JPH02170496A - 電波吸収構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は入射した電波を熱として消費する電波吸収構造
体に関する。

〔従来の技術〕

近年、高層ビルディングの乱立などによりＴＶ電波を中
心とする電波障害をもたらすことからそれらビルディン
グの外壁を電波吸収材によって覆うことが行われている
。この場合に用いられる材料としては、第２８図（ａ）
　、（ｂ）に示すようなものがある。

同図（ａ）のものは導体＆１上に吸収材６を設けたもの
であり、吸収材としてはフェライトなどの磁性体、導電
性グラファイトを混入したゴムとかプラスチック、また
はフェライト粉末と導電性グラファイトの両者を混入し
たゴムとかプラスチックがある。そしてＴＶ電波の反射
防止材としては現在のところフェライトを使用するもの
が最も薄くでき、吸収材料の厚さはほぼ８〜１０ｍ＋＊
である。

また同図（ｂ）のものは導体板１と吸収材６との間に永
久磁石７を挿入して吸収材料の損失特性の改善を図った
ものである。このものは磁石部分と吸収材料部分の合計
厚さはほぼ４ｍｍ程度である。

〔発明が解決しようとする課題〕

これら電波吸収体はフェライトとか磁石が蚤いとか、高
価であるなどの欠点を有していて普及が阻害されている
。また磁性材料の透磁率の分散によって電波吸収特性が
周波数によって異なり、ある限られた範囲の周波数幅の
電波しか吸収できない。

本発明は上述の点を考慮してなされたもので、軽量で周
波数幅がより広い電波吸収装置を提供することを目的と
する。

【課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的達成のため、 １、電波の電界に対して直角方向に配され入来した電波
を電流に変換する平板状の電流変換要素と、 前記電流変換要素よりも後方に配されて前記電流変換要
素からの電流を熱に変換する熱変換要素と、 この熱変換要素の前記電流変換要素とは反対側の端部同
士を結合するように配されて前記電波の伝播方向と反対
方向の空間を前記電波の伝播方向の空間と遮断する遮断
要素と、 上記各要素を支持するコンクリート基材とをそなえた電
波吸収構造体、および ２、　配筋を有するコンクリート基材と、電波の電界に
対して直角方向に配され入来した電波を電流に変換する
平板状の電流変換要素と、前記電流変換要素よりも後方
に配されて前記電流変換要素からの電流を熱に変換する
熱変換要素と、 前記基材を用いて構成され、前記熱変換要素の前記電流
変換要素とは反対側の端部同士を結合するように配され
て前記電波の伝播方向と反対方向の空間を前記電波の伝
播方向の空間と遮断する遮断要素と、 をそなえた電波吸収構造体、および ３、　電波の電界に対して直角方向に配され入来した電
波を電流に変換する平板状の電流変換要素と、 前記電流変換要素よりも後方に配されて前記電流変換要
素からの電流を熱に変換する熱変換要素と、 この熱変換要素の前記電流変換要素とは反対側の端部同
士を結合するように配されて前記電波の伝播方向と反対
方向の空間を前記電波の伝播方向の空間と遮断する遮断
要素と、 耐候性材料からなり前記各要素を支持する基材と をそなえた電波吸収構造体を提供する。

〔作　用〕

平板状の電流変換要素が属する平面に直角に入来した電
波はこの電流変換要素によって電流に変換される。この
電流は熱変換要素に与えられ、熱変換要素の抵抗分によ
り熱変換されて消費される。

