WO2009128377A1 - 複合型電波吸収体 - Google Patents

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WO2009128377A1
WO2009128377A1 PCT/JP2009/057211 JP2009057211W WO2009128377A1 WO 2009128377 A1 WO2009128377 A1 WO 2009128377A1 JP 2009057211 W JP2009057211 W JP 2009057211W WO 2009128377 A1 WO2009128377 A1 WO 2009128377A1
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radio wave
wave absorber
absorber
plate
magnetic
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敬太 廣瀬
敬 小野
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株式会社リケン
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H01Q17/008—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0001—Rooms or chambers
    • H05K9/0003—Shielded walls, floors, ceilings, e.g. wallpaper, wall panel, electro-conductive plaster, concrete, cement, mortar

Definitions

  • the present invention relates to a radio wave absorber that absorbs electromagnetic waves, and more particularly to a composite radio wave absorber used in an anechoic chamber.
  • An anechoic chamber is an EMC (Electro) that evaluates electromagnetic interference (noise) generated from various electronic devices and evaluates the resistance of electronic devices against external electromagnetic noise. Widely used as a measurement room for evaluation of Magnetic Compatibility). In recent years, an anechoic chamber has come to be used as a calibration measurement chamber for calibrating an antenna in addition to the above applications. Anechoic chambers are roughly classified into three types according to size: a small anechoic chamber, a 3 m method anechoic chamber, and a 10 m method anechoic chamber, and the type of anechoic chamber to be used is determined by the measurement object and measurement method.
  • a radio wave absorber is installed on the side wall, ceiling, and floor of the anechoic chamber.
  • the configuration of the electromagnetic wave absorber varies depending on the required characteristics and size of the installed anechoic chamber.
  • a composite wave absorber having a basic configuration in which a ferrite tile that is a magnetic absorber plate and a dielectric loss body are combined is often used.
  • electromagnetic waves in a frequency band of 300 MHz or higher are absorbed by a dielectric loss body, and electromagnetic waves in a frequency band lower than that are absorbed by a ferrite tile. Therefore, excellent electromagnetic wave absorption characteristics in a wide frequency band are obtained. It is known to exert.
  • a dielectric loss body is comprised with the material which mixed conductive materials, such as carbon black and graphite, in base materials, such as a foamed polystyrene and a foaming urethane.
  • base materials such as a foamed polystyrene and a foaming urethane.
  • a radio wave absorber molded into a wedge shape or a pyramid shape is used as the shape.
  • the pyramid shape is known to have no shape anisotropy and to efficiently absorb electromagnetic waves with various incident angles, and is used in many anechoic chambers.
  • the height of a wedge-shaped or pyramid-shaped wave absorber depends on the size of the anechoic chamber, but in order to cope with electromagnetic waves in a wide frequency band, it is generally a large wave of about 0.5m to 2.0m. Absorbers are needed. For this reason, the conventional solid electromagnetic wave absorber has a problem in workability due to an increase in weight and volume.
  • the cross-type radio wave absorber is excellent in impedance matching, and the radio wave absorption characteristics in the high frequency band can be improved by the small radio wave absorber. Therefore, it is possible to reduce costs while maintaining excellent radio wave absorption characteristics.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a radio wave absorber having excellent radio wave absorption characteristics with a return loss of 20 dB or more in a wide frequency band of 30 MHz to 20 GHz.
  • the present inventors have developed a magnetic absorber plate, a cross-type radio wave absorber installed on the magnetic absorber plate, and a dielectric of the cross-type radio wave absorber on the magnetic absorber plate.
  • the structure of the small wave absorber is composed of a plurality of wave absorption layers in a direction perpendicular to the magnetic absorber plate, Radio wave absorption characteristics in the high frequency band while maintaining the radio wave absorption characteristics in the low frequency band by adopting a multilayer structure with a low dielectric constant layer having a dielectric constant lower than that of the radio wave absorption layer.
  • the present invention has been completed.
  • the composite wave absorber of the present invention includes a magnetic absorber plate, a cross-type wave absorber crossing a plurality of dielectric loss plates arranged perpendicular to the magnetic absorber plate, and a magnetic absorber plate.
  • the electromagnetic wave is absorbed multiple times. It is possible to effectively absorb electromagnetic waves in a wider frequency band by the synergistic effect of the electromagnetic wave attenuation effect due to heat conversion in each radio wave absorption layer and the electromagnetic wave cancellation effect due to the phase difference. it can. Since the above effect is realized without increasing the concentration of the conductive material contained in the radio wave absorber, it is not necessary to increase the concentration of the conductive material in order to improve the radio wave absorption characteristics in the high frequency band. For this reason, the radio wave absorbing performance in the low frequency band by the magnetic absorber plate can be sufficiently exhibited, and excellent radio wave absorption characteristics can be obtained over a wide frequency band from the low frequency band to the high frequency band.
  • FIG. 1 shows an example of the composite wave absorber of the present invention.
  • the composite wave absorber 1 of the present invention includes a magnetic absorber plate 2, a cross-type radio wave absorber 3 installed on the magnetic absorber plate 2, and a cross-type radio wave absorber 3 on the magnetic absorber plate 2.
  • a small electromagnetic wave absorber 4 installed in a partitioned space is provided as a basic configuration.
  • the cross type wave absorber 3 is provided on the magnetic absorber plate 2
  • the vertical direction with respect to the plate 2 is defined as the up and down direction
  • the cross type wave absorber 3 side is defined as the upper side. explain.
  • the magnetic absorber plate 2 a ferrite tile is generally used.
  • the cross-type electromagnetic wave absorber 3 is composed of a plate material made of a dielectric loss material.
  • the structure of the plate material usually includes a sheet form, a corrugated board structure, a honeycomb structure or the like.
  • dielectric loss materials include carbon-containing foamed urethane, carbon-containing foamed styrene, and carbon-containing foamed polypropylene.
  • an inorganic material such as plastic, paper, silica, or alumina containing carbon or coated with a carbon layer can be used as the dielectric loss material.
  • the carbon content in the dielectric loss material is usually in the range of 0.05 mass% to 1.5 mass%, preferably 0.05 mass% to 1 mass%.
  • the cross-type electromagnetic wave absorber 3 is usually formed by intersecting polygonal dielectric loss material plates made of dielectric loss material.
  • An example of the cross-type electromagnetic wave absorber 3 is shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B).
  • a polygonal dielectric loss plate 33 (FIG. 2A) having a vertically long notch at the upper center and a polygonal dielectric loss plate 33 having a vertically long notch at the bottom center. (FIG. 2 (B)) is produced, and it forms by fitting each other in a notch part (refer FIG. 3 (A)). In this state, it is arranged perpendicular to the magnetic absorber plate 2.
  • crossed means that at least a part of two or more dielectric loss materials intersect in a cross section parallel to the magnetic absorber plate 2 on which the cross type wave absorber 3 is placed.
  • the cross-type electromagnetic wave absorber 3 has a structure in which the dielectric loss body plate 33 intersects when viewed in a cross section parallel to the magnetic absorber plate 2, its manufacturing method is not particularly limited. For example, it can be formed by bonding two bent dielectric loss plates.
  • the cross-type electromagnetic wave absorber 3 is preferably installed directly on the magnetic absorber plate 2. However, an intermediate layer can be appropriately provided between the magnetic absorber plate and the cross-type electromagnetic wave absorber as long as the characteristics of the magnetic absorber are not affected.
  • a deformed hexagon (a shape obtained by cutting each vertex of an isosceles triangle) is used as an example of the polygonal shape of the dielectric loss body plate 33.
  • the shape of the dielectric loss plate 33 is not limited to this.
  • a cross-type electromagnetic wave absorber can be formed by intersecting dielectric loss plates such as a triangle, a quadrangle (rectangular), and a pentagon.
  • a shape in which the width of the dielectric loss plate is narrowed from the bottom of the cross-type wave absorber (the lower portion close to the magnetic absorber plate) toward the top of the tip is preferable.
  • each side may be a straight line or a curved line.
  • the inclined structure include a linear inclined structure as shown in FIG. 3A and a curved inclined structure as shown in FIG. 3B.
