JPH10113337A - 固体フアントム - Google Patents
固体フアントムInfo
- Publication number
- JPH10113337A JPH10113337A JP8287330A JP28733096A JPH10113337A JP H10113337 A JPH10113337 A JP H10113337A JP 8287330 A JP8287330 A JP 8287330A JP 28733096 A JP28733096 A JP 28733096A JP H10113337 A JPH10113337 A JP H10113337A
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- JP
- Japan
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- dielectric constant
- fiber
- resin
- mixed
- phantom
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- Granted
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 破壊しにくく、腐敗等の心配の無く、使いや
すい、人体に類似した誘電率を持つ材料で人体の頭部や
胸部を模擬したフアントムを得る。 【解決手段】 樹脂に導電性繊維、マイクロバルーンな
どの中空ビーズを混入して製造する、あるいは発泡樹脂
に導電性繊維を混入して製造する固体フアントムを提供
する。
すい、人体に類似した誘電率を持つ材料で人体の頭部や
胸部を模擬したフアントムを得る。 【解決手段】 樹脂に導電性繊維、マイクロバルーンな
どの中空ビーズを混入して製造する、あるいは発泡樹脂
に導電性繊維を混入して製造する固体フアントムを提供
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁波と生体の相互
作用の研究をする為に使用される軽量で衝撃等によって
も破壊しにくく、腐敗等の心配の無い、使いやすい固体
フアントムに関するものである。
作用の研究をする為に使用される軽量で衝撃等によって
も破壊しにくく、腐敗等の心配の無い、使いやすい固体
フアントムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ハンディーの携帯電話などはアンテナが
人体に近接して使われるために人体によって電波の放射
方向や強度が影響を受ける。また、装置の動作も人体の
影響を受ける。このためこれらの装置の性能評価は実際
の使用状況を模擬して試験することが望ましい。
人体に近接して使われるために人体によって電波の放射
方向や強度が影響を受ける。また、装置の動作も人体の
影響を受ける。このためこれらの装置の性能評価は実際
の使用状況を模擬して試験することが望ましい。
【０００３】人体を試験に使用することも出来るが試験
の再現性や長時間同一姿勢を取ることの困難などから人
体に類似した誘電率を持つ材料で人体の頭部や胸部を模
擬したフアントムと呼ばれる物が試験に使われてきた。
これらは医療用機器であるジアテルミーの試験装置に使
用されていた技術の延長である液体を容器につめたも
のや、誘電体材料として歴史が永くその性質が良く知ら
れていることからセラミックを素材としていた。
の再現性や長時間同一姿勢を取ることの困難などから人
体に類似した誘電率を持つ材料で人体の頭部や胸部を模
擬したフアントムと呼ばれる物が試験に使われてきた。
これらは医療用機器であるジアテルミーの試験装置に使
用されていた技術の延長である液体を容器につめたも
のや、誘電体材料として歴史が永くその性質が良く知ら
れていることからセラミックを素材としていた。
【０００４】これらの従来のフアントムは、（１）１９
９０年電子情報通信学会春季全国大会“Ｂ−２８７セラ
ミックを用いた生体フアントム”、（２）１９９１年電
子情報通信学会秋期大会“Ｂ−１７１生体の複素誘電率
を有する液体フアントム材料”、（３）１９９０年電子
情報通信学会春季全国大会“Ｂ−２８７セラミックを用
いた生体フアントム”等に説明されている。
９０年電子情報通信学会春季全国大会“Ｂ−２８７セラ
ミックを用いた生体フアントム”、（２）１９９１年電
子情報通信学会秋期大会“Ｂ−１７１生体の複素誘電率
を有する液体フアントム材料”、（３）１９９０年電子
情報通信学会春季全国大会“Ｂ−２８７セラミックを用
いた生体フアントム”等に説明されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このために容器の破損
による液体の漏洩や腐敗、比重が大きく重い、弾力性が
小さいことから破損しやすい、固いことから装置が密着
しにくい等の不便を持っていた。
による液体の漏洩や腐敗、比重が大きく重い、弾力性が
小さいことから破損しやすい、固いことから装置が密着
しにくい等の不便を持っていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の問題点を解決する
