WO2024038775A1 - 反射パネル、電磁波反射装置、及び電磁波反射フェンス - Google Patents

Abstract

耐候性が改善された反射パネルと、これを用いた電磁波反射装置及び電磁波反射フェンスを提供する。反射パネルは、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の所定の周波数帯の電磁波を反射する導電パターンを有する導電層と、前記導電層の少なくとも一方の表面に接着層を介して接合される誘電体層と、前記誘電体層の前記接着層と反対側の表面に設けられる紫外線吸収剤を含む保護層と、を有し、前記保護層の厚さに対する前記誘電体層の厚さの比は６６以上１６００以下である。

Description

反射パネル、電磁波反射装置、及び電磁波反射フェンス

　本発明は、反射パネル、電磁波反射装置、及び電磁波反射フェンスに関する。

　製造プロセスやオフィスワークの自動化、遠隔操作、ＡＩ（Artificial Intelligence：人口知能）による制御・管理、自動運転の実現などを目的として、屋内外に無線基地局の導入が進んでいる。工場、プラント、オフィス、商業施設等の屋内や、高速道路、鉄道線路等の屋外の他、医療現場やイベント会場のように屋内外を問わない場面にも無線基地局は導入されている。

　第５世代移動通信規格（以下、「５Ｇ」と呼ぶ）では、「ｓｕｂ-６」と呼ばれる６ＧＨｚ以下の周波数帯と、ミリ波帯に分類される２８ＧＨｚ帯が提供されている。次世代の６Ｇ移動通信規格では、サブテラヘルツ帯への拡張が見込まれている。このような高周波の帯域を用いることで、通信帯域幅が大幅に拡張され、大量のデータ通信を低遅延で行うことができる。製造ラインの少なくとも一部に沿って電磁反射装置を配置する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

国際公開公報第２０２１／１９９５０４号

　電磁反射装置を用いることで、直進性の強い電波を用いる無線通信システムで、通信環境を改善することができる。５Ｇのユースケースは屋内及び屋外にわたる。電磁波反射装置を屋外環境、または屋外に近い屋内環境で用いた場合、紫外線、温度変化、湿度等により反射パネルが変形または変色し、反射特性が劣化する傾向にある。電磁波反射装置を安全柵や遮音壁として使用する場合、可視光に対する透過性が低下すると、視認性、安全性が低下し、当初の仕様から逸脱する。発明者は、導電層を樹脂基板で挟んだ反射パネルで１０％程度の変形が生じると、反射方向と反射効率に悪影響が及ぶことを確認した。さらに、紫外線の照射により樹脂基板の比誘電率が変化し、設計された反射方向と反射効率が得られないことを見出した。屋外、または屋外に近い環境で電磁波反射装置を用いるには反射パネルの耐候性の改善が求められる。

　本発明は、耐候性が改善された反射パネルと、これを用いた電磁波反射装置、及び電磁波反射システムを提供することを一つの目的とする。

　一実施形態において、反射パネルは、
　１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の所定の周波数帯の電磁波を反射する導電パターンを有する導電層と、
　前記導電層の少なくとも一方の表面に接着層を介して接合される誘電体層と、
　前記誘電体層の前記接着層と反対側の表面に設けられる紫外線吸収剤を含む保護層と、
を有し、前記保護層の厚さに対する前記誘電体層の厚さの比は６６以上１６００以下である。

　耐候性が改善された反射パネルと、これを用いた電磁波反射装置、及び電磁波反射システムが実現される。

実施形態の無線伝達システムの模式図である。 複数の電磁波反射装置を連結した電磁波反射フェンスの模式図である。 電磁波反射装置と電磁波反射フェンスの変形例の模式図である。 図２ＡのＡ－Ａラインに沿ったフレームの水平断面の構成例である。 反射パネルの層構成の一例を示す図である。 評価に用いる導電層のモデルを示す図である。 解析空間を示す図である。 解析空間のａｂ面の模式図である。 解析空間のａｃ面の模式図である。 無線伝達システムのシミュレーションモデルの上面図である。 無線伝達システムのシミュレーションモデルの斜視図である。 図８及び図９のモデルで用いられる物体の材質と座標を示す図である。 例７の受信電力分布を示す図である。 例８の受信電力分布を示す図である。 例９の受信電力分布を示す図である。 例１０の受信電力分布を示す図である。 例１１の受信電力分布を示す図である。 例１２の受信電力分布を示す図である。