  • the tip angle ⁇ of the cross-type electromagnetic wave absorber is preferably 1 ° to 45 °, and more preferably 5 ° to 30 ° (see FIG. 2A). There is a limit in setting the size of the anechoic chamber to a large size.
  • a typical dark room size of a 10 m method anechoic chamber widely used for EMC evaluation is 15 m ⁇ 24 m ⁇ 9 m (height).
  • the bottom area of the electromagnetic wave absorber installed in the anechoic chamber is determined in consideration of cost and workability, and generally one side is set to about 600 mm.
  • the height of the radio wave absorber is preferably set to 600 mm to 2000 mm. Depending on the required performance of the anechoic chamber, the height and the tip angle ⁇ of the cross-type electromagnetic wave absorber are appropriately adjusted.
  • the thickness of the low dielectric constant layer 11 in the vertical direction is t 11 (mm)
  • the dielectric constants of the radio wave absorption layers 12 and 13 are ⁇ 12 , ⁇ 13
  • the thickness of 13 in the vertical direction is t 12 (mm) and t 13 (mm).
  • the low dielectric constant layer 11 and the radio wave absorption layers 12 and 13 can sufficiently exhibit the radio wave absorption performance in the low frequency band by the magnetic absorber plate 2 and are excellent over a wide frequency band from the low frequency band to the high frequency band. It is necessary to set a characteristic value that can obtain radio wave absorption performance.
  • the range of the characteristic values of the radio wave absorption layers 12 and 13 is the product of the respective dielectric constants ( ⁇ 12 , ⁇ 13 ) and thicknesses (t 12 , t 13 ) ( ⁇ 12 ⁇ t 12 , ⁇ 13 ⁇ t 13 ).
  • the product of the dielectric constant and the thickness (mm) is preferably 10 to 40, more preferably 20 to 35.
  • the thickness t 11 (mm) of the low dielectric constant layer 11 varies depending on the characteristic values of the radio wave absorption layers 12 and 13.
  • the radio wave absorption layers 12 and 13 are preferably set to 10 mm to 500 mm.
  • the radio wave absorption layers 12 and 13 themselves can sufficiently absorb radio waves. A sufficient absorption performance can be obtained even near t 11 (mm).
  • the radio wave absorption layers 12 and 13 themselves have low radio wave absorption performance, so that t 11 (mm) is set near the upper limit in order to obtain sufficient absorption performance. It is more preferable.
  • FIG. 4 shows a side view of the composite wave absorber of the present invention shown in FIG.
  • the small electromagnetic wave absorber 4 having a shape (swash plate structure) inclined from the dielectric loss plate 33 toward the magnetic absorber plate 2 in a space defined by the dielectric loss plate 33 on the magnetic absorber plate 2.
  • the small wave absorber 4 is formed by two swash plates 121 and 123 arranged in parallel and two vertical plates 122 connecting the swash plates 121 and 123, and the inside is a low dielectric constant layer. (In this example, it is a space layer) 11.
  • the small radio wave absorber 4 has a structure having two radio wave absorption layers 12 and 13 (swash plates 121 and 123) via the low dielectric constant layer 11 in the vertical direction.
  • the electromagnetic wave reaches the radio wave absorption layers 12 and 13 a plurality of times.
  • Each of the radio wave absorption layers 12 and 13 provides a synergistic effect of the electromagnetic wave attenuation effect due to heat conversion and the electromagnetic wave cancellation effect due to the phase difference. Thereby, the electromagnetic wave of a wider frequency band can be absorbed effectively.
  • the effects as described above can be achieved, and the radio wave absorption characteristics in the high frequency band can be improved without increasing the concentration of the conductive material contained in the radio wave absorber plate.
  • the effect can be sufficiently exhibited, and excellent radio wave absorption characteristics can be obtained over a wide frequency band from the low frequency band to the high frequency band.
  • the effect of the present invention can be obtained by interposing a low dielectric constant layer filled with gas or solid so that the dielectric constant is lower than that of the radio wave absorption layer between the radio wave absorption layers.
  • the dielectric constant of the low dielectric constant layer is preferably 3 or less, and more preferably an air layer (space layer) in consideration of the dielectric constant and cost.
  • the small electromagnetic wave absorber 4 formed from two swash plates 121 and 123 and a vertical plate 122 is used, but the present invention is not limited to this. If there are two or more wave absorber plates 121 and 123 through the space layer (low dielectric constant layer) 11, the effect of the present invention is realized. However, for the following reason, it is possible to deal with a wider range of electromagnetic waves, and the structure is stable. Therefore, it is preferable that the small wave absorber 4 has the vertical plate 122.
  • the wavelength from the vertically upward direction is a portion that becomes a valley between adjacent wave absorbers, that is, a lower portion where the small wave absorber 4 contacts the magnetic absorber plate 2
  • the presence of the vertical plate 122 has the advantage that the radio wave absorber plates 121 and 123 are separated and supported, and at the same time, the electromagnetic waves can be sufficiently absorbed by the vertical plate 122 without directly reaching the magnetic absorber plate 2. .
  • the small wave absorber 4 having a swash plate structure shown in FIG. 4 is formed by, for example, bending the dotted line portion of the rectangular wave absorber plate shown in FIG. 5 and attaching an adhesive or the like to the marginal portion d to adhere to the corresponding portion. It can be formed easily.
  • the small wave absorber having a swash plate structure is very advantageous in terms of workability and cost.
  • it is preferable that the small wave absorbers 4 having a swash plate structure disposed in four spaces partitioned by the dielectric loss plate are disposed in different directions. By adopting such a structure, there is no polarization dependence, and electromagnetic waves coming from various angles can be effectively absorbed.
  • the electromagnetic wave attenuation effect and the phase difference due to the multiple times of heat conversion in the radio wave absorption layer uses a synergistic effect with the cancellation effect of electromagnetic waves.
  • the thickness of the low dielectric constant layer 11 can be changed and the performance can be adjusted.
  • the thickness of the low dielectric constant layer is preferably set to 10 mm to 500 mm, although it depends on the overall size of the radio wave absorber.
  • the “thickness of the low dielectric constant layer” refers to the dimension in the vertical direction of the low dielectric constant layer 11 (perpendicular to the magnetic absorber plate 2) as indicated by h in FIG.
  • the small radio wave absorber 4 of the present invention is characterized by having a plurality of radio wave absorption layers 12 and 13 with a low dielectric constant layer 11 in a direction perpendicular to the magnetic absorber plate 2. For example, even in a configuration in which two radio wave absorption layers 12 and 13 with a low dielectric constant layer 11 disposed in parallel with the magnetic absorber plate 2 can be provided, it can cope with a predetermined electromagnetic wave. More preferably, the present invention includes a structure in which the small electromagnetic wave absorber 4 is inclined at a predetermined angle with respect to the magnetic absorber plate 2. With this structure, a sufficient electromagnetic wave scattering effect is obtained, and more excellent radio wave absorption characteristics are realized.
  • the height (dimension in the vertical direction) of the absorber is preferably set to 200 mm to 700 mm.
  • the “size (height) in the vertical direction of the small wave absorber” in the present invention is the lowest from the bottom of the small wave absorber 4 in contact with the magnetic absorber plate 2 as indicated by i in FIG. It is the dimension in the vertical direction to the top.
  • the small electromagnetic wave absorber 4 is installed so as to cover the entire magnetic absorber plate 2 in a plan view as viewed from above so that electromagnetic waves in a high frequency band do not reach the magnetic absorber plate 2 directly. Preferably it is done.
  • the structure of the small electromagnetic wave absorber 4 according to the present invention is not limited to the swash plate structure, and may be, for example, a pyramid shape shown in FIG. 6A or a wedge shape shown in FIG. Even when the small wave absorber 4 has a pyramid shape and a wedge shape, it is necessary to have a plurality of wave absorption layers with a low dielectric constant layer interposed in the direction perpendicular to the magnetic absorber plate 2. For example, when the composite wave absorber shown in FIG. 6A is viewed from above, a difference from the conventional composite wave absorber cannot be recognized at first glance.