ために合成樹脂を基材として用い必要な誘電率を与える
ために導電性繊維繊維を混入した。さらに中空のガラス
球であるマイクロバルーンなどの中空ビーズを混入して
誘電率の実数部と虚数部の比を調整するとともに軽量化
を図った。
ために合成樹脂を基材として用い必要な誘電率を与える
ために導電性繊維繊維を混入した。さらに中空のガラス
球であるマイクロバルーンなどの中空ビーズを混入して
誘電率の実数部と虚数部の比を調整するとともに軽量化
を図った。
【０００７】この際、マイクロバルーンの代わりに発泡
シリコン、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡エポ
キシなどの発泡樹脂をもちいて内部に存在する気泡によ
って誘電率の調整と軽量化を図ることも出来る。
シリコン、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡エポ
キシなどの発泡樹脂をもちいて内部に存在する気泡によ
って誘電率の調整と軽量化を図ることも出来る。
【０００８】一般に人体の誘電率は部位によって値が異
なるものの、１ＧＨｚにおいて約５０−ｊ２５が代表値
といわれている。これを実現することがフアントムに要
求される電気的特性である。
なるものの、１ＧＨｚにおいて約５０−ｊ２５が代表値
といわれている。これを実現することがフアントムに要
求される電気的特性である。
【０００９】基材として用いる樹脂の条件は丈夫で必要
とされる柔軟性があること充填物を容易に混入しやすい
ことなどが上げられる。これらの要件を満足する合成樹
脂は熱可塑性、熱硬化性の区別無く、特別なものではな
くシリコン、ウレタン、ポリエチレンなどの一般的に市
場に流通するもので十分であり、これらの比重は１．２
程度でセラミックに比べると低く軽量化の点でも好都合
である。
とされる柔軟性があること充填物を容易に混入しやすい
ことなどが上げられる。これらの要件を満足する合成樹
脂は熱可塑性、熱硬化性の区別無く、特別なものではな
くシリコン、ウレタン、ポリエチレンなどの一般的に市
場に流通するもので十分であり、これらの比重は１．２
程度でセラミックに比べると低く軽量化の点でも好都合
である。
【００１０】これらの樹脂は誘電率の実数部が２から８
程度で前述のフアントムに要求される誘電率に比べて非
常に小さく、また虚数部の絶対値も１以下で非常に小さ
い。このため、樹脂だけでは必要な誘電率が得られない
ので誘電率を増加させるために導電材料を混入させる必
要がある。混入させる導電材料は材料の導電率、形状に
よって異なった誘電率の性質を示す。フアントムでは実
数部と虚数部の値を同時に満たさなければ成らないので
導電材料の選択と混入量の選択は重要な要素である。導
電材料の選択、混入量の選択だけでは要求値を満足する
ことは困難であった。
程度で前述のフアントムに要求される誘電率に比べて非
常に小さく、また虚数部の絶対値も１以下で非常に小さ
い。このため、樹脂だけでは必要な誘電率が得られない
ので誘電率を増加させるために導電材料を混入させる必
要がある。混入させる導電材料は材料の導電率、形状に
よって異なった誘電率の性質を示す。フアントムでは実
数部と虚数部の値を同時に満たさなければ成らないので
導電材料の選択と混入量の選択は重要な要素である。導
電材料の選択、混入量の選択だけでは要求値を満足する
ことは困難であった。
【００１１】要求値を満足するためにさらに気泡を樹脂
に混入した。気泡は主に誘電率の実数部を低下させる働
きが有るので誘電率を制御できるパラメーターが増える
のでさらに実現を容易にした。気泡の混入は比重を低下
させる働きもある。
に混入した。気泡は主に誘電率の実数部を低下させる働
きが有るので誘電率を制御できるパラメーターが増える
のでさらに実現を容易にした。気泡の混入は比重を低下
させる働きもある。
【００１２】混入する導電材料は導電性を持つ材料の粉
末や繊維が考えられるが粉末は実数部が大きくなりすぎ
る傾向があるので使用に適さない。導電性の短繊維は適
度な誘電率を得るのに好都合であった。試験の結果、短
いものは粉体に近い性質を示し、また長いものは虚数部
が大きくなりすぎる傾向があるのと、混入のときに方向
性がでやすいなどの点で問題があった。このことから繊
維の長さは０.５−１５ｍｍ程度が適切であることが判
った。導電性繊維としてはガラス繊維などの絶縁体に金
属を蒸着したものや金属繊維を用いることが出来るがカ
ーボン繊維が酸化等に対して安定であること、安価であ
ることなどの理由で好適である。また、導電性繊維の混
入量は樹脂に対する重量比で１／１０から１／２００の
範囲に最適値があることが判った。
末や繊維が考えられるが粉末は実数部が大きくなりすぎ
る傾向があるので使用に適さない。導電性の短繊維は適
度な誘電率を得るのに好都合であった。試験の結果、短
いものは粉体に近い性質を示し、また長いものは虚数部
が大きくなりすぎる傾向があるのと、混入のときに方向
性がでやすいなどの点で問題があった。このことから繊
維の長さは０.５−１５ｍｍ程度が適切であることが判
った。導電性繊維としてはガラス繊維などの絶縁体に金
属を蒸着したものや金属繊維を用いることが出来るがカ