　実施形態では、屋内外で用いられる無線伝達システムと、この無線伝達システムで用いられる電磁波反射パネルを提供する。「屋内外」というときは、屋内、屋外、及び、屋外に近い環境を含む。「屋外に近い環境」とは、テラス、アーケード、バルコニー等のように屋内と屋外を接続する空間、あるいは、電磁波を透過するガラス、プラスチック等の近傍に位置する屋内空間をいう。屋外または屋外に近い環境でローカル５Ｇの電波を利用する無線伝達システムを構築する場合、電波伝搬環境の向上と、外部への電波飛び出し防止とを両立する必要がある。加えて、電磁波反射パネルの耐候性を改善して、長時間経過後も反射効率を維持したいという要請がある。

　外部への電波飛び出しの抑制だけに着目すると、有料道路のＥＴＣ（Electronic Toll Collection：自動料金支払い）のガントリーのように、内面を電磁波吸収体で覆うことが考えられる。しかし、道路や施設の壁面全体を電波吸収体で覆うことは非現実的であり、そもそも電磁波吸収体だけでは、不感地帯の低減と電波伝搬環境の改善につながらない。不感地帯を低減して電波伝搬環境を改善するためには、電磁波反射装置が有効である。しかし、屋内外での使用の実状と、電波の飛び出し防止を考えると、基地局アンテナに対して電磁波反射装置を最適な位置関係で配置する必要がある。他方で、屋外、または屋外に近い環境での使用では特に、電磁波反射装置で用いられる反射パネルの機械的強度を高め、耐候性を改善する必要がある。

　実施形態では、これらの要請を満たす無線伝達システムと反射パネル、及び電磁波反射装置を提供する。以下で、図面を参照して、実施形態の無線伝達システムと反射パネル、及び反射パネルを用いた電磁波反射装置の構成を説明する。以下に示す形態は本発明の技術思想を具現化するための一例であって、本発明を限定するものではない。各図面に示される各部材の大きさ、位置関係等は、発明の理解を容易にするために誇張して描かれている場合がある。以下の説明において、同一の構成要素または機能に同一の名称または符号を付けて、重複する説明を省略する場合がある。

　＜無線伝達システム＞
　図１は、実施形態の無線伝達システム１の模式図である。無線伝達システム１は、屋内外に設置され得るが、実施形態では特に、屋外、または屋外に近い環境での耐候性を改善する。無線伝達システム１は、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下、たとえば１ＧＨｚ以上１７０ＧＨｚ以下の所定の周波数帯で無線通信する基地局３３と、基地局の周波数の電磁波を反射する反射パネルを有して基地局３３の通信エリア内で一定方向に長く伸びる領域の長手方向に沿って設けられる電磁波反射装置６０と、を含む。図１では、屋外環境の一例として、道路３２を通信エリアとする無線環境を考える。図１の座標系で、道路３２の長さ方向をＸ方向、幅方向をＹ方向、路面に垂直な方向をＺ方向とする。道路３２上を、多数の車両３１が走行する。車両３１は、自動運転機能、または半自動運転機能を備えた車両であってもよいし、自動運転機能のない車両であってもよい。いずれの場合も、ドライバーや同乗者が持つ携帯端末だけではなく、車両３１自体に搭載された無線通信機能を有し、車両３１と制御・管理システムとの間で大量のデータが送受信される。