電流変換要素および熱変換要素は電波の入射方向と反対
側が遮断要素により背後と遮断されていて電波の入来方
向の電波吸収のみを行う構成となっている。

吸収し得る電波の周波数範囲はＴＶ電波に限定されない
。

このような電波吸収素子は、支持要素によって支持され
て建造物の壁面材などの構造材として機能する。

〔発明の効果〕

本発明の電波吸収構造体は、平板状の熱変換要素、それ
に熱変換要素の後方に配された遮断要素とを支持要素に
よって支持するように構成されるため、従来のフェライ
トとか磁石とフェライトとの組合わせとかを用いた電波
吸収素子に比べて軽量であり周波数範囲が格段に広いと
いう特徴を有する。また材料の選択範囲が広いから安価
に構成することができる。そして建造物の構造体として
は、従来のフェライトのような独特の色を有しないため
希望の色を容易に得ることができる。これと関連して、
通常のビルではいづれか１面のみ電波吸収処置を施すが
その場合でも他の壁面との外観協調を容易にとることが
できる。またフェライトにおけるモルタルとの接台不良
の問題がなく、通常の施工方法が適用できる。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる電波吸収構造体の基本構成を示
したもので、ＴＶ電波を吸収するためにビルディング外
壁に取付けられるような構成となっている。図において
、１ａは電流変換要素、１ｂは遮断要素であり、ともに
導電体で構成され、２は熱変換要素で抵抗体により構成
される。これら要素は例えばプラスチック製の芯材上に
膜として形成すればよく、電流変換要素１ａ、遮断要素
１ｂは例えば金属膜とし、熱変換要素２は例えばグラフ
ァイトなどの抵抗性材料の膜として蒸着などによって形
成すればよい。図示の場合、いわゆる水平偏波のＴＶ電
波を対象としているため、電流変換要素１ａ、熱変換要
素２を垂直に配列しているが、以下の説明ではこれら要
素を水平方向に配列した一般的な例を示している。

第２図は本発明装置により吸収しようとする電波の説明
図である。電波は図示のよ うに電気力線で表される電界Ｅと磁力線で表される磁界
Ｈとからなり、これら電界、磁界はともに電波の伝播方
向に直角方向を向きかつ互いに直角方向を向いている。

本発明では電界Ｅに直角方向に電流変換要素つまり電波
を電流に変換する平板状の導体からなる要素１を配する
。

第３図はこの平板状の要素１を配した状態を示したもの
であり、平板状の要素１として幅ａで長さ無限大の平板
（厚さは無視する。）を間隔すで配列している。このよ
うに電界Ｅに直角に導体を配列しても電界、磁界は全く
乱されないことは電磁気宇上よく知られている。したが
って電波の伝播の仕方は甲板状の要素１に入る以前でも
入った後でも変化せず、同様の伝播状態が得られる。こ
れは甲板状の要素１の存在によっては電波が反射しない
ことを示している。

第４図はこれを伝送線路モデルとして示したものである
。ナなイつち一対の導体板１が水平方向に相互に平行に
配列されているとする。この場合の特性インピーダンス
Ｚｃおよび位相定数βは、Ｚｃ　−ｂ／ａＦＩワ］１−
３７７ｂ／ａ　［Ω］　　　・（１）β−ω（ｉＴＪニ
ｉ「−［ラジアン／ｍｌ　　　　　　　　・・・（２）
ここで、ωは電波の角周波数、εＯは真空もしくは空気
の誘電率、μ０は真空もしくは空気の透磁率である。

第５図（ａ）、（ｂ）は、この伝送線路モデルを用いて
第２８図に示した従来装置を描き直したもので、同図（
ａ）は第２８図（ａ）に対応し、同図（ｂ）は第２８図
（Ｌ＋）に対応する。

第６図は第５図の改善策として構成された本発明の詳細
な説明する図で、電流変換要素１ａと遮断要素１ｂとの
間に抵抗Ｒを配している。この抵抗Ｒは熱変換要素であ
り、電流変換要素１ａからの電流を熱に変換して消費す
る。

第７図（ａ）　、（ｂ）は第６図の構成を具体化した場
合の外観を示しており、一対の電流変換要素ｌａ、ｌａ
の端部に熱変換要素２を配して更にその端部を遮断要素
１ｂによって結合した構成であリ、同図（ａ）は電流変
換要素１ａを付した状態を示し、同図（ｂ）は除いた状
態を示している。

この構成において、伝播してきた電波を反射させずに吸
収するには第６図の概念図におけるＸ−Ｘ線に沿う面か
ら右側を見たときの入力インピーダンスＺｌｎが上記Ｚ
ｅに一致することが必要である。すなわち、 Ｚ　ｉｎ　−Ｚ　ｃ　　　　　　　　　　　−（３）で
あり、これを満たすための条件を以下に説明する。

