑制される。つまり、ＳＩＷ共振器１２単体では周波数ｆ_１に極値を有する電磁シールド特性を実現することができる。

よって、周波数ｆ_１からｆ_６の周波数間隔をδｆで一定とし、図１６に示す誘電体基板３が有するその他の５つのＳＩＷ共振器における貫通スルーホール列５の間隔Ｌ２から間隔Ｌ６を、それぞれ周波数ｆ_２からｆ_６において約半波長となるよう設計すれば、多段化した６つのＳＩＷ共振器全体としては、図１７に示すように、周波数ｆ_１からｆ_６に極値を有する広帯域な電磁シールド特性を実現することができる。ここで、ＳＩＷ共振器の共振周波数の選択方法によって、得られる電磁シールド特性を調整することが可能となる。例えば、図１６の６つのＳＩＷ共振器について、周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３を共振周波数とするＳＩＷ共振器をそれぞれ２個ずつとなるよう設計すれば、図１８に示すように、周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３に極値を有し、図１７に示した電磁シールド特性よりも狭帯域だがシールド帯域において、より高い電磁シールド量を有する電磁シールド特性を実現できる。同様に、図１６の６つのＳＩＷ共振器全ての共振周波数がｆ_１となるよう設計すれば、図１９に示すように、周波数ｆ_１に極値を有し、周波数ｆ_１において更に高い電磁シールド量を有する電磁シールド特性を実現できる。このように、電磁波伝搬方向１３に多段化したＳＩＷ共振器により、電磁シールド扉１００の間隙を通過する電磁波に対し、非接触な構造で電磁シールド特性を実現することができる。

すなわち、従来の電磁波減衰構造体では、電磁波伝搬方向に多段化したＳＩＷ共振器を備える誘電体基板を、対向する金属面の片面或いは両面に電気的に取り付けて構成している。ＳＩＷ共振器とは、貫通スルーホール列と導体パターンにより誘電体基板内に構成されるキャビティ共振器の一種である。従来例では、多段化したＳＩＷ共振器の共振周波数を分散化することで、ＳＩＷ共振器の共振により得られる電磁波の減衰効果を広帯域化している。その結果、特許文献１に記載されているように、広い周波数帯域において、非接触な構造にて、対向する導体壁の間隙を伝搬する電磁波を抑制できる。

特開２０１２−２１６７５７公報

このような電磁波減衰構造体では、減衰効果が得られる周波数帯域は、ＳＩＷ共振器の共振周波数、つまり、従来例におけるＳＩＷ共振器の貫通スルーホール列の間隔が１/２波長となる周波数により決定される。また、多段化されるＳＩＷ共振器が多いほど、より広帯域で、より高い減衰効果を得ることができる。しかしながら、従来技術では減衰の対象とする周波数が比較的低い場合、ＳＩＷ共振器の貫通スルーホール列の間隔を比較的大きくする必要があり、必要な減衰効果を得るためのＳＩＷ共振器の多段化が困難となる問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、従来技術では貫通スルーホール列の間隔が大きくなりＳＩＷ共振器の適用が困難となる比較的低い周波数帯域において、必要な減衰効果を得られる電磁波減衰構造体を得ることを目的としている。

この発明に係る電磁波減衰構造体は、Ｎ＋１層（Ｎ＞＝２）の導体層と前記Ｎ＋１層の導体層の異なる２つの層の間にそれぞれ挟まれたＮ層の誘電体層とを有するとともに、前記Ｎ層の誘電体層に含まれる隣接する２つの誘電体層がそれぞれ一部で結合された多層誘電体基板と、前記多層誘電体基板の主面に位置し前記Ｎ＋１層の導体層に属する表面導体層及び、前記多層誘電体基板の主面の反対側の面に位置し前記Ｎ＋１層の導体層に属する裏面導体層を電気的に接続することにより、前記表面導体層及び前記裏面導体層とともに電気的に閉じられた領域を形成する２つの貫通導体とを備え、前記２つの貫通導体で挟まれた前記多層誘電体基板の主面は前記表層導体層が形成された領域と、前記誘電体層が表出している誘電体表出領域とを有し、前記隣接する２つの誘電体層が一部で結合される領
域は前記電気的に閉じられた領域の内部であり、前記多層誘電体基板はＳＩＷ（ＳｕｂｓｔｒａｔｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅ）共振器を形成し、前記多層誘電体基板の主面から数えてＫ番目（Ｋは奇数）の誘電体層とＫ＋１番目の誘電体層が前記２つの貫通導体の一方の近傍で結合され、前記多層誘電体基板の主面から数えてＫ＋１番目の誘電体層とＫ＋２番目の誘電体層が前記２つの貫通導体の他方の近傍で結合されることを特徴とする。

