JP6648417B2 - High frequency communication device - Google Patents
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Description
本発明は、高周波通信装置に関し、さらに詳しくは、金属製の筐体の中に電気回路が収容された高周波通信装置に関する。 The present invention relates to a high-frequency communication device, and more particularly, to a high-frequency communication device in which an electric circuit is housed in a metal casing.
入力された信号を処理して出力する処理回路を備えた高周波通信装置において、処理される信号に対する外部の電磁波の影響や、高周波通信装置内部から外部への電磁波の漏出を避けるために、金属製の筐体に処理回路を収容することが一般的である。この場合、筐体内で電磁波が伝搬、共振されることで、入力信号と出力信号の間でカップリング（電磁界結合）が起こるのが問題となる。金属筐体の壁面を構成する金属材料は、このようなカップリングを促進するものとなる。特に、通信周波数の高周波化に伴い、この問題は顕著になっている。 In a high-frequency communication device equipped with a processing circuit for processing and outputting an input signal, in order to avoid the influence of external electromagnetic waves on the signal to be processed and to prevent electromagnetic waves from leaking from inside the high-frequency communication device to the outside, a metal It is general that the processing circuit is housed in the housing of the above. In this case, there is a problem that coupling (electromagnetic coupling) occurs between the input signal and the output signal due to the propagation and resonance of the electromagnetic wave in the housing. The metal material forming the wall surface of the metal housing promotes such coupling. In particular, this problem has become remarkable as the communication frequency increases.
高周波通信装置において、入力信号と出力信号の間等、回路中における信号間のカップリング低減する手段として、筐体の内面に電磁波を減衰させるための構造を設けることが知られている。例えば、特許文献１においては、高周波回路素子及びアンテナを有し、少なくとも高周波回路素子を内部に実装した筐体をもつ通信装置であって、筐体の壁の少なくとも一部に材質または機械的形状を周期的に変えた周期構造体が設けられている高周波通信装置が開示されている。周期構造体の具体例として、筐体の蓋において、筐体内部に面する天井部に直方体状の金属突起物を設けた構成が示されている。 2. Description of the Related Art In a high-frequency communication device, it is known to provide a structure for attenuating electromagnetic waves on an inner surface of a housing as a means for reducing coupling between signals in a circuit such as between an input signal and an output signal. For example, Patent Literature 1 discloses a communication device having a high-frequency circuit element and an antenna, and having a housing in which at least the high-frequency circuit element is mounted. There is disclosed a high-frequency communication device provided with a periodic structure in which is periodically changed. As a specific example of the periodic structure, there is shown a configuration in which a rectangular parallelepiped metal projection is provided on a ceiling portion facing the inside of a housing in a cover of the housing.
特許文献１に開示されるように、筐体の内部に突起物を周期的に設ける場合には、必然的に筐体の構造が複雑になってしまう。また、この種の高周波通信装置が搭載される機器に対する小型化、軽量化の要請に伴い、筐体の高さを小さくすることが望まれるが、筐体内部に周期的に突起物を設けるとすれば、筐体の高さを小さくすることが困難となる場合がある。 As disclosed in Patent Literature 1, when the protrusions are provided periodically inside the housing, the structure of the housing is inevitably complicated. In addition, with the demand for miniaturization and weight reduction of devices on which this type of high-frequency communication device is mounted, it is desired to reduce the height of the housing. However, if protrusions are periodically provided inside the housing, If so, it may be difficult to reduce the height of the housing.
本発明が解決しようとする課題は、簡素な構成によって、２０ＧＨ以上の高周波域において、回路内における電気信号の間のカップリングを低減することができる高周波通信装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a high-frequency communication device capable of reducing coupling between electric signals in a circuit in a high-frequency range of 20 GH or more with a simple configuration.
上記課題を解決するために、本発明にかかる高周波通信装置は、２０ＧＨｚ以上の対象周波数を有する信号を入力部から入力され、処理して出力部から出力する回路と、金属よりなり、前記回路を収容する筐体と、非金属材料よりなるマトリクス材料中に金属粒子を分散させてなり、前記筐体の内側面に設けられたシート状の電磁波吸収体と、を有し、前記電磁波吸収体は、厚さがｔ［ｃｍ］であり、前記対象周波数を有する電磁波に対して、前記電磁波の伝搬方向に沿った単位長さあたりの吸収効果率としてＡ［ｄＢ／ｃｍ］の値を示し、前記吸収効果率が、Ａ［ｄＢ／ｃｍ］／ｔ［ｃｍ］≧１０［ｄＢ／ｃｍ２］を満足することを要旨とする。 In order to solve the above problems, a high-frequency communication device according to the present invention includes: a circuit that receives a signal having a target frequency of 20 GHz or more from an input unit, processes the signal, and outputs the signal from an output unit; A housing for housing, a sheet-like electromagnetic wave absorber provided by dispersing metal particles in a matrix material made of a non-metallic material and provided on an inner surface of the housing, wherein the electromagnetic wave absorber is The thickness is t [cm], and for an electromagnetic wave having the target frequency, a value of A [dB / cm] is shown as an absorption effect rate per unit length along a propagation direction of the electromagnetic wave. The gist is that the absorption efficiency satisfies A [dB / cm] / t [cm] ≧ 10 [dB / cm 2 ].
ここで、前記電磁波吸収体は、ＴＥ１０モードに対する吸収効果率Ａ’［ｄＢ／ｃｍ］が、Ａ’［ｄＢ／ｃｍ］／ｔ［ｃｍ］≧１０［ｄＢ／ｃｍ２］を満足することが望ましい。また、前記電磁波吸収体は、前記回路の入力部と出力部を結ぶ方向に沿った前記筐体の面に設けられ、前記電磁波吸収体のシート面に沿って伝搬される前記対象周波数を有する電磁波に対する吸収効果率が、５ｄＢ／ｃｍ以上であるとよい。そして、前記電磁波吸収体は、ＴＥ１０モードに対する吸収効果率が、５ｄＢ／ｃｍ以上であるとよい。 Here, the electromagnetic wave absorber desirably has an absorption effect rate A ′ [dB / cm] for the TE10 mode satisfying A ′ [dB / cm] / t [cm] ≧ 10 [dB / cm 2 ]. . The electromagnetic wave absorber is provided on a surface of the housing along a direction connecting an input unit and an output unit of the circuit, and the electromagnetic wave having the target frequency propagated along a sheet surface of the electromagnetic wave absorber. Is preferably 5 dB / cm or more. The electromagnetic wave absorber preferably has an absorption efficiency for the TE10 mode of 5 dB / cm or more.