いまＸ−Ｘ線に沿う面から遮断要素１ｂまでの距離をｇ
とし、この距離ｇは角周波数ωの電波の波長λ（−２π
／β−ｃ／ｆ　　ここでＣは光の速さ３Ｘ１０ｇ　ｍ／
ｓＳ　ｆは周波数である。）に比べて非常に小さいとす
る。すなわち、 １　　＜＜λ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　・・・（４）である。第６図においてＸ−Ｘ線
に沿う面から右側を見たときの回路は集中定数回路であ
るので、Ｚ　Ｉｎ　−２Ｒ−（５） となる。このＲは第６図に示した二つの抵抗Ｒ１Ｒの一
方である。

第８図はこの抵抗Ｒを持つべき熱変換要素Ｒの外観を示
したもので、各寸法を幅ａ、長さｇ、厚さｔとすると、 Ｒ−ρＪ　／ａＸ　ｔ　−ｐ／ｌ　　−１）／ａ−ＲＯ
Ｊ　／ａ　　・　（６）なる抵抗Ｒが得られる。ここで
ρは抵抗体材料の固有抵抗であり、Ｒ，はその材料で出
来た抵抗膜の素抵抗である。式（６）と式（１）を式（
２）に代入すると、 ３３７ｂ／ａ−２Ｒ口　・１　／ａ　　　　　・・−（
ｙ）すなわち、 ＲＯ−１１／ｂ＝１８８．５　　　［Ω］　・−（８）
が得られる。

この関係式を満たすようにＲ８５Ｒ１ｂを定めれば第９
図の抵抗体すなわち熱変換要素２が得られ、これにより
電波を吸収し反射を防止できる。

各要素１ａ、１ｂ相互の間隔すを吸収しようとする電波
の半波長λ／２よりも小さくすれば、すなわち ｂくλ／２ とすれば高調波が生じない、またｇは短いほど抵抗体つ
まり熱変換要素の部分が集中定数回路とみなせるため周
波数特性が広がる。

一例としてｂ−１０ｃｍ、　ｆｌ　−１ｍｍとすれば、
Ｒｏ　　＝１８８．　５Ｘ１００−１８８５０　　［Ω
コの素抵抗の抵抗膜を熱変換要素２として用いれば良い
ことになる。この抵抗膜があれば電波吸収はできるわけ
であるが、実際的には入射した電波を電流に変換し易く
するために導体からなる電流変換要素１ａを付加する。

また熱変換要素（抵抗膜）２自体で電波を電流に変換で
きるので、この場合は電流変換要素１ａを省略してもよ
い。

第９図は本発明に係わる電波吸収構造体を構成するため
の一単位構成を示しており、この単位構成を成敗連結す
ることによって第１０図に示す装置が出来上がる。但し
第９図では立体図でｔｉｔ位構成を示しているが、第１
０図では横向きに配置している。

第１０図（ａ）　、（ｂ）は第１図の装置を構成するた
めの各要素１ａ、１ｂ、２の構造例を示したもので、同
図（ａ）では例えばプラスチック板の表面に導体膜を付
して電流変換要素１ａ′、抵抗膜を付して熱変換要素１
ｂ’を構成する一方、遮断要素１ｂ’は大きな板材に所
定間隔毎に凹部を形成して熱変換要素１ｂ′の基部を支
持する構造とする。また同図（ｂ）は第９図に示すよう
な単位構成を所要敗北べてｔＩ′１互に固定したもので
ある。この場合、図にＸ印を付して示したｌｌｉ位構成
同士の接合個所をａする部分は２枚の板材が重ね合わさ
れているが、これは互いに電気的に絶縁しなければなら
ない。

上記第７図および第９図の構成例において、電流変換要
素１ａ、１ｂの各々に熱変換要素２．２を接続している
が、このうちどちらか一方の熱変換要素を省略し、省略
した側の電流変換要素である導電性甲板を延長して遮断
要素に直接接続してもよい。たたし、この場合の熱変換
要素の抵抗値は当然ながら（６）式の２Ｒとなる。

第１１図は本発明の一実施例の外観構成を示したもので
、ノロ、モルタル、コンクリートなどを用いてなるＰＣ
（プレキャストコンクリート）板４内部の、配筋などの
補強材の前に電波吸収素子を埋め込み、該表面をタイル
３で覆ってタイル先付けＰＣ板を構成したものである。