  • the small electromagnetic wave absorber 4 when viewed in a vertical section, it is composed of two swash plates with a low dielectric constant layer interposed therebetween. As a result, a synergistic effect of the electromagnetic wave attenuation effect by the plurality of pyramidal absorption layers and the electromagnetic wave cancellation effect by the phase difference can be obtained as in the case of the small wave absorber having the multilayered swash plate structure.
  • FIG. 6 (A) four pyramid structures are arranged for each space divided by dielectric loss plate. The number of pyramid structures depends on the overall size and required performance of the composite wave absorber. It can also be changed as appropriate.
  • a regular square tube structure is disposed under the pyramid structure, but the pyramid structure may be directly installed on the magnetic absorber plate.
  • a pyramid structure in which two pyramid shapes having different sizes are stacked is directly placed on the magnetic absorber plate (the thickness of the low dielectric constant layer is constant).
  • 6 (D) includes a structure in which a pyramid structure in which two pyramid shapes having different inclinations are stacked is directly placed on a magnetic absorber plate (the thickness of the low dielectric constant layer is changed).
  • the wedge shape is not shown in the figure, but a wedge shape whose cross-sectional shape is the shape of the left and right half of the pyramid cross section is given as an example.
  • a regular rectangular tube structure is disposed as shown in FIG. It is preferable to do this.
  • the small electromagnetic wave absorber is arranged so that the magnetic absorber plate is covered and seen from above.
  • the wedge-shaped small electromagnetic wave absorber shown in FIG. 6B is also formed by a plurality of swash plates arranged in parallel and a low dielectric constant layer therebetween.
  • a synergistic effect of the electromagnetic wave attenuation effect by the wedge-shaped absorption layers and the electromagnetic wave cancellation effect by the phase difference can be obtained as in the case of the multi-layer swash plate structure or the pyramid-shaped small wave absorber.
  • one wedge structure is arranged for each space partitioned by the dielectric loss plate. The number of wedge structures depends on the overall size and required performance of the composite wave absorber. It can also be changed accordingly.
  • FIG. 6B one wedge structure is arranged for each space partitioned by the dielectric loss plate. The number of wedge structures depends on the overall size and required performance of the composite wave absorber. It can also be changed accordingly.
  • a vertical plate is disposed between the outer wedge-shaped swash plate and the magnetic absorber plate, but the wedge structure can also be installed directly on the magnetic absorber plate.
  • a vertical plate is preferably arranged. Further, it is preferable that the small electromagnetic wave absorber is arranged so that the magnetic absorber plate is covered and seen from above.
  • the small wave absorber 4 described above is also made of a plate material made of a dielectric loss material, like the cross type wave absorber.
  • the structure of the plate material include a sheet shape, a cardboard structure, and a honeycomb structure.
  • dielectric loss materials include carbon-containing foamed urethane, carbon-containing foamed styrene, and carbon-containing foamed polypropylene.
  • an inorganic material such as plastic, paper, silica, or alumina containing carbon or coated with a carbon layer can be used as the dielectric loss material.
  • Examples of carbon used as the conductive material include carbon black and graphite powders as well as fibrous materials such as carbon fibers and carbon nanotubes.
  • the small wave absorber may be formed separately from the cross-type wave absorber.
  • the conductive material content of the small wave absorber can be changed to the conductive material content of the cross-type wave absorber.
  • the small electromagnetic wave absorber of the present invention has a synergistic effect between the electromagnetic wave attenuation effect by the multiple radio wave absorption layers and the electromagnetic wave cancellation effect by the phase difference by arranging the multiple radio wave absorption layers through the low dielectric constant layer. Use. Therefore, it is possible to improve the radio wave absorption characteristics in the high frequency band while adjusting the content of the conductive material in the small radio wave absorber to an appropriate low concentration so as not to disturb the absorption performance of the magnetic absorber plate.
  • the content of the conductive material varies depending on the type and form of the conductive material.
  • powdery carbon such as graphite
  • fibrous carbon such as carbon fiber
  • the fiber length is preferably 0.5 mm to 7 mm. In this case, optimum conductivity is obtained.
  • flame retardance can be imparted by applying a flame retardant to the dielectric loss plate constituting the cross-type wave absorber and the conductive sheet constituting the small wave absorber.
  • a flame retardant solution having a predetermined concentration or a flame retardant solution having a predetermined concentration is applied to the dielectric loss plate or the conductive sheet, and then dried.
  • the flame retardant performance and non-flammability performance of the radio wave absorber are improved, and it is also possible to obtain a radio wave absorber material conforming to the “non-combustible material” of the Building Standard Law.
  • the radio wave absorber obtained by the above method does not require the addition of a non-combustible board or the like, and it is relatively easy to obtain a radio wave absorber that is lightweight and excellent in non-combustible performance.
  • the obtained flame-retardant electromagnetic wave absorber can be applied to an anechoic chamber for automobiles and automobile parts in which an EMI (Electro Magnetic Interference) test is required at high power.
  • the flame retardant is not particularly limited as long as it can be applied to a constituent material of a radio wave absorber such as a dielectric loss plate or a conductive sheet, but a boric acid or phosphoric acid flame retardant is preferable.
  • boric acid compounds include known flame retardants such as sodium borate, potassium borate, magnesium borate, strontium borate, and zinc borate.
  • phosphate compound include known flame retardants such as sodium phosphate, potassium phosphate, calcium phosphate, zinc phosphate, and ammonium polyphosphate.
  • the amount of the flame retardant added is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, based on the mass of each plate material.
  • a 15 mm thick honeycomb structure made of a paper non-conductive sheet was cut into a trapezoidal shape having a bottom portion (lower side) of 600 mm, a tip portion (upper side) of 100 mm, and a height of 1400 mm.
  • Two plates of this shape were produced as basic members of a cross-type wave absorber.
  • a conductive sheet made of paper kneaded with carbon fibers having a fiber length of 6 mm and a fiber diameter of 7 ⁇ m is bonded to the front and back of the two basic members, did.
  • the carbon content in the entire dielectric loss plate was 0.1% by mass.
  • One of the obtained dielectric loss plates was notched in the upper part, and the other was notched in the lower part (see FIGS. 2A and 2B).
  • a cross-type electromagnetic wave absorber was formed by fitting the notches into each other.
  • the cross type wave absorber is installed on a ferrite tile, and the following Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are placed in a space partitioned by a dielectric loss plate (cross type wave absorber) on the ferrite tile.
  • Each of the small wave absorbers manufactured by the above was installed to obtain a composite wave absorber.
  • Example 1 A carbon sheet having a fiber length of 3 mm and a fiber diameter of 7 ⁇ m was dispersed so that the carbon content in the pulp was 1% by mass, and paper was made to produce a conductive sheet.
  • the conductive sheet was attached to the front and back surfaces of a paper non-conductive sheet as a middle core to produce a corrugated cardboard sheet having a thickness of 3 mm and cut into 300 mm (width) ⁇ 1530 mm (length).
  • seat was 0.4 mass%. According to the development shown in FIG.
  • Rate layer A two-layered wave absorber layer structure with a thickness of 150 mm.
  • the small wave absorber having this structure is arranged obliquely in different directions in four spaces partitioned by a cross-type wave absorber to form a swash plate structure. Produced.
  • Example 2 A small wave absorber was produced using the same corrugated cardboard sheet as in Example 1. Here, everything was the same as in Example 1 except that b in the developed view shown in FIG. 5 was set to 100 mm and the space layer (low dielectric constant layer) was set to 100 mm.
  • Example 3 A plurality of hollow quadrangular pyramids (pyramid shapes) were produced from the development shown in FIG. 7 (A) using the same corrugated cardboard sheet as in Example 1.
  • the length e of the base of the quadrangular pyramid was 150 mm
  • the height f was 500 mm.
  • a plurality of regular square cylinders having a base e of 150 mm and a height g of 100 mm were produced from the development shown in FIG. 7B.
  • FIG. 7 (D) the base of one square pyramid and the base of the other quadrangular pyramid were combined at the upper and lower sides of the regular square cylinder, respectively.
  • radio wave absorber having a two-layer structure was formed so that a space layer (low dielectric constant layer) of 100 mm was formed inside.