また、前記金属粒子の平均粒径が１０μｍ以下であるとよい。そして、前記電磁波吸収体における前記金属粒子の含有量が１５〜３０体積％の範囲にあるとよい。そして、前記金属粒子のアスペクト比が２以下であるとよい。 Further, the average particle diameter of the metal particles is preferably 10 μm or less. The content of the metal particles in the electromagnetic wave absorber is preferably in the range of 15 to 30% by volume. The metal particles preferably have an aspect ratio of 2 or less.
上記発明にかかる高周波通信装置においては、金属よりなる筐体の内側面に、シート状の電磁波吸収体が設けられている。そして、厚さがｔ［ｃｍ］の電磁波吸収体が、２０ＧＨｚ以上の対象周波数を有する電磁波に対して、伝搬方向に沿った単位長さ［ｃｍ］あたりの減衰量［ｄＢ］として示す吸収効果率Ａ［ｄＢ／ｃｍ］が、Ａ［ｄＢ／ｃｍ］／ｔ［ｃｍ］≧１０［ｄＢ／ｃｍ２］を満足する。そのため、筐体内部での２０ＧＨｚ以上の周波数を有する電磁波の伝搬を抑制し、入力信号と出力信号の間等、処理回路内の電気信号の間のカップリングを効果的に低減することができる。また、シート状に形成された電磁波吸収体を、貼り付け等によって筐体の内側面に設けることで、カップリングの低減を簡素な構成で実現することができる。 In the high-frequency communication device according to the present invention, a sheet-like electromagnetic wave absorber is provided on the inner surface of the housing made of metal. The absorption efficiency of the electromagnetic wave absorber having a thickness of t [cm] as an attenuation [dB] per unit length [cm] along a propagation direction with respect to an electromagnetic wave having a target frequency of 20 GHz or more. A [dB / cm] satisfies A [dB / cm] / t [cm] ≧ 10 [dB / cm 2 ]. Therefore, propagation of an electromagnetic wave having a frequency of 20 GHz or more inside the housing can be suppressed, and coupling between electric signals in the processing circuit, such as between an input signal and an output signal, can be effectively reduced. Further, by providing the electromagnetic wave absorber formed in a sheet shape on the inner surface of the housing by pasting or the like, it is possible to reduce the coupling with a simple configuration.
ここで、電磁波吸収体において、ＴＥ１０モードに対する吸収効果率Ａ’［ｄＢ／ｃｍ］が、Ａ’［ｄＢ／ｃｍ］／ｔ［ｃｍ］≧１０［ｄＢ／ｃｍ２］を満足する場合には、回路内における電気信号の間のカップリングの主要な要因となるＴＥ１０モードの電磁波を減衰させることで、信号の間のカップリングを効果的に低減することができる。 Here, in the electromagnetic wave absorber, when the absorption efficiency A ′ [dB / cm] for the TE10 mode satisfies A ′ [dB / cm] / t [cm] ≧ 10 [dB / cm 2 ], By attenuating the TE10 mode electromagnetic wave, which is a main factor of the coupling between the electric signals in the circuit, the coupling between the signals can be effectively reduced.
また、電磁波吸収体が、回路の入力部と出力部を結ぶ方向に沿った筐体の面に設けられ、電磁波吸収体のシート面に沿って伝搬される対象周波数を有する電磁波に対する吸収効果率が、５ｄＢ／ｃｍ以上である場合、そして、電磁波吸収体において、ＴＥ１０モードに対する吸収効果率が、５ｄＢ／ｃｍ以上である場合には、処理回路の入力信号と出力信号の間のカップリングを一層効果的に低減することができる。 Further, the electromagnetic wave absorber is provided on a surface of the housing along a direction connecting the input unit and the output unit of the circuit, and an absorption efficiency for an electromagnetic wave having a target frequency propagated along a sheet surface of the electromagnetic wave absorber is reduced. When the absorption efficiency for the TE10 mode in the electromagnetic wave absorber is 5 dB / cm or more, the coupling between the input signal and the output signal of the processing circuit is further improved. Can be effectively reduced.
また、金属粒子の平均粒径が１０μｍ以下である場合、また電磁波吸収体における金属粒子の含有量が１５〜３０体積％の範囲にある場合、そして金属粒子のアスペクト比が２以下である場合には、高い吸収効果率を有する電磁波吸収体シートを形成しやすい。 Further, when the average particle size of the metal particles is 10 μm or less, when the content of the metal particles in the electromagnetic wave absorber is in the range of 15 to 30% by volume, and when the aspect ratio of the metal particles is 2 or less. Is easy to form an electromagnetic wave absorber sheet having a high absorption efficiency.
以下、本発明の一実施形態にかかる高周波通信装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a high-frequency communication device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
［高周波通信装置の概略］