ーボン繊維が酸化等に対して安定であること、安価であ
ることなどの理由で好適である。また、導電性繊維の混
入量は樹脂に対する重量比で１／１０から１／２００の
範囲に最適値があることが判った。
【００１３】気泡を混入させる方法は樹脂に発泡材料を
選択する方法とマイクロバルーンや発泡スチロールなど
の気体を多く含んだビーズを混入する方法を試みたがビ
ーズを混入する方法の方が再現性が良い製作が可能であ
った。また、これらのビーズの混入量は樹脂に対する重
量比で１／１から１／２０の間に最適値があることが判
った。さらに、発泡樹脂では発泡倍率が１.１から５倍
の範囲に最適値がある事が判った。また、気泡を含ませ
る為のビーズには上記の他にシラスバルーンなどの中空
ビーズや低誘電率の樹脂ビーズを用いることができる。
選択する方法とマイクロバルーンや発泡スチロールなど
の気体を多く含んだビーズを混入する方法を試みたがビ
ーズを混入する方法の方が再現性が良い製作が可能であ
った。また、これらのビーズの混入量は樹脂に対する重
量比で１／１から１／２０の間に最適値があることが判
った。さらに、発泡樹脂では発泡倍率が１.１から５倍
の範囲に最適値がある事が判った。また、気泡を含ませ
る為のビーズには上記の他にシラスバルーンなどの中空
ビーズや低誘電率の樹脂ビーズを用いることができる。
【００１４】ここでは、実現する誘電率として、一般に
言われる１ＧＨｚにおいて５０−ｊ２５を用いたが、参
考文献が示すとおり、詳細に見ると、この値は、身体の
部位や周波数によって異っていることがわかる。本技術
を用いると、樹脂、マイクロバルーン、カーボン繊維の
種類や配合比を調節することにより、様々な誘電率を実
現することができ様々な用途たとえば使用周波数や頭部
のみならず、異った部位をシュミレートするフアントム
を実現可能である。
言われる１ＧＨｚにおいて５０−ｊ２５を用いたが、参
考文献が示すとおり、詳細に見ると、この値は、身体の
部位や周波数によって異っていることがわかる。本技術
を用いると、樹脂、マイクロバルーン、カーボン繊維の
種類や配合比を調節することにより、様々な誘電率を実
現することができ様々な用途たとえば使用周波数や頭部
のみならず、異った部位をシュミレートするフアントム
を実現可能である。
【００１５】
実施例−１（マイクロバルーンを使用するもの） 液状ウレタン樹脂及び硬化剤、マイクロバルーン、長さ
３ｍｍのカーボン繊維を１７０：４５：３.１２５の重
量比で混合して球形の型に注型して硬化させ頭部を模擬
したフアントムを製作した。
３ｍｍのカーボン繊維を１７０：４５：３.１２５の重
量比で混合して球形の型に注型して硬化させ頭部を模擬
したフアントムを製作した。
【００１６】（１）比重 ０.６９ （２）誘電率 同一材料でドーナツ状サンプルを製作して同軸管で測定
した誘電率
した誘電率
【００１７】
【表１】
【００１８】実施例−２（マイクロバルーンを使用する
もの） 液状ウレタン樹脂及び硬化剤、マイクロバルーン、長さ
３ｍｍのカーボン繊維を１７０：４５：４の重量比で混
合して球形の型に注型し、硬化させ頭部を模擬したフア
ントムを製作した。
もの） 液状ウレタン樹脂及び硬化剤、マイクロバルーン、長さ
３ｍｍのカーボン繊維を１７０：４５：４の重量比で混
合して球形の型に注型し、硬化させ頭部を模擬したフア
ントムを製作した。
【００１９】（１）比重 ０.６９ （２）誘電率 同一材料でドーナツ状サンプルを製作して同軸管で測定
した誘電率
した誘電率
【００２０】
【表２】
【００２１】実施例−３（マイクロバルーンを使用する
もの） 液状ウレタン樹脂及び硬化剤、マイクロバルーン、長さ
３ｍｍのカーボン繊維を１７０：４５：３.０３４の重
量比で混合して球形の型に注型し、硬化させ頭部を模擬
したフアントムを製作した。
もの） 液状ウレタン樹脂及び硬化剤、マイクロバルーン、長さ
３ｍｍのカーボン繊維を１７０：４５：３.０３４の重
量比で混合して球形の型に注型し、硬化させ頭部を模擬
したフアントムを製作した。
【００２２】（１）比重 ０.６９ （２）誘電率 同一材料でドーナツ状サンプルを製作して同軸管で測定
した誘電率
した誘電率
【００２３】
【表３】
【００２４】実施例−４（発泡樹脂を使用するもの） 液状発泡シリコン及び硬化剤、長さ３ｍｍのカーボン繊
維を２４０：６の割合で混合硬化させフアントムを製作
した。
維を２４０：６の割合で混合硬化させフアントムを製作
した。
【００２５】（１）比重 ０.４ （２）誘電率 同一材料でドーナツ状サンプルを製作して同軸管で測定
した誘電率
した誘電率
【００２６】
【表４】
【００２７】実施例−５（発泡樹脂を使用するもの） 液状発泡シリコン及び硬化剤、長さ３ｍｍのカーボン繊
維を２４０：５の割合で混合硬化させフアントムを製作
した。
維を２４０：５の割合で混合硬化させフアントムを製作
した。
【００２８】（１）比重 ０.４ （２）誘電率 同一材料でドーナツ状サンプルを製作して同軸管で測定
した誘電率
した誘電率
【００２９】
【表５】
Claims (2)
- 【請求項１】 樹脂に導電性繊維、マイクロバルーンな
どの中空ビーズを混入して製造する固体フアントム。 - 【請求項２】 発泡樹脂に導電性繊維を混入して製造す