　車両３１のような移動体とネットワークとの間の無線通信を実現するために、道路３２に沿って基地局３３が配置される。基地局３３は、車両３１との間で、１ＧＨｚ以上１７０ＧＨｚ以下の周波数帯の中の所定の周波数で信号またはデータを送受信する。道路３２の地形、周囲環境や、多数の車両３１の存在により、直進性の乏しい高周波の電波を基地局３３から直接、各車両３１に届けるのは難しい。そこで、道路３２の少なくとも一方の側に沿って、電磁波反射装置６０が配置される。電波は電磁波の一種であり、一般的には３ＴＨｚ以下の電磁波を電波と呼ぶ。ここでは、基地局３３から送信される通信波を「電波」と呼び、電磁波一般については「電磁波」と呼ぶ。後述するように、複数の電磁波反射装置６０を連結して、電磁波反射フェンスとして道路３２の路肩に設置してもよい。

　基地局３３のアンテナの位置は、電磁波反射装置６０の最上部の位置よりも高くても低くてもよい。電磁波反射装置６０の最上部が基地局３３のアンテナよりも高い位置に設置される場合は、道路３２の外部への電波漏れが効果的に抑制される。電磁波反射装置の最上部の位置が基地局３３のアンテナよりも低い場合は、基地局３３は、道路３２内に向けてビームが形成される指向性のアンテナを有することが望ましい。基地局３３の指向性アンテナに加えて、道路３２の少なくとも一方の側に沿って電磁波反射装置６０を配置することで、基地局３３からの電波を効率よく道路３２上に集中させて、道路３２の外に飛び出る電波を抑制する。これにより、道路３２上での受信電力の平均値または中央値よりも、道路３２の外での受信電力が低くなる。

　基地局３３でビーム形状を制御しても、他の車両３１がＬＯＳ（Line of Sight：見通し内）の妨げになる場合がある。その場合、基地局３３からの電波を電磁波反射装置６０で反射して車両３１に届けることができる。道路３２と基地局３３の位置関係から、基地局３３のアンテナから電磁波反射装置６０を結んだ最短距離を５．０ｍ以上３００．０ｍ以下、基地局３３のアンテナの最大利得を５ｄＢｉ以上３０ｄＢｉ以下にしてもよい。基地局３３のアンテナから電磁波反射装置６０までを結んだ最短距離が５．０ｍ未満だと、基地局３３からの電波を、電磁波反射装置６０を介して効率的に車両３１に届けるのが困難になる。基地局３３から電磁波反射装置６０を結んだ最短距離の３００．０ｍを超えると、アンテナの最大利得と電波の直進性の観点から、やはり電磁波反射装置６０を介して電波を車両３１に届けるのが困難になる。

　電磁波反射装置６０の反射面のサイズは、少なくとも第１フレネルゾーンの半径Ｒで決まる領域をカバーできる大きさであればよい。基地局３３のアンテナから放射され、電磁波反射装置６０で反射された電波が同相で車両３１に到達するときの第１フレネルゾーンの半径Ｒは、次式で規定される。

　　　Ｒ＝［λｄ１ｄ２／（ｄ１＋ｄ２）］^１/２
ここで、λは使用波長、ｄ１は基地局３３のアンテナから電磁波反射装置６０までの距離、ｄ２は電磁波反射装置６０から車両３１のアンテナまでの距離である。

　２８ＧＨｚ帯（波長約１０．７ｍｍ）で基地局３３のアンテナから電磁波反射装置６０までの距離ｄ１が２０．０ｍｍ、電磁波反射装置６０から車両３１までの距離ｄ２が１０．０ｍであるとすると、電磁波反射装置６０の反射面のサイズは、一辺が数十センチメートルあれば足りる。一方、少ない数の電磁波反射装置６０で広い反射エリアをカバーする電磁波反射フェンスを形成する観点から、電磁波反射装置６０の反射面の幅×長さは２．０ｍ×４．０ｍ程度の大きさであってもよい。実施形態では、電磁波反射装置６０の反射面の裏側、すなわち、道路３２の外側の領域での受信電力が、道路３２上での受信電力の平均値または中央値よりも低くなるように、電磁波反射装置６０を道路３２に沿って配置する。