この発明によれば、従来技術よりも貫通導体の配置間隔を短くでき、従来技術ではＳＩＷ共振器の適用が困難となる比較的低い周波数帯域において、電磁波の必要な減衰効果を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る電磁シールド扉１０１。この発明の実施の形態１に係る多層誘電体基板１４の表層導体パターン４を含むＸＹ平面図。この発明の実施の形態１に係る多層誘電体基板１４の第２層の内層導体パターン９を含むＸＹ平面図。この発明の実施の形態１に係る多層誘電体基板１４の第３層の内層導体パターン９を含むＸＹ平面図。この発明の実施の形態１に係る多層誘電体基板１４の第４層の内層導体パターン９を含むＸＹ平面図。この発明の実施の形態１に係る多層誘電体基板１４の内部で電気的に閉じられた領域をもつ小型ＳＩＷ共振器。この発明の実施の形態１に係るＳＩＷ共振器全体の電磁シールド特性。この発明の実施の形態１に係る小型ＳＩＷ共振器の一例。この発明の実施の形態１に係る小型ＳＩＷ共振器の一例。この発明の実施の形態１に係る小型ＳＩＷ共振器の一例。この発明の実施の形態１に係る小型ＳＩＷ共振器の一例。この発明の実施の形態２に係る小型ＳＩＷ共振器の一例。この発明の実施の形態２に係るＳＩＷ共振器全体の電磁シールド特性。従来技術における電磁シールド扉１００。従来技術における電磁波減衰構造体２０内のＸＹ平面図。従来技術における電磁波減衰構造体２０内のＹＺ断面図。従来技術におけるＳＩＷ共振器全体の電磁シールド特性の一例。従来技術におけるＳＩＷ共振器全体の電磁シールド特性の一例。従来技術におけるＳＩＷ共振器全体の電磁シールド特性の一例。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る電磁波減衰構造体２１及び電磁シールド扉１０１について説明する。

まず、図１から図６を用いて、実施の形態１に係る電磁シールド扉１０１について説明する。図１に示すように、金属製の扉１、扉枠２、ヒンジ７と、開閉レバー８とで電磁シールド扉１０１を構成しており、扉１と扉枠２の間隙に多層構造を持つ誘電体基板である多層誘電体基板１４と後述の貫通スルーホール列５などの貫通導体を備えた電磁波減衰構造体２１が配置される。図１において、電磁シールド扉１０１での遮蔽を目的とする電磁波の伝搬方向１３は紙面手前から奥側方向となる。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。

多層誘電体基板１４は、５層の導体層の異なる２つの層の間にそれぞれ挟まれた４層の誘電体層を有するとともに、この４層の誘電体層に含まれる隣接する２つの誘電体層がそれぞれ一部で結合された構成を持つ。ここで、５層の導体層のうち、多層誘電体基板１４の主面に表層導体層が配置され、裏面に裏面導体層であるベタ導体パターン１１が配置される。図２に表層導体層の表層導体パターン４を含むＸＹ平面図を図２に示す。また、第２層から第４層の内層導体パターン９を含むＸＹ平面図をそれぞれ図３から図５に示す。