本発明の一実施形態にかかる高周波通信装置１は、図１に概略を示すような構成を有している。高周波通信装置１は、略直方体形の箱状の筐体１０と、筐体１０の内部に収容された処理回路１１を有している。筐体１０は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、またはそれらのいずれかを主成分とする合金等の金属材料よりなっている。処理回路１１は、誘電体よりなるプリント回路基板（ＰＣＢ）１２上に形成されている。処理回路１１には、高周波信号を入力する入力部１１ａと、高周波信号を出力する出力部１１ｂが、それぞれマイクロストリップ線路として設けられている。入力部１１ａと出力部１１ｂにはそれぞれ、筐体１０の外側に突出し、配線、別の回路、アンテナ等、外部の部材と接続可能な入力端子１３および出力端子１４が設けられている。処理回路１１においては、入力部１１ａから入力された電気信号に対して所定の処理を加えて、出力部１１ｂから出力することができるように、実装面１１ｓに、トランジスタ、ＩＣ等の素子１１ｃが実装され、各素子１１ｃの間がマイクロストリップ線路よりなる素子間線路１１ｄで所定のパターンに接続されている。所定の処理とは、例えば、増幅、ノイズ除去、スイッチング、周波数変換を行うダウンコンバート（例えば２４ＧＨｚ→１００ｋＨｚ）およびアップコンバート等であり、処理回路１１として、例えば高周波送受信回路として用いられるものを適用することができる。入力部１１ａと出力部１１ｂを結ぶ方向は、筐体１０の長手方向軸に略一致している。
[Overview of high-frequency communication device]
A high-frequency communication device 1 according to one embodiment of the present invention has a configuration schematically shown in FIG. The high-frequency communication device 1 has a substantially rectangular box-
処理回路１１を設けたプリント回路基板１２は、筐体１０を構成する天井面１０ａに略平行になるように、筐体１０内に収容されている。プリント回路基板１２は、素子１１ｃおよびマイクロストリップ線路１１ａ，１１ｂ，１１ｄが設けられた処理回路１１の実装面１１ｓを筐体１０の天井面１０ａに向けて、配置されている。天井面１０ａは、平坦な面である。天井面１０ａの内側には、プリント回路基板１２に対向して、シート状の電磁波吸収体１５が貼り付けられている。電磁波吸収体１５の詳細については後述するが、非金属材料よりなるマトリクス材料中に、金属粒子を分散させたものよりなっている。
The printed
電磁波吸収体１５は、下記のように、所定の吸収効果率を有することで、マイクロストリップ線路１１ａ，１１ｂ，１１ｄで起こり得る信号のカップリングを低減することができる（デカップリング）。電磁波吸収体１５が筐体１０の天井面１０ａに貼り付けられていなければ、天井面１０ａをはじめとして、筐体１０の内壁面に金属が露出されていることで、このようなカップリングの影響が大きくなり、処理回路１１における信号処理に深刻な影響を与える可能性がある。しかし、電磁波吸収体１５を貼り付けることで、このようなカップリングを低く抑えることができる。その結果、処理回路１１の信頼性を高めることができる。図１では、天井面１０ａ全体を覆うように電磁波吸収体１５が配置されているが、天井面１０ａの一部のみを覆うものであってもよい。ただし、入力部１１ａと出力部１１ｂの間のカップリングを効果的に抑制する観点から、入力部１１ａと出力部１１ｂを結ぶ長手方向に沿って、入力部１１ａと出力部１１ｂの間を結ぶ天井面１０ａ上の領域を少なくとも覆うように、電磁波吸収体１５を設けることが好ましい。
The electromagnetic wave absorber 15 has a predetermined absorption efficiency as described below, so that signal coupling that can occur in the
本実施形態においては、電磁波吸収体１５を筐体１０の天井面１０ａに設けているが、電磁波吸収体１５は、天井面１０ａに限らず、筐体１０の任意の内側面に設けることができる。例えば、筐体１０の長手方向に沿った側方面（図１で紙面手前側および奥側の面）や、入力端子１３および出力端子１４がそれぞれ設けられた端面（図１で左右に配置されている面）に電磁波吸収体１５を設ける場合を挙げることができる。これらのうち、処理回路１１の入力部１１ａと出力部１１ｂを結ぶ方向に沿った面である天井面１０ａや側方面に設ける場合が、入力部１１ａと出力部１１ｂの間のカップリングを効果的に抑制できるため、好適である。処理回路１１で信号のカップリングを媒介する電磁波は、主に処理回路１１の実装面１１ｓの上方の空間を伝搬されるので、カップリングを効果的に低減する観点から、電磁波吸収体１５を天井面１０ａに設けることが特に好適である。高周波通信装置１を小型化、軽量化する観点から、筐体１０の高さが小さく設計されている場合に、空間的制約があるなかでも電磁波吸収体１５を配置しやすいという観点からも、天井面１０ａに電磁波吸収体１５を設けることが好適である。端面に設ける際には、入出力端子１３，１４やそれらに接続された配線と干渉しないように、例えば、端面のうち、入出力端子１３，１４よりも上方（天井面１０ａ側）の領域にのみ、電磁波吸収体１５を設けるようにすればよい。電磁波吸収体１５は、筐体１０の内側面のうち、複数の面に設けてもよい。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態においては、平坦な天井面１０ａに電磁波吸収体１５が設けられたが、電磁波吸収体１５を設ける筐体１０の内側面は、平坦面以外に、曲面や凹凸面であってもよい。それらの場合、電磁波吸収体１５を、曲面形状や凹凸形状に沿わせるようにして設ければよい。ここで、凹凸形状には、筐体１０に不可避的に形成されるものも、意図的に形成されるものも含まれるが、特許文献１に開示されているような、電磁波の減衰を目的として設けられる、電磁波の波長と同程度またはそれ以下の周期を有する微細な凹凸構造とは区別される。意図的に形成される凹凸構造として、例えば、放熱のために天井面１０ａに設けられるフィン構造を挙げることができる。
Further, in the present embodiment, the
［電磁波吸収体の構成］
次に、電磁波吸収体１５について、詳細に説明する。上記のように、電磁波吸収体１５は、非金属材料よりなるマトリクス材料中に金属粒子が分散されたシート体として形成されている。
[Configuration of electromagnetic wave absorber]
Next, the
電磁波吸収体１５は、電磁波に対して所定の減衰特性を有している。つまり、２０ＧＨｚ以上の対象周波数を有する信号が入力部１１ａから入力され出力部１１ｂから出力される処理回路１１を備えた高周波通信装置１において、その対象周波数と同じ周波数を有する電磁波に対する吸収効果率Ａが、所定の数式を満足する。
The
本明細書において、「吸収効果率」（Ａ）とは、減衰させるべき電磁波の伝搬方向に沿った単位長さ（ｃｍ）あたりの減衰量（ｄＢ）として、
Ａ＝−２０｛ｌｏｇ１０（出力電圧（Ｖ）／入力電圧（Ｖ））｝／電磁波吸収体の長さ（ｃｍ） （式１）
と定義される。なお、出力電圧（Ｖ）および入力電圧（Ｖ）は、電磁波をトランスデューサに入出力して得られる電気信号の電圧値として計測することができる。吸収効果率は、ｄＢ／ｃｍを単位として表される。ｄＢ／ｃｍは、減衰させる対象である電磁波の伝搬方向における長さあたりのｄＢを示している。吸収効果率が５ｄＢ／ｃｍであれば、電磁波吸収体１５を貼った長さが３ｃｍなら１５ｄＢの吸収効果があることを意味する。
In the present specification, the “absorption efficiency rate” (A) is an attenuation amount (dB) per unit length (cm) along a propagation direction of an electromagnetic wave to be attenuated,
A = -20 {log 10 (output voltage (V) / Input Voltage (V))} / electromagnetic wave absorber length of (cm) (Equation 1)
Is defined as The output voltage (V) and the input voltage (V) can be measured as voltage values of electric signals obtained by inputting and outputting electromagnetic waves to and from the transducer. The absorption efficiency is expressed in dB / cm. dB / cm indicates dB per length in the propagation direction of the electromagnetic wave to be attenuated. If the absorption effect rate is 5 dB / cm, it means that if the length to which the