ＰＣ板は建造物の構造体として用いられるもので、例え
ば壁面材、屋根材、床面材、鉄塔などの骨組み材、手摺
材などに用いられるもの全般を対象とする。

同図の左側に矢印で示すように、タイル３が設けられた
面は電波の進入方向に直角方向を向き、磁界方向Ｈ１電
界方向Ｅが属する面と平行になるように配される。

第１２図はこの第１１図に示されたＰＣ板４をＡ−Ａ線
に沿って切断した状態を示している。この実施例では、
導体１ａ、抵抗体２、導体１ｂからなる電波吸収素子を
ＰＣ板４の表面に露出させ、さらにその表面をタイル３
によって覆う。

第１３図は第１２図のように電波吸収素子をＰＣ板４の
表面近くに配さずにＰＣ板４の内部に埋め込み構造とし
たものである。

第１４図では電波吸収素子をＰＣ板４の表面に露出させ
て設けたものである。

第１５図（ａ）　、（１））は第１２図の実施例に相当
する基本構造を有する他の実施例であり、第１２図のも
のとの相違点はタイルを貼る代わりにコンクリート吹付
は塗装仕上げを行う点である。

第１６図（ａ）　、（ｂ）は第１３図の実施例に相当す
る基本構造を有する他の実施例であり、第１３図のもの
との相違点はやはりタイルを貼る代わりにコンクリート
吹付は塗装を行う点である。

第１７図（ａ）　、（ｂ）は第１４図の実施例に相当す
る基本構造を有する他の実施例であり、第１４図のもの
との相違点はやはりタイルを貼る代わりにコンクリート
吹付は塗装を行う点である。

第１８図は電波吸収素子を到来電波の電界成分方向に連
続して設ける他の実施例を示したものである。その長さ
は成るべく吸収したい電波の最低周波数の１波長分より
も長くする。図示の場合、電波吸収素子は図における横
方向に連続して設けられており縦方向には若干の隙間を
明けて配置されている。この隙間は出来るだけ少ない方
がよい。

第１９図は電波吸収素子における遮断要素としての導体
１ｂを、ＰＣ板に用いられる配筋で構成したものである
。配筋と抵抗体２とは溶接、ハンダ付けなどによって接
続しておくことはいうまでもない。

第２０図（ａ）　、（ｂ）は２種類の配筋を電波吸収素
子との配置関係を示したものであり、同図（ａ）の場合
は水平方向および垂直方向に配筋が設けられており、こ
の場合は導体１ａｓ抵抗体２が垂直方向に延びる配筋１
ｂと平行に配される。また同図（ｂ）では配筋が斜め方
向に配されているから導体１ｂ、抵抗体２は垂直方向つ
まり配筋１ｂに対して斜め方向に配される。このように
配筋を利用して電波吸収素子を構成すると少なくとも導
体１ｂの分だけ部品数が少なくなり、その結果製作が容
品となる。

第２１画は、タイル３の背後に抵抗体２を配するように
した本発明のさらに他の実施例を示したもので、いわば
第１２図の実施例における左右−対の抵抗体２を一体化
してタイル３の丁度真後に配置したものである。これに
より抵抗体２の個数が減り、電波吸収素子の製作が容易
化する。

第２２図は第２１図における複数の電波吸収素子におけ
る抵抗体２を、電波吸収素子の連続方向に連なるように
一体化したものであり、この結果電波吸収素子の前部の
みならず後部でも結合したものである。これによっても
抵抗体２の構造が簡単化し、電波吸収素子の製作が容易
化する。

第２３図は第２１図の構造の抵抗体２を有する実施例に
第２２図の結合方式を取入れたものである。

第２４図は第２３図の実施例における導体１ａの長さを
ゼロにしたものである。これは電波吸収効果は減少する
が構造の簡単化という利点がある。

第２５図は樹脂、セラミックスなどの絶縁材からなるコ
の字を連続した形状の基材５上に、蒸着とか溶射など方
法により導電膜１ａ、ｌｂおよび抵抗膜２を設けるもの
で、抵抗体２の配置位置関係からは第１２図ないし第２
０図の実施例と同様の構成である。