図２に示すように、多層誘電体基板１４の主面には、複数の結合孔６を有する表層導体パターン４が貫通スルーホール列６とならんで配置されている。また、結合孔６の長手方向と貫通スルーホール列５の列方向は平行であり、それぞれ電磁波伝搬方向１３と直交している。また、それぞれ２つの貫通スルーホール列５で挟まれた表層導体パターン４には１つの結合孔６が配置されている。すなわち、２つの貫通スルーホール列５で挟まれた多層誘電体基板１４の主面は表層導体層である表層導体パターン４が形成された領域と、結合孔６により誘電体層が表出している誘電体表出領域とを有する。また、貫通スルーホール列６は、多層誘電体基板１４の主面に位置する表層導体層と多層誘電体基板１４の主面の反対側の面に位置する裏面導体層を電気的に接続する貫通導体層である。

図３、４、５にそれぞれ多層誘電体基板１４の第２、３、４層の導体層の内層導体パターン９を含むＸＹ平面図を示す。図３から図５に示すように、内層導体パターン９を含むＸＹ平面図には、表層のＸＹ平面図と同様に、複数の内層結合孔１０を有する内層導体パターン９と貫通導体である貫通スルーホール列６とが配置されている。内層結合孔１０の長手方向と貫通スルーホール列５の列方向は平行で、それぞれ電磁波伝搬方向１３と直交している。また、それぞれ２つの貫通スルーホール列５で区切られる内層導体パターン９の各区間には１つの内層結合孔１０が配置されている。

本実施の形態では、図２から図５に示すように、各導体層における結合孔６または内層結合孔１０は、表層から数えて奇数層における結合孔が、２つの貫通スルーホール列５で区切られる各区間において図２における左側のスルーホール列の近傍に配置され、表層から数えて偶数層における結合孔が、奇数層とは逆側のスルーホール列の近傍に配置されている。

図６に多層誘電体基板１４の内部で電気的に閉じられた領域をもつ小型ＳＩＷ共振器の構成を示す。図６において、点線１５で示す部分は、２つの貫通スルーホール列５と表層の導体パターン４と第２層から第４層の内層導体パターン９と裏面のベタ導体パターン１１により、多層誘電体基板１４の内部で電気的に閉じられた領域をもつ小型ＳＩＷ共振器である。ここで、２つの貫通スルーホール列５は表層導体層と裏面導体層と電気的に接続することにより、表層導体層と裏面導体層とともに電気的に閉じられた領域を形成している。また、４層の誘電体層１６の中の隣接する２つの誘電体層は電気的に閉じられた領域の内部にある内層結合孔１０においてそれぞれ結合されている。その結果、従来例のＳＩＷ共振器を多層構造化して織り込んだ多層誘電体基板１４が形成されている。このように、小型ＳＩＷ共振器１５は、結合孔６を片側の貫通スルーホール列５の近傍に配置するとともに、従来例のＳＩＷ共振器を多層構造化して折り畳んだ構造とすることで、従来例のＳＩＷ共振器よりも短い貫通スルーホール列５の間隔を実現している。すなわち、図６において、多層誘電体基板１４は、多層誘電体基板１４の主面から数えてＫ番目（Ｋは奇数）の誘電体層とＫ＋１番目の誘電体層が一方の貫通スルーホール列５の近傍で結合され、多層誘電体基板の主面から数えてＫ＋１番目の誘電体層とＫ＋２番目の誘電体層が他方の貫通スルーホール列５の近傍で結合される構成により、貫通スルーホール列５の間隔を従来よりも短くしている。ここで、誘電体層１６の中の隣接する２つの誘電体層がコの字型形状をなすように結合される場合を示したが、後に述べるように他の形状をなすように結合することも可能である。また、電体表出領域を示す結合孔６を一方の貫通スルーホール列５の近傍に配置する構成を示したが、後に述べるように結合孔６を他の位置に配置することも可能である。

図６では、多層誘電体基板１４は電磁波伝搬方向１３に６つの小型ＳＩＷ共振器を多段化している。電磁波減衰構造体２１は貫通スルーホール列５と多層誘電体基板１４とを備えており、扉１と扉枠２の間隙に配置される。