本電磁波吸収体１５は、厚さをｔ［ｃｍ］として、対象周波数を有する電磁波に対する吸収効果率Ａ［ｄＢ／ｃｍ］が、以下の式２を満たす。
Ａ［ｄＢ／ｃｍ］／ｔ［ｃｍ］≧１０［ｄＢ／ｃｍ２］ （式２）
Assuming that the thickness of the
A [dB / cm] / t [cm] ≧ 10 [dB / cm 2 ] (Equation 2)
上記のように、入力部１１ａおよび出力部１１ｂ等、処理回路１１に実装されたマイクロストリップ線路の間で起こる電磁的なカップリングは、電磁波を媒介として起こる。電磁波吸収体１５が、式２で規定される吸収効果率を有し、カップリングの媒介となる電磁波を効果的に減衰させることで、入力部１１ａと出力部１１ｂの間をはじめとするマイクロストリップ線路の間のカップリングを低減することができる。
As described above, the electromagnetic coupling that occurs between the microstrip lines mounted on the
ここで、厚さで規格化した電磁波吸収体１５の吸収効果率Ａ／ｔの下限値を１０ｄＢ／ｃｍ２としたのは、高周波通信装置１の一種であるマイクロ波増幅器を用いて、筐体１０内における電磁波吸収体１５の有無と増幅器の利得の関係を調べた予備的な試験の結果に基づいている。具体的には、筐体１０内に電磁波吸収体１５を設けなければ、筐体１０内での電磁的な共振によって増幅器が発振を起こし、利得が不安定になった。これに対し、電磁波吸収体１５を筐体の天井面１０ａに設けると、周波数に対する依存性が小さい、安定した利得が得られた。特に、電磁波吸収体１５として、厚さが１ｍｍで、吸収効果率が５ｄＢ／ｃｍ以上のもの（例えば、Ｆｅ−７Ｃｒ−９Ａｌよりなる平均粒径１５μｍの粒子を２８体積％含有するもの）を用いると、増幅器筐体の長さが５ｃｍの場合に、２５ｄＢｍ±１ｄＢｍの利得が安定して得られた。一般的なマイクロ波増幅器において、筐体の長さは５ｃｍ以上あることが多く、また２５ｄＢｍの利得は実用的に十分なものである。
Here, the reason why the lower limit of the absorption effect rate A / t of the
この試験では、２５ｄＢｍの利得に対して、１ｄＢｍとの低いノイズレベルが達成されたが、増幅された信号に対して、ＯＮ／ＯＦＦの判定を行う場合等、これよりも高いノイズレベルが許容されることも多い。一般的なＯＮ／ＯＦＦ判定においては、基準となる信号強度の５０％に閾値を定めているが、±２０％までの誤差が許容される。この場合には、２５ｄＢの利得に対して、±２．５ｄＢｍ程度のノイズが許容される。上記の試験では、吸収効果率が５ｄＢ／ｃｍ以上の電磁波吸収体１５を用いて、±１ｄＢｍのノイズが生じていたが、±２．５ｄＢｍまでのノイズを許容する場合には、電磁波吸収体１５として、１ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率を有するものを用いてもよいことになる。そこで、厚さｔで規格化した吸収効果率Ａについて、Ａ／ｔ＝１［ｄＢ／ｃｍ］／０．１［ｃｍ］＝１０ｄＢ／ｃｍ２との下限値を規定し、上記の式２を設定している。さらに好ましくは、下限値を、１５ｄＢ／ｃｍ２とすればよい。
In this test, a noise level as low as 1 dBm was achieved for a gain of 25 dBm, but a higher noise level is allowed, such as when performing ON / OFF determination on the amplified signal. Often. In the general ON / OFF determination, the threshold value is set to 50% of the reference signal strength, but an error up to ± 20% is allowed. In this case, a noise of about ± 2.5 dBm is allowed for a gain of 25 dB. In the above test, noise of ± 1 dBm was generated by using the
電磁波吸収体１５の厚さが極端に大きくない領域においては、電磁波吸収体１５の吸収効果率は、電磁波吸収体１５の厚さとの間に良い相関性を有し、厚い電磁波吸収体１５ほど、大きな吸収効果率を示す。十分な大きさの吸収効果率を得る観点から、電磁波吸収体１５の厚さは、０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。また、一般的な筐体１０の大きさを考えると、電磁波吸収体１５の厚さは、３ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であればさらに好ましい。厚さ０．１〜３ｍｍの範囲においては、電磁波吸収体１５の吸収効果率Ａは、厚さｔとの間に高い相関性を有し、特に、厚さ０．１〜１ｍｍの範囲においては、吸収効果率Ａは、厚さｔに対して、一次的または二次的に、ほぼ比例する（Ａ∝ｔまたはＡ２∝ｔ）とみなすことができる。
In a region where the thickness of the
上記のように、入力部１１ａおよび出力部１１ｂ等、処理回路１１に実装されたマイクロストリップ線路の間で起こる電磁的なカップリングは、２つのマイクロストリップ線路を結ぶ方向に沿って伝搬される電磁波を媒介として起こる。この媒介となる電磁波は、処理回路１１の実装面１１ｓの上方や側方の空間を伝搬される。カップリングを媒介する電磁波を効果的に減衰させる観点から、電磁波吸収体１５は、この電磁波が伝搬される方向にシート面が沿うように、筐体１０内に配置することが好ましい。よって、上記のように、入力部１１ａと出力部１１ｂの間のカップリングを特に抑制したい場合には、入力部１１ａと出力部１１ｂを結ぶ方向に沿った筐体１０の面、つまり天井面１０ａや側方面に電磁波吸収体１５を設けることが好ましい。そして、電磁波吸収体１５は、シート面に沿った方向に伝搬される電磁波に対して、高い吸収効果率を示すことが好ましい。上記の予備的な試験の結果によれば、ＯＮ／ＯＦＦ判定等、高い信号精度が要求されない場合においては、電磁波吸収体１５が、対象周波数を有し、シート面に沿って伝搬される電磁波に対して、１ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率を示すことが好ましい。一方、ＯＮ／ＯＦＦ判定程度ではなく、例えばオーディオ装置のように、詳細な信号レベルの解析が要求される場合には、上記の試験で確認されたように、電磁波吸収体１５は、シート面に沿って伝搬される電磁波に対して、５ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率を有することが好ましい。電磁波吸収体１５がこのような吸収効果率を有していれば、カップリングの媒介となる電磁波を効果的に減衰させることで、入力部１１ａと出力部１１ｂの間をはじめとするマイクロストリップ線路の間のカップリングを低減することができる。吸収効果率は、６ｄＢ／ｃｍ以上であればさらに好ましい。ＯＮ／ＯＦＦの判定であっても、６ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率が必要とされる場合もある。
As described above, the electromagnetic coupling that occurs between the microstrip lines mounted on the
上記のように、処理回路１１の入力部１１ａと出力部１１ｂを結ぶ方向は、略直方体状の筐体１０の長手方向に沿っているため、入力信号と出力信号の間のカップリングを媒介する電磁波は、筐体１０の長手方向に沿って伝搬される。この場合に、金属よりなる筐体１０は、一種の方形導波管として機能し、電磁波のエネルギーは、導波管モードによって筐体１０の長手方向に伝搬される。なかでも、導波管モードのうち、ＴＥモードが支配的となる。特に、筐体１０の幅（実装面１１ｓと天井面１０ａを結ぶ高さ方向、および長手方向に交差する辺の長さ）ａが、自由空間での電磁波の波長λの半分以上であれば（ａ≧１／２λ）、実質的に、基本波であるＴＥ１０モードの電磁波が伝搬される。そこで、入力部１１ａと出力部１１ｂの間のカップリングを効果的に低減する観点から、電磁波吸収体１５は、対象周波数の電磁波に対応するＴＥ１０モードに対する吸収効果率Ａ’が、以下の式３を満たすものであることが好ましい。