  • a total of 16 radio wave absorbers formed in this manner were arranged in 4 spaces each divided by a cross type radio wave absorber to form a composite radio wave absorber.
  • Example 4 A conductive sheet was prepared by dispersing a graphite powder having a particle size of 4 ⁇ m so that the carbon content in the pulp was 20% by mass, and making paper.
  • a corrugated cardboard sheet having a thickness of 3 mm was produced by attaching the conductive sheet to the front and back surfaces of a paper non-conductive sheet as a center. The carbon content with respect to the mass of the entire cardboard sheet was 8% by mass.
  • a small-sized wave absorber having a two-layer structure was produced in the same manner as in Example 1, and a composite wave absorber was produced by installing on a ferrite tile as in Example 1. .
  • Example 5 A composite wave absorber was produced in the same manner as in Example 1 except that flame resistance was previously imparted to the conductive sheet and honeycomb structure constituting the wave absorber using a flame retardant.
  • a flame retardant used, Fireless B manufactured by Trust Life Co., Ltd. was used.
  • the conductive sheet was applied with a flame retardant solution adjusted to a solid content concentration of 25% with a coating machine, and then dried at 100 ° C. for 1 hour to perform incombustibility treatment. After the incombustible treatment, 10% of the flame retardant solid content was included with respect to the mass of the conductive sheet.
  • the honeycomb structure was impregnated in an impregnation tank containing a flame retardant solution having a solid content concentration of 25% for a predetermined time, and then dried at 100 ° C. for 1 hour to perform an incombustible treatment. After the incombustible treatment, 13% of the flame retardant solid content was included with respect to the mass of the honeycomb structure.
  • Example 1 Using a corrugated cardboard sheet similar to that used in Example 3, a quadrangular pyramid and regular square tube absorber was formed in the same manner as in Example 3.
  • a single-layer structure wave absorber was manufactured by combining one regular square tube with one square pyramid.
  • a total of 16 of the obtained radio wave absorbers were arranged in 4 spaces divided by the cross type radio wave absorber in the same manner as in Example 3 to obtain a composite radio wave absorber.
  • Comparative Example 2 A carbon sheet having a fiber length of 3 mm and a fiber diameter of 7 ⁇ m was dispersed in the pulp so that the carbon content was 4% by mass, and paper making was performed to produce a conductive sheet.
  • a corrugated cardboard sheet having a thickness of 3 mm was produced by attaching the conductive sheet to the front and back surfaces of a paper non-conductive sheet as a center. The carbon content with respect to the mass of the entire cardboard sheet was 1.6% by mass.
  • a single-layer wave absorber having a shape in which one square pyramid and one regular square tube were combined was produced.
  • four of these radio wave absorbers were arranged in 4 spaces divided by the cross type radio wave absorber, to obtain a composite radio wave absorber.
  • Example 3 (Comparative Example 3) Using the same corrugated cardboard sheet as in Example 3, a radio wave absorber having a shape in which a quadrangular pyramid and a regular square tube were combined as in Example 3 was formed. Here, it was set as the two-layer structure electromagnetic wave absorber with which the pyramid of the close_contact
  • Table 1 shows the results of measuring the radio wave absorption characteristics of the composite wave absorbers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.
  • the radio wave absorption characteristics were evaluated by the coaxial tube method on the low frequency side of 30 MHz to 1 GHz and by the normal incidence method on the high frequency side of 1 GHz to 20 GHz.
  • Comparative Example 1 having a single layer structure, sufficient radio wave absorption characteristics cannot be obtained in a high frequency band.