次に、実施の形態１に係る電磁シールド扉１０１の動作について説明する。小型ＳＩＷ共振器１５は、両側の貫通スルーホール列５の間隔Ｌ１が周波数ｆ_１において従来例のＳＩＷ共振器の１/８に相当する約１/１６波長となるよう設計されている。その結果、周波数ｆ_１において小型ＳＩＷ共振器１５でキャビティ共振が発生し、電磁波伝搬方向１３の電磁波の伝搬が抑制される。つまり、小型ＳＩＷ共振器１５単体では、周波数ｆ_１に極値を有する電磁シールド特性を実現することができる。よって、周波数ｆ_１からｆ_６の周波数間隔をδｆで一定とし、図６に示す多層誘電体基板１４が有するその他の５つの小型ＳＩＷ共振器における貫通スルーホール列５の間隔Ｌ２からＬ６を、それぞれ周波数ｆ_２からｆ_６において約１/１６波長となるよう設計すれば、多段化した６つのＳＩＷ共振器全体としては、従来例と同様に、図７に示すように、周波数ｆ_１からｆ_６に極値を有する、広帯域な電磁シールド特性を実現することができる。また、従来例と同様に、本実施の形態においても、小型ＳＩＷ共振器の共振周波数の選択方法によって、得られる電磁シールド特性を調整することも可能となる。

このように、本実施の形態では、電磁波伝搬方向１３に多段化した小型ＳＩＷ共振器１５により、貫通スルーホール列５の間隔が従来例の約１/８に小型化された構造で、従来例と同様に、電磁シールド扉の間隙を通過する電磁波に対し、非接触な構造で電磁シールド特性を実現することができる。

なお、本実施の形態では、図８に示すように、５層の導体層と４層の誘電体層で小型ＳＩＷ共振器１５を構成しているが、導体層と誘電体層の層数を限定する必要はない。一般的には、多層誘電体基板１４はＮ＋１層（Ｎ＞＝２）の導体層と、前記Ｎ＋１層の導体層の各々の間に配置されるＮ層の誘電体層を有し、このＮ層の誘電体層の中の隣接する２つの誘電体層がそれぞれ一部で結合された構成となる。このとき、貫通スルーホール列５の間隔は、従来例の１/２Ｎに小型化される。

また、Ｎ層の誘電体層を有する構成では、貫通導体である貫通スルーホール列５は多層誘電体基板１４の主面に位置する表層導体層及び、多層誘電体基板１４の主面の反対側の面に位置する裏面導体層を電気的に接続する。この貫通導体は多層誘電体基板１４の主面上で互いに間隔を空けて複数形成される。

例えば、図９に示すように、３層の導体層と２層の誘電体層で小型ＳＩＷ共振器を構成する場合、貫通スルーホール列５の間隔は共振周波数において約１/８波長となり、従来例のＳＩＷ共振器の約１/４に小型化できる。同様に、図１０に示すように、４層の導体層と３層の誘電体層で小型ＳＩＷ共振器を構成する場合、貫通スルーホール列５の間隔は共振周波数において約１/１２波長となり、従来例のＳＩＷ共振器の約１/６に小型化できる。

また、本実施の形態では、貫通スルーホール列５によって、表層の導体パターン４と、１つ或いは複数の内層導体パターン９と、裏面ベタ導体パターン１１とを基板厚方向に電気的に接続しているが、貫通スルーホール列５と同等の電気的接続が可能な貫通導体であれば、その手段を貫通スルーホール列５に限定する必要はない。

また、本実施の形態では、電磁波伝搬方向１３に６つの小型ＳＩＷ共振器１５を多段化して構成しているが、段数を６に限定する必要はない。なお、段数を増やせば、得られる電磁シールド特性の広帯域化やシールド量の増加が実現できる。

また、本実施の形態では、扉１と扉枠２の間隙において、扉１の壁面にのみ多層誘電体基板１４を備えた電磁波減衰構造体２１を配置しているが、電磁波減衰構造体２１の配置先を扉枠１の壁面に限定する必要はなく、扉枠２の壁面にのみ配置しても同様の効果が得られる。なお、扉１と扉枠２の両方の壁面に多層基板１４を配置した場合、どちらか片側の壁面に配置する場合と比較して、シールド帯域の周波数は変わらないが、帯域内において高いシールド量を得ることができる。