Ａ’［ｄＢ／ｃｍ］／ｔ［ｃｍ］≧１０［ｄＢ／ｃｍ２］ （式３）
右辺に示す下限値が、１５ｄＢ／ｃｍ２であれば、さらに好ましい。また、処理回路１１の入力部１１ａと出力部１１ｂを結ぶ方向に沿って電磁波吸収体１５が設けられ、電磁波がシート面に沿って伝搬される場合に、電磁波吸収体１５は、ＴＥ１０モード対して、５ｄＢ／ｃｍ以上、好ましくは６ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率Ａ’を有することが望ましい。
As described above, since the direction connecting the
A '[dB / cm] / t [cm] ≧ 10 [dB / cm 2] ( Equation 3)
More preferably, the lower limit shown on the right side is 15 dB / cm 2 . Further, an
種々の通信機器において高周波化が進んでいることに鑑み、電磁波吸収体１５は、２０ＧＨｚ以上の可能な限り高い周波数を有する電磁波に対して、上記式２や式３を満たすこと、また、５ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率を有することが好ましい。特に、２４ＧＨｚ以上、さらには７６ＧＨｚ以上の電磁波に対しても、上記式２や式３を満たし、また、５ｄＢ／ｃｍ以上、好ましくは６ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率を有するとよい。なお、電磁波吸収体１５の吸収効果率の上限値は、特に定められるものではない。
In view of the fact that higher frequencies are being promoted in various communication devices, the
電磁波吸収体１５の吸収効果率は、実際の高周波通信装置１において用いられる筐体１０の内側面に電磁波吸収体１５を貼り付けて評価してもよいが、モデル構造を用いて評価してもよい。モデル構造としては、図２および後の実施例において示すように、導波管２０の内側面の１つにシート状の電磁波吸収体１５を貼り付け、スペクトラムアナライザ、ネットワークアナライザ等を用いて、特定の周波数成分の吸収効果率を計測する構成を例示することができる。
The absorption efficiency of the
電磁波吸収体１５において、マトリクス材料中に分散される金属粒子は、上記のような吸収効果率を実現できるものであれば、成分組成を限定されるものではない。また、電磁波吸収体１５の吸収効果率は、金属粒子の成分組成よりも、粒径やアスペクト比のような物理形状、また含有量に大きく依存する。そして、成分組成そのものとしては高い吸収効果率を比較的得にくい場合にも、金属粒子の物理形状や含有量を適切に調整することで、上記のような吸収効果率を実現することができる。特に、金属粒子の成分組成が異なっていても、金属粒子の粒径および含有量に対する吸収効果率の依存性は、同様の傾向を示すので、金属粒子の粒径および含有量を調整することで、系統的に吸収効果率を変化させることができる。
In the
金属粒子の粒径を小さくするほど、電磁波吸収体１５において、高周波の電磁波に対して高い吸収効果率を示すことができる。多くの成分組成において、金属粒子の平均粒径（Ｄ５０）を１０μｍ以下とすれば、２０ＧＨｚ以上の帯域で、上記式２や式３を満たし、５ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率を有する電磁波吸収体１５を得やすくなる。また、１０μｍ以下の領域では、金属粒子の平均粒径を変化させても、電磁波吸収体１５の吸収効果率がほとんど変化を示さなくなり、安定して高い吸収効果率を得ることができる。金属粒子の粒径が小さいほど、表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ）が粒子の径に対して相対的に大きくなるために、特に高周波帯域での吸収効果率が大きくなると解釈される。さらに好ましくは、平均粒径が６μｍ以下であるとよい。
As the particle size of the metal particles is reduced, the
また、金属粒子のアスペクト比（平均粒径／厚さ）が小さいほど、電磁波吸収体１５において、シート面に沿って伝搬される電磁波に対して高い吸収効果率を示すことができる。アスペクト比が大きいと、電磁波吸収体１５において、金属粒子が長軸を電磁波吸収体１５のシート面に平行あるいはそれに近い方向に向けて配向しやすくなり、金属粒子の集合体があたかも金属シートのように作用し（シート面に平行な方向の見かけの誘電率が高くなって、電磁波が浸透しにくくなり）、電磁波を反射しやすくなる。すると、電磁波吸収体１５によって電磁波を吸収しにくくなる。具体的には、金属粒子のアスペクト比を２以下とすることが好ましい。
Further, as the aspect ratio (average particle diameter / thickness) of the metal particles is smaller, the
後に実施例において示すように、電磁波吸収体１５において、電磁波に対する吸収効果率は、金属粒子の含有量（充填量）に対して、極大点を有する二次関数的な挙動を示す（図３（ｂ）参照）。この挙動は、金属粒子の成分組成が変化しても、同様となる。上記のように、電磁波吸収体１５の吸収効果率は、金属粒子の平均粒径やアスペクト比に依存するが、多くの場合において、金属粒子の含有量を、１５体積％以上かつ３０体積％以下とすれば、２０ＧＨｚ以上の帯域において、５ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率を得やすくなる。金属粒子の含有量を上記の範囲とすることで、金属粒子が有する減衰特性を効果的に利用することができるとともに、金属粒子の集合体が金属面のように作用して電磁波を反射してしまうのを抑制することができる。特に、金属粒子の平均粒径を１０μｍ以下とし、含有量を１５〜３０体積％とすれば、５ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率を安定して得やすくなる。
As will be described later in the examples, in the
上記のように、金属粒子の成分組成は、特に指定されるものではない。種々の金属材料のうち、Ｆｅ系の材料として、Ｆｅ、カルボ鉄（純鉄に少量の炭素を含んだＦｅ系材料）、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金（センダスト）、Ｆｅ−Ｎｉ系合金（パーマロイ）、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、フェライト系ステンレス合金、オーステナイト系ステンレス合金を挙げることができる。また、Ｆｅ系以外の合金材料の例として、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金を挙げることができる。 As described above, the component composition of the metal particles is not particularly specified. Among various metal materials, Fe-based materials include Fe, carboiron (Fe-based material containing a small amount of carbon in pure iron), Fe-Si-based alloy, Fe-Si-Al-based alloy (Sendust), Fe -Ni-based alloys (permalloy), Fe-Co-based alloys, Fe-Cr-based alloys, Fe-Cr-Al-based alloys, Fe-Cr-Si-based alloys, ferritic stainless steel alloys, and austenitic stainless alloys . Examples of alloy materials other than Fe-based alloys include Ni-based alloys, Co-based alloys, and Ni-Cr-based alloys.