  • Comparative Example 2 having a single layer structure and an increased carbon concentration the radio wave absorption characteristics in the high frequency band are improved.
  • the radio wave absorption characteristics in the low frequency band have deteriorated.
  • the radio wave absorbers (Examples 1 to 4) of the present invention having a plurality of radio wave absorption layers via the space layer (low dielectric constant layer) all have good radio wave absorption characteristics of 20 dB to 40 dB at 30 MHz to 18 GHz. It was confirmed to have. Although not described in Table 1, it has been confirmed that good radio wave absorption characteristics can be obtained even at 20 GHz in all examples.
  • FIG. 5 is a perspective view ((A) (B)) showing another example of the composite wave absorber of the present invention and a cross-sectional view ((C) (D)) showing a modification thereof.
  • Example 4 is a development view ((A) (B)) forming a small electromagnetic wave absorber of Example 3, a perspective view (C) and a sectional view (D) of the completed small electromagnetic wave absorber. It is a figure which shows the nonflammable performance evaluation result of the electromagnetic wave absorber of Example 5 and Comparative Example 1.

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Abstract

【課題】　３０ＭＨｚ～２０ＧＨｚの幅広い周波数帯域において、反射減衰量２０ｄＢ以上の優れた電波吸収特性を有する電波吸収体を提供する。 　【解決手段】　磁性吸収体板、磁性吸収体板上に設置されたクロス型電波吸収体、及び磁性吸収体板上の、クロス型電波吸収体の誘電損失体板に区切られた空間に設置された小型電波吸収体を有する複合型電波吸収体において、小型電波吸収体の構造を、磁性吸収体板に対して垂直方向において低誘電率層を介した複数の電波吸収層を有する複層構造とする。

Description

複合型電波吸収体
　本発明は、電磁波を吸収する電波吸収体に関し、特に電波暗室に使用される複合型電波吸収体に関する。
　電波暗室は、各種電子機器から発生する電磁妨害波(ノイズ)の評価や、外来電磁波ノイズに対する電子機器の耐性評価を行うＥＭＣ（Electro
Magnetic Compatibility）評価用測定室として、広く利用されている。また、近年は、上記用途の他にアンテナを校正するための校正測定室としても電波暗室が利用されるようになっている。電波暗室はサイズによって、小型電波暗室、３ｍ法電波暗室、及び１０ｍ法電波暗室の３種類に大別され、使用する電波暗室の種類は、測定物や測定方法により決められる。
　前記電波暗室の側壁、天井、及び床面には、電波吸収体が設置される。電波吸収体の構成は設置される電波暗室の要求特性やサイズによって異なる。一般的には、磁性吸収体板であるフェライトタイルと誘電損失体とを組み合わせた基本構成を有する複合型電波吸収体が多く用いられている。このような複合型電波吸収体では、３００ＭＨｚ以上の周波数帯域の電磁波を誘電損失体により吸収し、それ以下の周波数帯域の電磁波をフェライトタイルにより吸収するため、幅広い周波数帯域において優れた電波吸収特性を発揮することが知られている。
　一般に、誘電損失体は、発泡ポリスチレンや発泡ウレタン等の基材にカーボンブラックやグラファイト等の導電材料を混入した材料で構成される。形状としてはくさび形状やピラミッド形状に成型した電波吸収体が用いられている。特に、ピラミッド形状は、形状の異方性が無く、様々な入射角度の電磁波を効率よく吸収できることが知られ、多くの電波暗室で利用されている。くさび形状又はピラミッド形状の電波吸収体の高さは、電波暗室のサイズにも依存するが、幅広い周波数帯域の電磁波に対応するためには、一般に、０．５ｍ～２．０ｍ程度の大型の電波吸収体が必要とされている。このため、従来の中実の電波吸収体では、重量及び体積が大きくなり、施工性に問題があった。
　近年、成型性や施工性に優れ、搬送も容易な電波吸収体として、導電性材料を含んだ電波吸収板からなる中空構造の電波吸収体や電波吸収板を交差させたクロス型電波吸収体が検討されている。特許文献１には、三角形又は台形等多角形の電波吸収板を複数交差し、底板上に設置したクロス型電波吸収体と、電波吸収板間の底板上に設置した、くさび形状、ピラミッド形状又は斜板等の小型電波吸収体を有する複合型電波吸収体が記載されている。このような複合型電波吸収体では、クロス型電波吸収体がインピーダンスの整合性に優れ、小型電波吸収体により高周波数帯域の電波吸収特性を向上させることができる。そのため、優れた電波吸収特性を維持しつつ、コスト低減も図ることができる。
　近年、情報伝達の高速化及び高密度化に伴い、電子機器は高周波化の一途を辿っている。これに伴い、これらの電子機器を評価する電波暗室にもさらなる高性能化が求められている。具体的には、従来から要求されている３０ＭＨｚ～１ＧＨｚの周波数帯域に、さらに１ＧＨｚ～２０ＧＨｚの高周波数帯域までを加えた幅広い周波数帯域で、電磁波を効率良く吸収する電波吸収体が必要とされている。
　特許文献１の複合型電波吸収体では、小型電波吸収体に含有される導電性材料の濃度、即ち、カーボン濃度を向上させることにより、高周波数帯域における電波吸収特性を向上させることができる。しかし、小型電波吸収体のカーボン濃度を高くすると、小型電波吸収体により電磁波が反射し、電磁波の磁性吸収体板への到達が妨げられる。このため、磁性吸収体板による電波吸収性能が発揮されることなく、低周波数帯域での電波吸収特性が低下するという問題があった。このように、現状では、３０ＭＨｚ～２０ＧＨｚという幅広い周波数帯域にわたって優れた電波吸収性能を有する電波吸収体は得られていない。
特開2001-127483号公報
　本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、３０ＭＨｚ～２０ＧＨｚの幅広い周波数帯域において、反射減衰量２０ｄＢ以上の優れた電波吸収特性を有する電波吸収体を提供することを目的とする。
　上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、磁性吸収体板、磁性吸収体板上に設置されたクロス型電波吸収体、及び磁性吸収体板上の、クロス型電波吸収体の誘電損失体板に区切られた空間に設置された小型電波吸収体を有する複合型電波吸収体において、小型電波吸収体の構造を、磁性吸収体板に対して垂直方向において複数の電波吸収層と、電波吸収層間に介在し、電波吸収層より誘電率の低い低誘電率層を有する複層構造とすることにより、低周波数帯域での電波吸収特性を維持しつつ、高周波数帯域での電波吸収特性を大幅に向上させることができることを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明の複合型電波吸収体は、磁性吸収体板、磁性吸収体板に対して垂直に配置される複数の誘電損失体板を交差させたクロス型電波吸収体、及び磁性吸収体板上の、クロス型電波吸収体の誘電損失体板に区切られた空間に設置される小型電波吸収体を有する複合型電波吸収体であって、小型電波吸収体は、磁性吸収体板に対して垂直方向において、複数の電波吸収層と、電波吸収層間に介在し、電波吸収層より誘電率の低い低誘電率層を有する構造であることを特徴とする。
　本発明によれば、磁性吸収体板上の、クロス型電波吸収体に区切られた空間に、低誘電率層を介した複数の電波吸収層を設置することにより、電磁波が複数回にわたり電波吸収層に到達することとなり、それぞれの電波吸収層での熱変換による電磁波の減衰効果と、位相差による電磁波の打ち消し効果との相乗効果により、より広い周波数帯域の電磁波を効果的に吸収することができる。上記効果は、電波吸収体に含まれる導電性材料の濃度を増加させることなく実現されるため、高周波数帯域の電波吸収特性を向上させるために導電性材料の濃度を高くする必要がない。このため、磁性吸収体板による低周波数帯域での電波吸収性能を充分に発揮でき、低周波数帯域から高周波数帯域までの幅広い周波数帯域にわたって優れた電波吸収特性が得られる。