また、本実施の形態では、対向する１対の金属壁を扉１と扉枠２として電磁シールド扉１０１を構成しているが、シールド対象とする電磁波の伝搬経路であれば、対向する１対の金属壁を、扉１と扉枠２で構成する電磁シールド扉１０１に限定する必要はない。

また、本実施の形態では、小型ＳＩＷ共振器１５の表層導体パターン４において、誘電体表出領域を表す結合孔６を片側の貫通スルーホール列５の近傍に配置しているが、従来例と同様に、結合孔６を両側の貫通スルーホール列５の中間に配置しても構わない。この場合、貫通スルーホール列５の間隔は、誘電体層の層数をＮとして、従来例の１/Ｎに小型化される。

例えば、図１１に示すように、３層の導体層と２層の誘電体層で小型ＳＩＷ共振器を構成し、表層導体パターン４における結合孔６を貫通スルーホール列５の中間に配置する場合、貫通スルーホール列５の間隔は共振周波数において約１/４波長となり、従来例のＳＩＷ共振器の約１/２に小型化できる。ここでは、隣接する２つの誘電体層はロの字型形状を有する誘電体として結合されているが、このように隣接する２つの誘電体層はさまざまな形状で結合することが可能である。また、本実施の形態は、多層誘電体基板構造１４を持つことにより、貫通スルーホール列５の間隔を従来よりも短くするものであり、キャビティ共振を発生させる電磁波の通過経路を従来技術よりも長くできるように隣接する２つの誘電体層１６がそれぞれ一部で結合されていれば、結合孔６の配置、及び隣接する２つの誘電体層の結合形状に関してはさまざまな形態とすることができる。従って、これまでに示した構成以外にも結合孔６の配置、及び隣接する２つの誘電体層の結合形状をさまざまな形態で組み合わせることができる。

また、本実施の形態では、電磁シールド扉１０１を例に挙げて説明したが、本実施の形態は扉以外の環境も含めた電磁シールド構造体に対して適用可能である。例えば、間隙を挟んで対向する一対の導体壁を備え、この間隙に面する位置において、一対の前記導体壁のうち少なくとも一方の前記導体壁上に電磁波減衰構造体２１が設けられた電磁シールド構造体であれば、扉以外の環境であっても本実施の形態を適用することができる。

以上で述べたように、本実施の形態１の電磁波減衰構造体２１は、Ｎ＋１層（Ｎ＞＝２）の導体層と前記Ｎ＋１層の導体層の異なる２つの層の間にそれぞれ挟まれたＮ層の誘電体層１６とを有するとともに、Ｎ層の誘電体層１６に含まれる隣接する２つの誘電体層がそれぞれ一部で結合された多層誘電体基板１４と、多層誘電体基板１４の主面に位置し前記Ｎ＋１層の導体層に属する表面導体層及び、多層誘電体基板１４の主面の反対側の面に位置し前記Ｎ＋１層の導体層に属する裏面導体層を電気的に接続することにより、前記表面導体層及び前記裏面導体層とともに電気的に閉じられた領域を形成する２つの貫通導体とを備え、前記２つの貫通導体で挟まれた前記多層誘電体基板の主面は前記表層導体層が形成された領域と、前記誘電体層が表出している誘電体表出領域とを有し、前記隣接する２つの誘電体層が一部で結合される領域は前記電気的に閉じられた領域の内部であることを特徴とする。この構成によって、従来技術よりも貫通導体の配置間隔を短くすることができ、従来技術ではＳＩＷ共振器の適用が困難となる比較的低い周波数帯域において、電磁波の必要な減衰効果を得ることができる。

また、本実施の形態１の電磁波減衰構造体２１では、前記誘電体表出領域は、前記２つの貫通導体の一方の近傍に配置されることを特徴とする。この構成により、前記２つの貫通導体の一方の近傍に配置しない場合と比較して、多層誘電体基板１４内で電波の通過する経路を長くでき、貫通導体の配置間隔を短くできる効果を得ることができる。