上記で列挙した各種金属材料のうち、２０ＧＨｚ以上の電磁波に対して特に良好な減衰特性を示すものとして、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、フェライト系ステンレス合金、オーステナイト系ステンレス合金を挙げることができる。これらのうち、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金が特に良好な減衰特性を示す。具体的には、質量％で、３％≦Ｃｒ≦２５％および０．５％≦Ｓｉ≦１０％の少なくとも一方を含有し、残部が実質的にＦｅおよび不可避的不純物よりなる合金を、特に好適なものとして挙げることができる。中でも、上記範囲のＣｒ，Ｓｉを両方含むＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金が好適である。上記のＣｒ、Ｓｉに加え、さらに、０．１％≦Ｎｉ≦２５％、０．１％≦Ｍｏ≦５％、０＜Ｃ≦０．５％のうちの少なくとも１種が任意に含まれてもよい。これらの組成範囲にある合金種の例として、Ｆｅ−１３Ｃｒ−１Ｓｉ（Ｆｅ−１３％Ｃｒ−１％Ｓｉ：以下同様）、Ｆｅ−４Ｃｒ−８Ｓｉ、ＳＵＳ ３１６（Ｌ）（Ｆｅ−１７Ｃｒ−１３Ｎｉ−２．５Ｍｏ）、ＨＫ３０（Ｆｅ−２５Ｃｒ−２０Ｎｉ−０．３Ｃ）を挙げることができる。また、オーステナイト系ステンレス合金も特に良好な金属材料として用いることができ、具体的には、１３％≦Ｃｒ≦２０％および３％≦Ｎｉ≦１５％を含有する合金を好適に用いることができる。この範囲の組成を有する合金種の例としては、ＳＵＳ ３１６（Ｌ）、ＳＵＳ ６３０（Ｆｅ−１７Ｃｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ−Ｎｂ）等を挙げることができる。 Among the various metal materials listed above, those exhibiting particularly good attenuation characteristics with respect to electromagnetic waves of 20 GHz or more include Fe-Si alloys, Fe-Cr alloys, Fe-Cr-Al alloys, and Fe-Cr alloys. —Si-based alloys, ferritic-based stainless alloys, and austenitic-based stainless alloys. Among these, Fe-Si alloys, Fe-Cr alloys, and Fe-Cr-Si alloys exhibit particularly good damping characteristics. Specifically, an alloy containing at least one of 3% ≦ Cr ≦ 25% and 0.5% ≦ Si ≦ 10% by mass%, and the balance substantially consisting of Fe and unavoidable impurities, is particularly preferable. Can be cited. Among them, an Fe-Cr-Si alloy containing both Cr and Si in the above range is preferable. In addition to the above Cr and Si, at least one of 0.1% ≦ Ni ≦ 25%, 0.1% ≦ Mo ≦ 5%, and 0 <C ≦ 0.5% is optionally included. Is also good. Examples of alloy types within these composition ranges include Fe-13Cr-1Si (Fe-13% Cr-1% Si: the same applies hereinafter), Fe-4Cr-8Si, SUS 316 (L) (Fe-17Cr-13Ni- 2.5Mo) and HK30 (Fe-25Cr-20Ni-0.3C). Further, an austenitic stainless steel alloy can also be used as a particularly good metal material. Specifically, an alloy containing 13% ≦ Cr ≦ 20% and 3% ≦ Ni ≦ 15% can be suitably used. Examples of alloys having compositions in this range include SUS 316 (L) and SUS 630 (Fe-17Cr-4Ni-4Cu-Nb).
また、電磁波吸収体１５は、高周波通信装置１に用いられるものであるが、高周波通信装置１は、車両等、屋外で用いられる装置、設備に設置されることも多く、塩素系ガス、硫黄系ガス等、腐食性ガスの濃度が高い環境で用いられることも想定される。このような場合には、金属粒子を構成する金属材料が、高い耐食性を有することが好ましい。上記で列挙した各種金属材料のうち、特に高い耐食性を有するものとして、フェライト系ステンレス合金およびオーステナイト系ステンレス合金を挙げることができる。フェライト系ステンレス合金およびオーステナイト系ステンレス合金は、減衰特性と耐食性の両方に優れており、特に好適に用いることができる。
Further, the
電磁波吸収体１５を構成するマトリクスは、非金属材料よりなる。非金属材料には、誘電体や磁性体が含まれる。具体的なマトリクス材料の種類は、特に限定されるものではない。しかし、電磁波吸収体１５の生産性、取扱性の観点から、誘電体、特に、樹脂（プラスチック材料）、ゴム、エラストマー等、有機高分子よりなるものや、アルミナ等、酸化物または窒化物よりなるものであることが好ましい。特に、可塑性樹脂等、流動性の高い状態で金属粒子と混合し、所望の形状に成形した後、流動性の低い状態とすることができる高分子材料であることが好ましい。具体的には、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、エチレン・プロピレンゴム、ポリフェニレンサルファイド、エポキシ樹脂、液晶ポリマー等を、好ましい材料として挙げることができる。また、マトリクス材料には、絶縁性フィラー等、金属粒子の電磁的特性に影響を与えない範囲で、有機高分子や酸化物、窒化物以外の材料が含まれてもよい。
The matrix constituting the
このように、天井面１０ａをはじめとする筐体１０の内側面に、所定の減衰特性を有するシート状の電磁波吸収体１５を貼り付け等によって設置するという簡素な構成で、金属製の筐体１０に処理回路１１が収容された高周波通信装置１において、処理回路１１の入力部１１ａと出力部１１ｂの間等、マイクロストリップ線路間での信号のカップリングを効果的に抑制することができる。
As described above, a metal housing having a simple configuration in which the sheet-like
電磁波吸収体１５は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、金属粒子を準備する。例えば、合金組成の均一化、小粒径および低アスペクト比の達成等の観点から、溶湯噴霧法を好適に用いることができる。
The
次に、得られた金属粒子をマトリクス材料と混合し、分散させる。例えば、マトリクス材料が有機高分子材料である場合に、スラリー状にした有機高分子材料と金属粒子を、所定の混合比で撹拌混合脱泡機等を用いて混合してから、型枠等を用いて所望の形状に成形すればよい。そして、乾燥等によって樹脂材料を固化させればよい。マトリクス材料が酸化物や窒化物等、無機物である場合には、ＰＶＤやＣＶＤのような成膜工程により、電磁波吸収体１５を形成してもよい。例えば、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等、マトリクス材料のターゲット中に、所定の体積比（例えば２８体積％）で、ＳＵＳ３１６等、金属粒子を構成する金属材料を埋め込んだものを用い、ＰＶＤによって、基材となるＰＥＴフィルムに蒸着・スパッタ成膜してもよい。
Next, the obtained metal particles are mixed with a matrix material and dispersed. For example, when the matrix material is an organic polymer material, the slurry of the organic polymer material and the metal particles are mixed at a predetermined mixing ratio using a stirring and mixing defoaming machine or the like, and then the mold or the like is removed. And a desired shape. Then, the resin material may be solidified by drying or the like. When the matrix material is an inorganic material such as an oxide or a nitride, the
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
（電磁波吸収体の作製）
まず、溶湯噴霧法により、表１，２に示す各種成分組成と粒径を有する金属粒子を作製した。そして、得られた金属粒子を、所定の含有量となるように、可塑性エポキシ樹脂（サンユレック社製「Ｒ−１４５」）に添加し、撹拌混合脱泡機を用いてスラリー混合した。得られた混合スラリーを型枠に流し込んで、シート状とした。そして、乾燥、型抜き、厚み調整を行い、評価対象とする電磁波吸収体試料を得た。なお、金属粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、レーザー回折・散乱方式粒度分布測定によって見積もった。
(Preparation of electromagnetic wave absorber)
First, metal particles having various component compositions and particle diameters shown in Tables 1 and 2 were produced by a molten metal spraying method. Then, the obtained metal particles were added to a plastic epoxy resin (“R-145” manufactured by Sanyu Lec Co., Ltd.) so as to have a predetermined content, and slurry-mixed using a stirring-mixing defoaming machine. The obtained mixed slurry was poured into a mold to form a sheet. Then, drying, die cutting, and thickness adjustment were performed to obtain an electromagnetic wave absorber sample to be evaluated. The average particle size (D 50 ) of the metal particles was estimated by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement.