る固体フアントム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28733096A JP3663264B2 (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 固体フアントム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28733096A JP3663264B2 (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 固体フアントム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10113337A true JPH10113337A (ja) | 1998-05-06 |
| JP3663264B2 JP3663264B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=17715976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28733096A Expired - Lifetime JP3663264B2 (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 固体フアントム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3663264B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008236705A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-10-02 | Daido Steel Co Ltd | 超広帯域通信用アンテナ |
| JP2012083261A (ja) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | T & A Kk | 局所ｓａｒ測定装置およびそれに用いる平面型軽量ファントム |
| JP5312035B2 (ja) * | 2006-10-25 | 2013-10-09 | 株式会社朝日Ｆｒ研究所 | 全身ファントム及びその製造方法 |
| JP2013250421A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | National Institute Of Information & Communication Technology | 電磁界全身曝露評価人体模擬装置 |
| WO2016181703A1 (ja) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | 三洋化成工業株式会社 | 水等価ファントム材用ポリウレタン樹脂 |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP28733096A patent/JP3663264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008236705A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-10-02 | Daido Steel Co Ltd | 超広帯域通信用アンテナ |
| JP5312035B2 (ja) * | 2006-10-25 | 2013-10-09 | 株式会社朝日Ｆｒ研究所 | 全身ファントム及びその製造方法 |
| JP2012083261A (ja) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | T & A Kk | 局所ｓａｒ測定装置およびそれに用いる平面型軽量ファントム |
| JP2013250421A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | National Institute Of Information & Communication Technology | 電磁界全身曝露評価人体模擬装置 |
| WO2016181703A1 (ja) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | 三洋化成工業株式会社 | 水等価ファントム材用ポリウレタン樹脂 |
| JPWO2016181703A1 (ja) * | 2015-05-11 | 2017-07-06 | 三洋化成工業株式会社 | 水等価ファントム材用ポリウレタン樹脂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3663264B2 (ja) | 2005-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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