　以下に本発明の電波吸収体について図面を参照して詳細に説明する。
　図１に本発明の複合型電波吸収体の一例を示す。本発明の複合型電波吸収体１は、磁性吸収体板２、磁性吸収体板２上に設置されたクロス型電波吸収体３、及び磁性吸収体板２上の、クロス型電波吸収体３に区切られた空間に設置された小型電波吸収体４を基本構成として備える。なお、磁性吸収体板２上にクロス型電波吸収体３を設けている構造から、以下の説明においては板２に対する垂直方向を上下方向とし、クロス型電波吸収体３側を上側と定義して説明する。従って個別の記述においては方向の説明は基本的に省略する。
　磁性吸収体板２としては、一般にフェライトタイルが用いられる。
　クロス型電波吸収体３は、誘電損失材料からなる板材で構成される。板材の構造としては、通常は、シート状、段ボール構造又はハニカム構造等が挙げられる。具体的な誘電損失材料の例としては、カーボン含有発泡ウレタン、カーボン含有発泡スチレン、カーボン含有発泡ポリプロピレン等が挙げられる。また、カーボンを含有し、若しくはカーボン層を塗布したプラスティック、紙、シリカやアルミナ等の無機材料も誘電損失材料として用いることができる。誘電損失材料中のカーボン含有率は、通常、０．０５質量％～１．５質量％、好ましくは、０．０５質量％～１質量％の範囲である。
　クロス型電波吸収体３は、通常、誘電損失材料からなる多角形の誘電損失体板を交差させることにより形成される。クロス型電波吸収体３の一例を図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す。この例においては、上部中央に縦長の切欠き部を有する多角形の誘電損失体板３３（図２（Ａ））と、下部中央に縦長の切欠き部を有する多角形の誘電損失体板３３（図２（Ｂ））を作製し、互いの切欠き部で嵌め合わせることによって形成される（図３（Ａ）参照）。この状態で、磁性吸収体板２に対して垂直に配置される。
本発明において「交差させた」とは、クロス型電波吸収体３が載置される磁性吸収体板２に対して平行な断面において、少なくともその一部で二つ以上の誘電損失材料が交差している構造を有することを言う。クロス型電波吸収体３が、磁性吸収体板２に対して平行な断面で見て、誘電損失体板３３が交差した構造を有せば、特にその製法は限定されない。例えば、折り曲げた２枚の誘電損失体板を張り合わせることによっても形成される。また、クロス型電波吸収体３は磁性吸収体板２上に直接設置されるのが好ましい。しかし、磁性吸収体の特性に支障を及ぼさない範囲で磁性吸収体板とクロス型電波吸収体との間に適宜中間層を設置することもできる。
　図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示した実施形態では、誘電損失体板３３の多角形形状として変形六角形（二等辺三角形の各頂点を切断した形状）を例として用いているが、誘電損失体板３３の形状はこれに限定されない。例えば、三角形、四角形（長方形）、五角形などの誘電損失体板を交差させてクロス型電波吸収体を形成することもできる。本発明においては、クロス型電波吸収体の底部（磁性吸収体板に近い下方部分）から先端上部に向かって誘電損失体板の幅が狭くなるような形状が好ましい。そのような形状としては三角形、台形、変形六角形等が挙げられる。このような形状の誘電損失体板を用いて、クロス型電波吸収体を先細の傾斜構造とすると、上下方向に導電材料の濃度勾配が付与されることになる。そのため、より広い周波数帯域において、垂直入射だけでなく、様々な入射角度の電磁波を効果的に吸収することができる。なお、そのような傾斜構造を構成する場合、各辺は直線であっても曲線であってもよい。傾斜構造の例としては、図３（Ａ）に示すような直線的な傾斜構造、図３（Ｂ）に示すような曲線状の傾斜構造が挙げられる。
　電波吸収体の吸収性能を向上させるためには、電波吸収体の先端から底面にかけて、垂直方向の誘電率変化を小さくして、電波吸収体表面での反射を出来るだけ小さくすることが有効である。そのため、クロス型電波吸収体の先端角度θを出来る限り小さい鋭角にして、導電性材料の濃度勾配を緩やかにする必要がある。具体的には、クロス型電波吸収体の先端角度θは、１°～４５°が好ましく、５°～３０°がより好ましい（図２（Ａ）参照）。
　電波暗室のサイズを大きく設定するには限界があり、例えば、EMC評価用で広く用いられている１０m法電波暗室の一般的な暗室サイズは１５m×２４m×９m(高さ)である。また、電波暗室に設置される電波吸収体の底面積はコストや施工性を考慮して決められ、一般には、一辺が６００mm程度に設定されている。このような条件下で、電波吸収特性に優れ、且つ測定有効空間の広い電波暗室を設計するためには、電波吸収体の高さは６００mm～２０００mmに設定するのが好ましい。電波暗室の要求性能によって、クロス型電波吸収体の高さと先端角度θは適宜調整される。
　ここで、低誘電率層１１の垂直方向の厚み(図４のhに相当する）をt11(mm)、電波吸収層１２及び１３の誘電率をε12、ε13、電波吸収層１２及び１３の垂直方向の厚みをt12(mm)、t13(mm)とする。低誘電率層１１及び電波吸収層１２、１３は磁性吸収体板２による低周波帯域での電波吸収性能を充分に発揮でき、且つ低周波帯域から高周波帯域までの広い周波数帯域に渡って優れた電波吸収性能を得ることが出来る特性値にする必要がある。同量のカーボンが含まれる電波吸収層は、厚みが薄いと見た目上の誘電率は高くなり、厚みが厚いと見た目上の誘電率は低くなる。この特性を利用し、電波吸収層１２、１３のそれぞれの特性値の範囲は、それぞれの誘電率(ε12、ε13)と厚み(t12、t13)の積(ε12×t12、ε13×t13)によって規定することが出来る。具体的には、誘電率と厚み(mm)の積が10～40であることが好ましく、20～35であることがより好ましい。また低誘電率層１１の厚みt11(mm)は、電波吸収層１２、１３の特性値によって変化する。具体的には、10mm～500mmに設定することが好ましく、電波吸収層１２、１３の特性値が上限に近い場合は、電波吸収層１２、１３自身で充分に電波を吸収することができるため、t11(mm)は下限近くでも充分な吸収性能を得ることが出来る。電波吸収層１２、１３の特性値が下限に近い場合は、電波吸収層１２、１３自身の電波吸収性能が低いため、充分な吸収性能を得るためにt11(mm)は上限近くに設定することがより好ましい。
　図１に示す本発明の複合型電波吸収体の側面図を図４に示す。ここでは、磁性吸収体板２上の誘電損失体板３３で区切られた空間に、誘電損失体板３３から磁性吸収体板２に向って傾斜した形状（斜板構造）の小型電波吸収体４が設置されている。図４において、小型電波吸収体４は、平行に配置された２枚の斜板１２１、１２３及び斜板１２１、１２３間を連結する２枚の垂直板１２２により形成され、内部は低誘電率層（この例では空間層）１１となっている。即ち、小型電波吸収体４は、垂直方向において低誘電率層１１を介して２層の電波吸収層１２、１３（斜板１２１、１２３）を有する構造である。このように複数の電波吸収層１２、１３を設置することにより、電磁波が複数回にわたり電波吸収層１２、１３に到達する。それぞれの電波吸収層１２、１３で熱変換による電磁波の減衰効果と、位相差による電磁波の打ち消し効果との相乗効果が得られる。これにより、より広い周波数帯域の電磁波を効果的に吸収することができる。従来の単層構造においては高周波数帯域の電波吸収特性を向上させるために導電性材料の濃度を高くする必要があった。これに対して本発明では先のような効果を奏し、電波吸収体板に含まれる導電性材料の濃度を増加させることなく高周波数帯域の電波吸収特性を向上することができる。この結果、磁性吸収体板２による低周波数帯域での電波吸収性能に加えて充分にその効果を発揮でき、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域にわたって優れた電波吸収特性が得られる。
　電波吸収層間に、電波吸収層より誘電率が低くなるように気体又は固体を充填した低誘電率層を介在させることにより、本発明の効果は得られる。低誘電率層の誘電率は３以下であるのが好ましく、誘電率及びコストを考慮すると空気層（空間層）であるのがより好ましい。
　図４に示した実施形態では、２枚の斜板１２１、１２３及び垂直板１２２から形成される小型電波吸収体４を用いているが、本発明はこれに限定されない。空間層（低誘電率層）１１を介した２枚以上の電波吸収体板１２１、１２３があれば本発明の効果は実現される。しかし、以下の理由から、より広範囲の電磁波に対応でき構造的にも安定するため、小型電波吸収体４は垂直板１２２を有する構成が好ましい。複数の複合型電波吸収体を配置した場合であって、隣接する電波吸収体の谷間となる部分、即ち、小型電波吸収体４が磁性吸収体板２に接触する下方部分に垂直上方向から波長の短い高周波数帯域の電磁波が到来した場合を考える。この場合、垂直板１２２があることで電波吸収体板１２１、１２３を離間して支えると同時に、電磁波を直接磁性吸収体板２まで到達させることなく、垂直板１２２により充分吸収できるという利点がある。
　図４に示す斜板構造の小型電波吸収体４は、例えば図５に示す長方形の電波吸収体板の点線部を折り曲げ、のりしろ部ｄに接着剤等をつけて対応部分に付着することにより、容易に形成することができる。このように斜板構造の小型電波吸収体は、施工性及びコスト面で非常に有利である。