（吸収効果率の評価）
上記で得られた各種電磁波吸収体試料について、シート面に沿って伝搬される電磁波に対する吸収効果率を、導波管法にて見積もった。評価方法の概要を図２に示す。評価には、ＪＩＳ ＷＲＪ−２２で規定される方形導波管２０を用いた。導波管口の大きさは、横ａ＝１０．６６８ｍｍ、縦ｂ＝４．３１８ｍｍ、導波管２０の長さは１００ｍｍとした。この導波管２０の天井面、側方面、端面のうち、１つの面を選択し、上記で得られた電磁吸収体試料１５を貼り付けた。天井面および側方面に貼り付ける場合には、それぞれ、横×長さ方向の面および縦×長さ方向の面の１つの内側に、一面ほぼ全域を覆うようにして、貼り付けを行った。端面の場合には、端面の一部を開口させた状態で、横ａ’＝９ｍｍ、縦ｂ’＝４ｍｍの試料を貼り付けた。図２においては、天井面に電磁波吸収体試料１５を貼り付ける形態を示している。
(Evaluation of absorption effect rate)
With respect to the various types of electromagnetic wave absorber samples obtained above, the absorption efficiency for electromagnetic waves propagated along the sheet surface was estimated by the waveguide method. FIG. 2 shows an outline of the evaluation method. For the evaluation, a
そして、トランスデューサ（不図示）を用いて、導波管２０に、周波数１７．６０〜２６．７０ＧＨｚのマイクロ波を発生させた。そして、ネットワークアナライザを用いて、２３．９９ＧＨｚの成分について、透過率Ｓ２１（長手方向に透過する割合）を計測した（空気の場合、Ｓ２１≒１）。そして、透過率Ｓ２１の値をもとに、電磁波吸収体試料１５による吸収効果率を算出した。なお、マイクロ波の波長に対して導波管口の横の長さａが比較的短いこと等を要因として、今回の評価に用いた導波管２０において、高次のモードでは、ポインティングベクトルエネルギー（搬送エネルギー）が小さいので、エネルギーをほとんど伝搬しない。図２中に示したように、ドミナントにＴＥ１０モードが発生し、伝搬される。
Then, a microwave having a frequency of 17.60 to 26.70 GHz was generated in the
（結果と考察）
表１に、導波管の天井面に電磁波吸収体試料を貼り付けた場合について、各電磁波吸収体試料を構成する導電性粒子の成分組成と平均粒径（Ｄ５０）、含有量、電磁波吸収体試料のシート厚さと、導波管法によって得られた吸収効果率の測定結果を示す。また、吸収効果率Ａを厚さｔで規格化した値（規格化吸収効果率）Ａ／ｔも併せて示す。なお、試料Ｚ１は、導波管２０内に電磁波吸収体試料１５を設けず、空気のみが導波管２０内に存在する状態で計測を行ったものである。また、試料Ｚ２は、金属粒子を用いずに、マトリクス材料のみをシート状に成形したものを電磁波吸収体試料１５として用いたものである。なお、各金属粒子のアスペクト比としては、１．０〜１．８の範囲にあるものを使用した。
(Results and discussion)
Table 1 shows the composition of the conductive particles constituting each electromagnetic wave absorber sample, the average particle diameter (D 50 ), the content, and the electromagnetic wave absorption when the electromagnetic wave absorber sample was attached to the ceiling surface of the waveguide. The measurement results of the sheet thickness of the body sample and the absorption efficiency obtained by the waveguide method are shown. In addition, a value (normalized absorption efficiency) A / t obtained by standardizing the absorption efficiency A with the thickness t is also shown. Note that the sample Z1 was measured without the electromagnetic
表１によると、試料Ｚ２の金属粒子を含有しないシートを用いた場合には、規格化吸収効率が１ｄＢ／ｃｍ２未満の小さな値になっているのに対し、電磁波吸収体試料に金属粒子を含有させた場合には、いずれの電磁波吸収体試料についても、１０ｄＢ／ｃｍ２以上の規格化吸収効率が得られている。 According to Table 1, when the sheet containing no metal particles of the sample Z2 was used, the normalized absorption efficiency was a small value of less than 1 dB / cm 2 , whereas the metal particles were added to the electromagnetic wave absorber sample. When it is contained, any of the electromagnetic wave absorber samples has a normalized absorption efficiency of 10 dB / cm 2 or more.