また、本実施の形態１の電磁波減衰構造体２１では、前記誘電体表出領域は、前記２つの貫通導体の中間に配置されることを特徴とする。このように、前記誘電体表出領域は従来技術と同様の構成とした場合、表面導体層の製造コストを低減できる効果がある。

また、本実施の形態１の電磁波減衰構造体２１では、Ｎ層の誘電体層１６の中の隣接する２つの誘電体層１６がロの字型またはコの字型の形状をなすように結合されることを特徴とする。この構成により、２つの貫通導体の中間付近で２つの誘電体層１６が結合される場合と比較して、多層誘電体基板１４内で電波の通過する経路を長くでき、貫通導体の配置間隔を短くできる効果を大きくすることができる。

また、本実施の形態１の電磁波減衰構造体２１では、前記多層誘電体基板の主面から数えてＫ番目（Ｋは奇数）の誘電体層とＫ＋１番目の誘電体層が前記２つの貫通導体の一方の近傍で結合され、前記多層誘電体基板の主面から数えてＫ＋１番目の誘電体層とＫ＋２番目の誘電体層が前記２つの貫通導体の他方の近傍で結合されることを特徴とする。この構成により、隣接する誘電体層１６を２つの貫通導体の近傍で接続しない場合と比較して、多層誘電体基板１４内で共振の発生する電磁波の経路を長くでき、貫通導体の配置間隔を短くできる効果を大きくすることができる。

また、本実施の形態１の電磁シールド構造体は、間隙を挟んで対向する一対の導体壁を備え、前記間隙に面する位置において、一対の前記導体壁のうち少なくとも一方の前記導体壁上に、本実施の形態に記載の電磁波減衰構造体２１が設けられており、前記一方の前記導体壁と多層誘電体基板１４の主面の反対側の面に位置する裏面導体層とが電気的に接続されていることを特徴とする。この構成によって、間隙の間を伝播する電磁波を効率的に減衰させることができる。

また、本実施の形態１の電磁シールド構造体において、一対の前記導体壁は、導電性を有する材料で構成されている扉と、前記扉の周囲を囲う導電性の扉枠とで構成されていることを特徴とする。この構成により、電波暗室等で用いられる電磁シールド扉１０１において、扉と扉枠の間を伝搬する電磁波を効率的に減衰させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、誘電体層の厚みが同等の多層誘電体基板で小型ＳＩＷ共振器を構成したのに対し、実施の形態２では誘電体層の厚みが異なる多層誘電体基板を含む小型ＳＩＷ共振器を開示する。

まず、図１２を用いて、実施の形態２に係る電磁シールド扉１０１について説明する。図１２は、実施の形態２の電磁シールド扉１０１に用いる小型ＳＩＷ共振器の構成例で、図９に示した、多層誘電体基板１４を３層の導体層と２層の誘電体層とで構成する実施の形態１に係る電磁シールド扉１０１に用いる小型ＳＩＷ共振器１５の構成例において、裏面ベタ導体パターン１１に接する下層の誘電体層の層厚を、表面導体パターン４に接する上層の誘電体層の２倍に厚くしていることを特徴とする。この小型ＳＩＷ共振器１５を有する多層誘電体基板１４の電磁シールド扉１０１への取り付け方は実施の形態１と同じなので図による説明は省略する。

次に、実施の形態２に係る電磁シールド扉１０１の動作について説明する。まず、図９に示した小型ＳＩＷ共振器１５の１段構成時の電磁シールド特性は、貫通スルーホール列５の間隔が約１/８波長となる共振周波数をｆ_０とすると、周波数ｆ_０の他に周波数ｆ_０の奇数倍の高調波周波数においてもキャビティ共振が発生する。図９において、複数の誘電体層が概ね同じ厚さである場合、図１３の破線で示すように、ｍを整数として、周期的な周波数であるｆ_０、３ｆ_０、５ｆ_０、７ｆ_０、…、（２ｍ+１）ｆ_０においてそれぞれ狭帯域な減衰特性を有する電磁シールド特性が得られる。