第２６図はこれに対して第２１図の実施例と同様の構成
をＨするものである。

第２７図は第２５図および第２６図の構成を有する電波
吸収素子をＰＣ板４に埋め込んだ状態を一部切り欠き断
面図として示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成の要部を示す斜視図、第２図
は電波の説明図、第３図はこの平板状の要素１を配した
状態を示した図、第４図はこれを伝送線路モデルとして
示した図、第５図（ａ）　、（ｂ）は、この伝送線路モ
デルを用いて第１１図に示す従来装置を描き直した図、
第６図は第５図の改善策として構成されたものを示す図
、第７図（ａ）、（ｂ）は第６図の構成を具体化した場
合の外観を示す図、第８図は熱変換要素Ｒの外観を示す
図、第９図゛は本発明に係わる電波吸収装置を構成する
ための一単位構成を示す図、第１０図（ａ）　、（ｂ）
は本発明の単位構成を多段に積重ねて構成するための各
要素１ａ、１ｂ、２の構造例を示す図、第１１図は本発
明の一実施例の外観形状を示す図、第１２図は第１１図
のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図、第１３図は第１２
図の実施例を変形した実施例を示す図、第１４図は第１
２図の実施例をさらに変形した実施例を示す図、第１５
図（ａ）、（ｂ）ならびに第１６図（ａ）　、（ｂ）は
電波吸収素子をコンクリートに埋め込んで構成した本発
明の実施例を示す図、第１７図（ａ）　、（ｂ）は電波
吸収素子をコンクリートの表面に露出させて構成した本
発明の実施例を示す図、第１８図は電波吸収素子を連続
して設けることにより構成した本発明の実施例を示す図
、第１９図および第２０図（ａ）、（ｂ）はＰＣｌｌｉ
の配筋を遮断要素として用いる実施例の説明図、第２１
図ないし第２３図はコンクリートに埋め込んで構成する
本発明の構造体のうちタイルの背後に抵抗体を設けてな
る実施例を示す図、第２４図は第２３図の実施例から導
体１ａを省略してなる実施例を示す図、第２５図ないし
第２７図は耐候性基材を用いて構成された本発明の実施
例を示す図、第２８図（ａ）　、（ｂ）は従来の電波吸
収体の構成を示す図である。 １・・・導体、ｌａ、ｌａ’・・・変換要素、ｌｂ、ｌ
ｂ’・・・遮断要素、２・・・熱変換要素、３・・・タ
イル、４・・・ＰＣ板、５・・・耐候性基材、ａ、ｂ、
（１・・・各寸法。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．電波の電界に対して直角方向に配され、入射した電
   波を電流に変換する平板状の電流変換要素と、 前記電流変換要素よりも後方に配されて前記電流変換要
   素からの電流を熱に変換する熱変換要素と、 この熱変換要素の前記電流変換要素とは反対側の端部同
   士を結合するように配されて前記電波の伝播方向と反対
   方向の空間を前記電波の伝播方向の空間と遮断する遮断
   要素と、 前記各要素を支持するコンクリート支持体とをそなえた
   電波吸収構造体。
2. ２．電波の電界に対して直角方向に配され、入射した電
   波を電流に変換する平板状の電流変換要素と、 前記電流変換要素よりも後方に配されて前記電流変換要
   素からの電流を熱に変換する熱変換要素と、 この熱変換要素の各端部を相互に結合するように配され
   て前記電波の伝播方向と反対方向の空間を前記電波の伝
   播方向の空間と遮断する遮断要素と、 をそなえた電波吸収構造体。
3. ３．電波の電界に対して直角方向に配され、入射した電
   波を電流に変換する平板状の電流変換要素と、 前記電流変換要素よりも後方に配されて前記電流変換要
   素からの電流を熱に変換する熱変換要素と、 この熱変換要素の各端部を相互に結合するように配され
   て前記電波の伝播方向と反対方向の空間を前記電波の伝
   播方向の空間と遮断する遮断要素と、 前記各要素を支持する耐候性基材とをそなえた電波吸収
   構造体。