　図１に示すように誘電損失体板に区切られる４カ所の空間に配置される斜板構造の小型電波吸収体４はそれぞれ異なる向きに配置するのが好ましい。このような構造にすることにより、偏波依存性がなく、様々な角度から到来する電磁波を効果的に吸収することができる。
　上述の通り、本発明では、小型電波吸収体４の電波吸収層１２、１３間に低誘電率層１１を設けることにより、電波吸収層での複数回にわたる熱変換による電磁波の減衰効果と位相差による電磁波の打ち消し効果との相乗効果を利用している。このため、要求性能に応じて、低誘電率層１１の厚さを変更してその性能を調整することができる。電波吸収体全体の大きさにも依存するが、通常、低誘電率層の厚さは、１０ｍｍ～５００mmに設定するのが好ましい。なお、ここで、「低誘電率層の厚さ」とは、図４のｈで示されるように低誘電率層１１の垂直方向（磁性吸収体板２に対する垂直方向）における寸法をいう。低誘電率層１１の厚さを前記範囲に設定することにより、高周波数帯域の電波吸収特性が大幅に向上し、複数の電波吸収層１２、１３を設置した効果が顕著に発揮される。なお、図４に示した実施形態では低誘電率層を１層、電波吸収層を２層としているが、本発明はこの構造には限定されない。例えば、低誘電率層を２層、電波吸収層を３層とした構造、又はさらに低誘電率層及び電波吸収層を増やした構造とすることもできる。
　本発明の小型電波吸収体４は、磁性吸収体板２に対して垂直方向において、低誘電率層１１を介した複数の電波吸収層１２、１３を有する構造であることを特徴とする。例えば、磁性吸収体板２と平行に低誘電率層１１を介した２層の電波吸収層１２、１３が設置された構成であっても所定の電磁波には対応し得る。本発明においてはより好ましくは、小型電波吸収体４を磁性吸収体板２に対して所定角度傾斜させた構造を備える。この構造により、充分な電磁波散乱効果が得られ、より優れた電波吸収特性が実現される。このような電磁波散乱効果を発現できる傾斜角度を確保し、且つ、小型電波吸収体４全体に含まれる導電性材料の濃度により磁性吸収体板２の電波吸収特性を阻害しないためには、小型電波吸収体の高さ（垂直方向の寸法）は、２００ｍｍ～７００ｍｍに設定するのが好ましい。なお、本発明における「小型電波吸収体の垂直方向の寸法（高さ）」とは、図４のｉで示されるように磁性吸収体板２に接触する小型電波吸収体４の最下部から最上部までの垂直方向における寸法である。また、高周波数帯域の電磁波が、磁性吸収体板２に直接到達することがないように、小型電波吸収体４は、上方から見た平面視において磁性吸収体板２全体を覆い隠すように設置されるのが好ましい。
　以下に本発明の複合型電波吸収体１に設置される小型電波吸収体４の構造の他の態様を説明する。本発明による小型電波吸収体４の構造は斜板構造に限らず、例えば図６（Ａ）に示すピラミッド形状や図６（Ｂ）に示すくさび形状等にすることもできる。小型電波吸収体４をピラミッド形状及びくさび形状とする場合でも、磁性吸収体板２に対して垂直方向において低誘電率層を介した複数の電波吸収層を有する必要がある。
　例えば、図６（Ａ）の複合型電波吸収体は、上側から見ると、一見従来の複合型電波吸収体との違いは認められない。しかし、その小型電波吸収体４を垂直な断面で見ると低誘電率層を介した２枚の斜板で構成されている。これにより複層の斜板構造の小型電波吸収体と同様にピラミッド型の複数の吸収層による電磁波の減衰効果と位相差による電磁波の打ち消し効果との相乗効果が得られる。図６（Ａ）では誘電損失体板に区切られる１空間毎に４個のピラミッド構造体が配置されているが、ピラミッド構造体の個数は複合型電波吸収体全体の大きさや要求性能に応じて適宜変更することもできる。また、図６（Ａ）では、ピラミッド構造体の下に正四角筒の構造体が配置されているが、ピラミッド構造体を磁性吸収体板上に直接設置することもできる。例えば図６（Ｃ）に示すように異なるサイズのピラミッド形状のものを二つ重ねたピラミッド構造体を磁性吸収体板上に直接設置したもの（低誘電率層の厚さが一定）、また図６（Ｄ）に示すような異なる傾斜のピラミッド形状のものを二つ重ねたピラミッド構造体を磁性吸収体板上に直接設置したもの（低誘電率層の厚さが変化）が挙げられる。くさび形状の場合については図示していないが、ピラミッド断面の左右半分の形状をその断面形状とするくさび形状が例として挙げられる。
　なお、本発明においては、隣接するピラミッドの谷間部に到来する波長の短い高周波数帯域の電磁波も有効に吸収するためには、図６（Ａ）に示すように正四角筒の構造体を配置するのが好ましい。また、上部から見て、磁性吸収体板が覆い隠されるように小型電波吸収体が配置されることが好ましい。
　図６（Ｂ）に示すくさび形状の小型電波吸収体も平行に配置された複数の斜板及びその間の低誘電率層から形成されている。この構造においても、複層の斜板構造又はピラミッド形状の小型電波吸収体と同様にくさび形状の複数の吸収層による電磁波の減衰効果と位相差による電磁波の打ち消し効果との相乗効果が得られる。また、図６（Ｂ）では誘電損失体板に区切られる１空間毎に１個のくさび構造体が配置されているが、くさび構造体の個数は複合型電波吸収体全体の大きさや要求性能に応じて適宜変更することもできる。図６（Ｂ）では、外側のくさび状斜板と磁性吸収体板との間に垂直板が配置されているが、くさび構造体を磁性吸収体板上に直接設置することもできる。但し、隣接する複合型電波吸収体との間に形成されるくさび間の谷間部に到来する波長の短い高周波数帯域の電磁波も有効に吸収するためには、図６（Ｂ）に示すように垂直板を配置するのが好ましい。また、上部から見て、磁性吸収体板が覆い隠されるように小型電波吸収体が配置されることが好ましい。
　上述した小型電波吸収体４もクロス型電波吸収体と同様に誘電損失材料からなる板材により構成される。板材の構造としては、シート状、段ボール構造又はハニカム構造等が挙げられる。具体的な誘電損失材料の例としては、カーボン含有発泡ウレタン、カーボン含有発泡スチレン、カーボン含有発泡ポリプロピレン等が挙げられる。また、カーボンを含有し、若しくはカーボン層を塗布したプラスティック、紙、シリカやアルミナ等の無機材料も誘電損失材料として用いることができる。導電材料として用いられるカーボンとしては、カーボンブラックやグラファイト等の粉末の他、カーボンファイバーやカーボンナノチューブ等の繊維状の材料も挙げられる。また、本発明では、小型電波吸収体はクロス型電波吸収体と別個に成形してもよい。この場合、小型電波吸収体の導電材料含有率をクロス型電波吸収体の導電材料含有率と変えることもできる。本発明の小型電波吸収体は、低誘電率層を介した複数の電波吸収層を配置することにより、複数の電波吸収層による電磁波の減衰効果と位相差による電磁波の打ち消し効果との相乗効果を利用する。そのため、小型電波吸収体中の導電材料含有量を磁性吸収体板の吸収性能を阻害しないように適度な低濃度に調整しつつ、高周波数帯域での電波吸収特性を向上させることができる。
　導電材料の含有率は導電材料の種類や形態等により異なる。例えば、グラファイトの様な粉末状のカーボンであれば、誘電損失材料の全質量に対して、１．７質量％～７質量％が好ましく、カーボンファイバーの様な繊維状のカーボンであれば、０．０３質量％～１．７質量％が好ましく、０．０３質量％～０．４質量％がより好ましい。なお、繊維状のカーボンを用いる場合には、その繊維長が０．５ｍｍ～７ｍｍであることが好ましく、この場合に最適な導電性が得る。
　また、前記クロス型電波吸収体を構成する誘電損失板及び小型電波吸収体を構成する導電性シートに難燃剤を適用することで難燃性を付与することができる。例えば、誘電損失板や導電性シートを、所定濃度の難燃剤溶液中に浸漬、又は、誘電損失板や導電性シートに、所定濃度の難燃剤溶液を塗布した後、乾燥する。これにより、電波吸収体の難燃性能、不燃性能が向上し、建築基準法の「不燃材料」に適合する電波吸収体材料を得ることも可能となる。前記方法により得られた電波吸収体は、不燃ボード等を付加する必要はなく、比較的容易に、軽量且つ不燃性能に優れた電波吸収体が得られる。得られた難燃性電波吸収体は、大電力でのＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）試験が義務づけられている自動車及び自動車部品用電波暗室への適用も可能となる。
　難燃剤は、誘電損失板や導電性シート等電波吸収体の構成材料に適用できるものであれば、特に限定されないが、ホウ酸系やリン酸系の難燃剤が好ましい。ホウ酸系化合物としては、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸ストロンチウム、ホウ酸亜鉛等公知の難燃剤が挙げられる。また、リン酸系化合物としては、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、ポリリン酸アンモニウム等公知の難燃剤が挙げられる。難燃剤の添加量は、各板材の質量に対して、固形分量で５～５０質量％であるのが好ましく、１０～３０質量％であるのがより好ましい。
　本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