一方、図１２に示した小型ＳＩＷ共振器の場合、誘電体層が厚い箇所における電磁界の分布が図９に示した小型ＳＩＷ共振器１５と異なるため、共振が発生する高調波周波数は周期的にならない。その結果、図１３の実線で示すように、本実施の形態の場合は、非周期的な周波数であるｆ_０、３．５ｆ_０、６ｆ_０、…においてそれぞれ狭帯域な減衰特性を有する電磁シールド特性が得られる。つまり、図１２に示した小型ＳＩＷ共振器により、多層誘電体基板１４で構成する小型ＳＩＷ共振器でキャビティ共振が発生する高調波周波数を調整することが可能となり、この小型ＳＩＷ共振器を有する多層誘電体基板１４を、実施の形態１と同様に、金属の扉１と扉枠２の間隙に配置することで、非周期的な任意の周波数における離散的な減衰特性を有する電磁シールド扉を実現することができる。

このように、本実施の形態では、誘電体層が異なる厚みをもつ多層誘電体基板１４で小型ＳＩＷ共振器を構成することにより、非周期的な任意の周波数における離散的な減衰特性を有する電磁シールド扉１０１を得ることができる。

１：金属製の扉、２：扉枠、３：誘電体基板、４：表層導体パターン、５：貫通スルーホール列、６：結合孔、７：ヒンジ、８：開閉レバー、９：内層導体パターン、１０：内層結合孔、１１：ベタ導体パターン、１２：ＳＩＷ共振器、１３：電磁波の伝搬方向、１４：多層誘電体基板、１５：小型ＳＩＷ共振器、１６：誘電体層、２０、２１：電磁波減衰構造体、１００、１０１：電磁シールド扉

Claims

Ｎ＋１層（Ｎ＞＝２）の導体層と前記Ｎ＋１層の導体層の異なる２つの層の間にそれぞれ挟まれたＮ層の誘電体層とを有するとともに、前記Ｎ層の誘電体層に含まれる隣接する２つの誘電体層がそれぞれ一部で結合された多層誘電体基板と、
前記多層誘電体基板の主面に位置し前記Ｎ＋１層の導体層に属する表面導体層及び、前記多層誘電体基板の主面の反対側の面に位置し前記Ｎ＋１層の導体層に属する裏面導体層を電気的に接続することにより、前記表面導体層及び前記裏面導体層とともに電気的に閉じられた領域を形成する２つの貫通導体とを備え、
前記２つの貫通導体で挟まれた前記多層誘電体基板の主面は前記表層導体層が形成された領域と、前記誘電体層が表出している誘電体表出領域とを有し、前記隣接する２つの誘電体層が一部で結合される領域は前記電気的に閉じられた領域の内部であり、
前記多層誘電体基板はＳＩＷ（ＳｕｂｓｔｒａｔｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅ）共振器を形成し、
前記多層誘電体基板の主面から数えてＫ番目（Ｋは奇数）の誘電体層とＫ＋１番目の誘電体層が前記２つの貫通導体の一方の近傍で結合され、前記多層誘電体基板の主面から数えてＫ＋１番目の誘電体層とＫ＋２番目の誘電体層が前記２つの貫通導体の他方の近傍で結合される
ことを特徴とする電磁波減衰構造体。
前記誘電体表出領域は、前記２つの貫通導体の一方の近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電磁波減衰構造体。
前記誘電体表出領域は、前記２つの貫通導体の中間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電磁波減衰構造体。
前記Ｎ層の誘電体層に含まれる隣接する２つの誘電体層がロの字型またはコの字型の形状をなすように結合される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁波減衰構造体。
前記Ｎ層の誘電体層は異なる厚みをもつことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁波減衰構造体。
間隙を挟んで対向する１対の導体壁を備え、
前記間隙に面する位置において、一対の前記導体壁のうち少なくとも一方の前記導体壁上に、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電磁波減衰構造体が設けられており、
前記一方の前記導体壁と前記裏面導体層とが電気的に接続されていることを特徴とする電磁シールド構造体。
一対の前記導体壁は、導電性を有する材料で構成されている扉と、前記扉の周囲を囲う導電性の扉枠とで構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の電磁シールド構造体。