図３（ａ）に、金属粒子の平均粒径を変化させた時の導波管における吸収効果率の挙動を示す。ここでは、金属粒子の含有量が２５体積％近傍の場合について、成分組成ごとに示してあり、Ｆｅ−１３Ｃｒ−１Ｓｉについては試料Ａ３、Ｆｅ−４Ｃｒ−８Ｓｉについては試料Ｂ１〜Ｂ３、Ｆｅ−７Ｃｒ−９Ａｌについては試料Ｃ３、カルボ鉄については試料Ｄ１〜Ｄ３の結果を掲載している。この図によれば、特に、Ｆｅ−４Ｃｒ−８Ｓｉに着目すると、平均粒径が１０μｍ以下の領域では、吸収効果率にほぼ粒径依存性が見られないのに対し、１０μｍを超えると、急激に吸収効果率が劣化し、６ｄＢ／ｃｍよりも悪くなる。さらに平均粒径が１５μｍに達すると、吸収効果率が５ｄＢ／ｃｍよりも悪くなる。また、平均粒径が１０μｍ以下の領域で、成分組成によらず、ほぼ同じ７〜８ｄＢ／ｃｍの高い吸収効果率が得られている。このことより、成分組成によらず、金属粒子の平均粒径を１０μｍ以下とすることで、安定して５ｄＢ／ｃｍ以上の高い吸収効果率を得られることが分かる。 FIG. 3A shows the behavior of the absorption effect rate in the waveguide when the average particle size of the metal particles is changed. Here, the case where the content of the metal particles is about 25% by volume is shown for each component composition. Sample A3 for Fe-13Cr-1Si, Samples B1 to B3 for Fe-4Cr-8Si, and Fe-7Cr The results of sample C3 for -9Al and the results of samples D1 to D3 for carboiron are shown. According to this figure, particularly when focusing on Fe-4Cr-8Si, in the region where the average particle size is 10 μm or less, almost no particle size dependence is observed in the absorption effect rate. In addition, the absorption efficiency is deteriorated, and becomes worse than 6 dB / cm. Further, when the average particle size reaches 15 μm, the absorption effect ratio becomes worse than 5 dB / cm. In the region where the average particle size is 10 μm or less, the same high absorption efficiency of 7 to 8 dB / cm is obtained regardless of the component composition. This indicates that a high absorption efficiency of 5 dB / cm or more can be stably obtained by setting the average particle size of the metal particles to 10 μm or less regardless of the component composition.
図３（ｂ）に、金属粒子がＦｅ−１３Ｃｒ−１Ｓｉよりなる場合（平均粒径９．１μｍ；試料Ａ１〜Ａ５）と、Ｆｅ−７Ｃｒ−９Ａｌよりなる場合（平均粒径１５．０μｍ；試料Ｃ１〜Ｃ５）について、金属粒子の含有量を変化させた時の導波管における吸収効果率の挙動を示す。これを見ると、いずれの場合にも、吸収効果率は、２５〜３０体積％付近に極大を有する二次関数的な挙動を示している。そして、特に平均粒径が１０μｍ以下となっているＦｅ−１３Ｃｒ−１Ｓｉの場合には、含有量がおおむね１５〜３０体積％の領域において、５ｄＢ／ｃｍ以上の吸収効果率が得られている。 FIG. 3B shows a case where the metal particles are made of Fe-13Cr-1Si (average particle size of 9.1 μm; samples A1 to A5) and a case where the metal particles are made of Fe-7Cr-9Al (average particle size of 15.0 μm; sample). Regarding C1 to C5), the behavior of the absorption effect rate in the waveguide when the content of the metal particles is changed is shown. As can be seen, in each case, the absorption efficiency shows a quadratic behavior having a maximum around 25 to 30% by volume. In particular, in the case of Fe-13Cr-1Si having an average particle size of 10 μm or less, an absorption efficiency of 5 dB / cm or more is obtained in a region where the content is approximately 15 to 30% by volume.
次に、上記の試料Ａ６，Ａ７，Ｅ１と同じ電磁波吸収体シートを、導波管の天井面以外の面に貼り付けた場合について、吸収効果率の測定結果を表２に示す。 Next, Table 2 shows the measurement results of the absorption efficiency when the same electromagnetic wave absorber sheet as the samples A6, A7, and E1 was attached to a surface other than the ceiling surface of the waveguide.
表２によると、いずれの位置に電磁波吸収体試料を貼り付けた場合にも、１０ｄＢ／ｃｍ２以上の規格化吸収効率が得られている。しかし、その値の大きさは、貼り付け位置によって異なっており、いずれの成分組成、シート厚さにおいても、天井面に貼り付けた場合に、最も大きな（規格化）吸収効果率が得られている。 According to Table 2, the normalized absorption efficiency of 10 dB / cm 2 or more was obtained when the electromagnetic wave absorber sample was attached to any position. However, the magnitude of the value differs depending on the attachment position, and the largest (standardized) absorption effect rate is obtained when applied to the ceiling surface for any component composition and sheet thickness. I have.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
１ 高周波通信装置
１１ 処理回路
１１ａ 入力部
１１ｂ 出力部
１１ｃ 素子
１１ｄ 素子間線路
１１ｓ 実装面
１２ プリント回路基板
２０ 導波管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High
Claims (5)
金属よりなり、前記回路を収容する筐体と、
非金属材料よりなるマトリクス材料中に金属粒子を分散させてなり、前記筐体の内側面のうち、前記回路の入力部と出力部を結ぶ方向に沿った面に設けられたシート状の電磁波吸収体と、を有し、
前記金属粒子は、質量％で、０．５％≦Ｓｉ≦１０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる合金、または、さらに前記Ｓｉに加え、３％≦Ｃｒ≦２５％、０．１％≦Ｎｉ≦２５％、０．１％≦Ｍｏ≦５％、０＜Ｃ≦０．５％のうちの少なくとも１種を含有する合金よりなり、平均粒径が１０μｍ以下であり、
前記電磁波吸収体は、厚さがｔ［ｃｍ］であり、前記対象周波数を有する電磁波に対して、前記電磁波の伝搬方向に沿った単位長さあたりの吸収効果率としてＡ［ｄＢ／ｃｍ］の値を示し、
前記吸収効果率が、Ａ［ｄＢ／ｃｍ］／ｔ［ｃｍ］≧６０［ｄＢ／ｃｍ２］を満足するとともに、
前記電磁波吸収体のシート面に沿って伝搬される前記対象周波数を有する電磁波に対する吸収効果率が、５ｄＢ／ｃｍ以上であることを特徴とする高周波通信装置。 A circuit that receives a signal having a target frequency of 24 GHz or more from an input unit, processes the signal, and outputs the processed signal from an output unit;
A housing made of metal and housing the circuit;
Sheet-like electromagnetic wave absorption provided by dispersing metal particles in a matrix material made of a non-metallic material and provided on a surface of the inner surface of the housing along a direction connecting an input portion and an output portion of the circuit. And a body,
The metal particles contain, by mass%, 0.5% ≦ Si ≦ 10%, the balance being an alloy consisting of Fe and unavoidable impurities, or 3% ≦ Cr ≦ 25%, 0% in addition to the above Si. An alloy containing at least one of 0.1% ≦ Ni ≦ 25%, 0.1% ≦ Mo ≦ 5%, and 0 <C ≦ 0.5%, having an average particle size of 10 μm or less;
The electromagnetic wave absorber has a thickness of t [cm], and has an absorption efficiency of A [dB / cm] per unit length along a propagation direction of the electromagnetic wave with respect to the electromagnetic wave having the target frequency. Indicates the value,
The absorption efficiency satisfies A [dB / cm] / t [cm] ≧ 60 [dB / cm 2 ],
A high-frequency communication device, wherein an absorption efficiency of an electromagnetic wave having the target frequency propagated along a sheet surface of the electromagnetic wave absorber is 5 dB / cm or more.
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