　紙製の非導電性シートからなる厚み１５ｍｍのハニカム構造体を、底面部（下辺）６００ｍｍ、先端部（上辺）１００ｍｍ、高さ１４００ｍｍの台形状に切断した。この形状の板をクロス型電波吸収体の基礎部材として２枚作製した。２枚の基礎部材の表裏に、繊維長６ｍｍ、繊維径７μｍのカーボンファイバーを混練した紙製の導電性シート（導電性シートのカーボン含有率：１質量％）を貼り合わせ、誘電損失体板とした。なお、誘電損失体板全体に占めるカーボンの含有率は、０．１質量％であった。得られた誘電損失体板の一方は、上部に切欠きを入れ、他方は下部に切欠きを入れた（図２（Ａ）、２（Ｂ）参照）。それぞれの切欠き部同士を嵌め合わせることによってクロス型電波吸収体を形成した。このクロス型電波吸収体をフェライトタイル上に設置して、フェライトタイル上の誘電損失体板（クロス型電波吸収体）により、区切られた空間に以下の実施例１～４及び比較例１～３により作製した小型電波吸収体をそれぞれ設置して、複合型電波吸収体とした。
　（実施例１）
　パルプ中にカーボンの含有率が１質量％となるように繊維長３ｍｍ、繊維径７μｍのカーボンファイバーを分散させ、抄紙することにより導電性シートを作製した。この導電性シートを紙製の非導電性シートを中芯としてその表裏に貼り付けることによって、厚さ３ｍｍの段ボールシートを作製し、３００mm（幅）×１５３０mm（長さ）に切断した。なお、段ボールシート全体の質量に対するカーボン含有率は０．４質量％であった。得られた段ボールシートを図５に示す展開図に従って、ａを６００ｍｍ、ｂを１５０ｍｍ、ｄを３０ｍｍとして、折り曲げ、のりしろ部分（ｄ）に接着剤をつけて付着することにより、空間層（低誘電率層）１５０ｍｍを介した２層の電波吸収体層構造とした。この構造の小型電波吸収体を図１に示すようにクロス型電波吸収体で区切られた空間４カ所にそれぞれ異なる向きで斜めに配置して斜板構造とし、これを含む複合型電波吸収体を作製した。
　（実施例２）
　実施例１と同様の段ボールシートを用いて、小型電波吸収体を作製した。ここで、図５に示す展開図のｂを１００ｍｍとして、空間層（低誘電率層）を１００ｍｍとした他は全て実施例１と同様とした。
　（実施例３）
　実施例１と同様の段ボールシートを用いて、図７（Ａ）に示す展開図から中空の四角錐（ピラミッド形状）を複数個作製した。ここで、四角錐の底辺の長さｅは、１５０ｍｍとして、高さｆは５００ｍｍとした。また、また、図７（Ｂ）に示す展開図から底辺ｅが１５０ｍｍ、高さｇが１００mmの正四角筒を複数個作製した。２つの四角錐と１つの正四角筒を用いて、図７（Ｄ）に示すように、一方の四角錐の底辺と他方の四角錐の底辺をそれぞれ正四角筒の上辺と下辺とで合わせた形状とし、この内部に１００ｍｍの空間層（低誘電率層）が形成されるように２層構造の電波吸収体とした。このようにして形成した電波吸収体をクロス型電波吸収体で区切られた空間４カ所にそれぞれ４個ずつ合計１６個を配置し、複合型電波吸収体とした。
　（実施例４）
　パルプ中にカーボンの含有率が２０質量％となるように粒径４μｍのグラファイト粉末分散させ、抄紙することにより導電性シートを作製した。この導電性シートを紙製の非導電性シートを中芯としてその表裏に貼り付けることによって、厚さ３ｍｍの段ボールシートを作製した。なお、段ボールシート全体の質量に対するカーボン含有率は８質量％であった。得られた段ボールシートを用いて、実施例１と同様に２層構造の小型電波吸収体を作製し、実施例１と同様にフェライトタイル上に設置することにより、複合型電波吸収体を作製した。
　（実施例５）
　電波吸収体を構成する導電性シート及びハニカム構造体に予め難燃剤を用いて難燃性を付与した以外は、実施例１と同様に複合型電波吸収体を作製した。用いた難燃剤としては、株式会社トラストライフ製ファイアレスＢを用いた。導電性シートは、固形分濃度を２５％に調整した難燃剤溶液を塗工機で塗布した後、１００℃で１時間乾燥して不燃処理を行った。不燃処理後、導電性シートの質量に対して１０％の難燃液固形分が含まれていた。一方、ハニカム構造体は、固形分濃度を２５％とした難燃剤溶液を入れた含浸槽に所定時間含浸させた後、１００℃で1時間乾燥して不燃処理を行った。不燃処理後、ハニカム構造体の質量に対して、１３％の難燃液固形分が含まれていた。
　（比較例１）
　実施例３と同様の段ボールシートを用いて、実施例３と同様に四角錐と正四角筒の吸収体を形成した。ここでは、１個の四角錐に１個の正四角筒を組み合わせて、単層構造の電波吸収体を作製した。得られた電波吸収体を実施例３と同様にクロス型電波吸収体で区切られた空間４カ所にそれぞれ４個ずつ合計１６個を配置し、複合型電波吸収体とした。
　（比較例２）
　パルプ中にカーボンの含有率が４質量％となるように繊維長３ｍｍ、繊維径７μｍのカーボンファイバーを分散させ、抄紙することにより導電性シートを作製した。この導電性シートを紙製の非導電性シートを中芯としてその表裏に貼り付けることによって、厚さ３ｍｍの段ボールシートを作製した。なお、段ボールシート全体の質量に対するカーボン含有率は１．６質量％であった。この段ボールシートを用いて、比較例１と同様に、１個の四角錐と１個の正四角筒とを組み合わせた形状の単層構造の電波吸収体を作製した。この電波吸収体を比較例１と同様にクロス型電波吸収体で区切られた空間４カ所にそれぞれ４個ずつ合計１６個を配置し、複合型電波吸収体とした。
　（比較例３）
　実施例３と同様の段ボールシートを用いて、実施例３と同様に四角錐と正四角筒を組み合わせた形状の電波吸収体を形成した。ここで、上下２段に重なった正四角筒の内部に密着２層構造のピラミッドが収まった２層構造電波吸収体とした。得られた電波吸収体を実施例３と同様にクロス型電波吸収体で区切られた空間４カ所にそれぞれ４個ずつ合計１６個を配置し、複合型電波吸収体とした。
　（電波吸収特性の評価）
　実施例１～４及び比較例１～３の複合型電波吸収体の電波吸収特性を測定した結果を表１に示す。ここで、電波吸収特性の評価は、３０ＭＨｚ～１ＧＨｚの低周波数側は、同軸管法により、１ＧＨｚ～２０ＧＨｚの高周波数側は、垂直入射法により行った。単層構造の比較例１では、高周波数帯域で充分な電波吸収特性を得られず、単層構造で、カーボン濃度を増加させた比較例２では、高周波数帯域の電波吸収特性は向上するが、低周波数帯域での電波吸収特性が低下した。また、比較例３のように電波吸収板を直接重ね合わせても高周波数帯域における電波吸収特性はあまり改善されなかった。一方、空間層（低誘電率層）を介した複数の電波吸収層を有する本発明の電波吸収体（実施例１～４）では、全て３０ＭＨｚ～１８ＧＨｚにおいて２０ｄＢ～４０ｄＢの良好な電波吸収特性を有していることが確認された。なお、表１には記載されていないが、全ての実施例において、２０ＧＨｚにおいても良好な電波吸収特性が得られることが確認されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（不燃性能の評価）
　実施例５の電波吸収体の不燃性能を評価した結果を図８に示す。比較として、比較例１の電波吸収体について不燃性能を評価した結果も図８に示す。不燃性能評価は、建築基準法の「不燃材料」試験に定められているコーンカロリーメーターによる燃焼試験により行った。比較例１では、２０分燃焼後の総発熱量が１４．９ＭＪ/ｍ2であるのに対し、実施例５の電波吸収体では、４．７ＭＪ/ｍ2以下と難燃性が大幅に向上し、建築基準法の「不燃材料」に適合することが確認された。
　なお、上記実施形態は例示にすぎず、また本明細書の構成の変形及び修飾は当業者にとって自明である。従って、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定されるものであり、本明細書の詳細な記述およびこれらの態様によっては限定されない。
本発明の複合型電波吸収体の一例を示す斜視図である。 本発明のクロス型電波吸収体を構成する誘電損失体板の一例を示す図である。 本発明のクロス型電波吸収体の形状の例を示す斜視図である。 図１の複合型電波吸収体の側面図である。 図４の小型電波吸収体を形成する電波吸収体板の展開図及び完成図である。 本発明の複合型電波吸収体の別の例を示す斜視図（(A)(B)）及びその変形例を示す断面図((C)(D)）である。 実施例３の小型電波吸収体を形成する展開図（(A)(B)）、完成した小型電波吸収体の斜視図(C)及び断面図(D)である 実施例５及び比較例１の電波吸収体の不燃性能評価結果を示す図である。
　１　　複合型電波吸収体
　２　　磁性吸収体板
　３　　クロス型電波吸収体
　４　　小型電波吸収体
１１　　低誘電率層
１２、１３　　電波吸収層
　３３　　誘電損失体板
１２１、１２３　斜板
１２２　垂直板

Claims (3)

  1. 　磁性吸収体板と、
    　前記磁性吸収体板に対して垂直に配置される複数の誘電損失体板を交差させたクロス型電波吸収体、及び
    　磁性吸収体板上の、前記クロス型電波吸収体の誘電損失体板に区切られた空間に設置される小型電波吸収体を備える複合型電波吸収体であって、
    前記小型電波吸収体は、前記磁性吸収体板に対して垂直方向において、複数の電波吸収層と、前記電波吸収層間に介在し、電波吸収層より誘電率の低い低誘電率層を有することを特徴とする複合型電波吸収体。
  2. 　前記低誘電率層の垂直方向の厚さが、１０ｍｍ～５００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の複合型電波吸収体。
  3. 　前記小型電波吸収体の垂直方向の寸法が、２００ｍｍ～７００ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合型電波吸収体。
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