　＜電磁波反射装置と電磁波反射フェンス＞
　図２Ａは、電磁波反射フェンス１００Ａの模式図である。電磁波反射フェンス１００Ａは、反射パネル１０Ａ－１、１０Ａ－２、及び１０Ａ－３（以下、適宜「反射パネル１０Ａ」と総称する場合がある）を有する電磁波反射装置６０Ａ－１、６０Ａ－２、及び６０Ａ－３（以下、適宜「電磁波反射装置６０Ａ」と総称する場合がある）をフレーム５０Ａで連結したものである。図２Ａの座標系は図１の座標系と整合しており、反射パネル１０の幅または横方向をＸ方向、厚さ方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とする。図２Ａでは、３つの電磁波反射装置６０Ａを連結して電磁波反射フェンス１００Ａを構成しているが、連結される電磁波反射装置６０Ａの数は、道路３２の状況に応じて適宜、決定される。

　電磁波反射装置６０Ａで用いられる反射パネル１０Ａは、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下、たとえば１ＧＨｚ以上１７０ＧＨｚ以下、または１ＧＨｚ以上１００ＧＨｚ以下、または１ＧＨｚ以上８０ＧＨｚ以下の電磁波を反射する。反射パネル１０Ａは、導電膜を含む層を反射膜として有する。導電膜は、目的とする反射角度、周波数帯域等に応じて設計された所定の導電パターンを有する。導電パターンは、周期的なパターン、メッシュパターン、幾何学パターン等絵を含み、透明導電膜で形成されていてもよい。反射パネル１０Ａは、最外層に紫外線防止機能をもつ保護層を有する。

　反射パネル１０Ａの少なくとも一部は、電磁波の入射角と反射角が異なる非鏡面反射面であってもよい。非鏡面反射面は、拡散面や散乱面の他、所望の方向に電波を反射するように設計された人工的な反射面であるメタサーフェスを含む。反射パネル１０Ａ－１、１０Ａ－２、１０Ａ－３は、反射電位の連続性を保つ観点から、互いに電気的に接続されていることが望ましい場合があるが、メタサーフェスを含む場合は、隣接する反射パネル１０Ａ間に電気的な接続はなくてもよい。隣接する反射パネル１０Ａ同士をフレーム５０Ａで保持することで、Ｘ方向に連結された電磁波反射フェンス１００Ａが得られる。

　電磁波反射装置６０Ａは、反射パネル１０Ａとフレーム５０Ａに加えて、フレーム５０Ａを支持する脚部５６を有していてもよい。脚部５６により、電磁波反射装置６０または電磁波反射フェンス１００を路面に自立させてもよい。脚部５６をネジ、ビス等で路面に固定できる構成としてもよい。逆に電磁波反射装置６０または電磁波反射フェンス１００を路面に自立させ、さらにキャスターのような部品などを有し、可動にしてもよい。フレーム５０Ａの他に、反射パネル１０の上端を保持するトップフレーム５７と、下端を保持するボトムフレーム５８を用いてもよい。この場合、フレーム５０Ａと、トップフレーム５７と、ボトムフレーム５８とで、反射パネル１０Ａの全周を保持するフレームが構成される。フレーム５０Ａは、トップフレーム５７とボトムフレーム５８に対する位置関係から、「サイドフレーム」と呼んでもよい。トップフレーム５７とボトムフレーム５８を設けることで、反射パネル１０の搬送、組立時の機械的強度と安全性が確保される。トップフレーム５７は、反射パネル１０Ａの上端に別の反射パネル、または電磁波吸収パネル等の別部材を連結可能に構成されていてもよい。これにより、電磁波反射フェンス１００Ａのサイズと機能の自由度が高くなる。

　図２Ｂは、変形例としての電磁波反射フェンス１００Ｂの模式図である。電磁波反射フェンス１００Ｂは、反射パネル１０Ｂ－１、１０Ｂ－２、及び１０Ｂ－３（以下、適宜「反射パネル１０Ｂ」と総称する場合がある）を有する電磁波反射装置６０Ｂ－１、６０Ｂ－２、及び６０Ｂ－３（以下、適宜「電磁波反射装置６０Ａ」と総称する場合がある）をフレーム５０Ｂで連結したものである。反射パネル１０Ｂは、少なくとも一部に曲面を含む。この例では、反射パネル１０ＢはＺ方向の上端側で湾曲している。曲面を含む反射パネル１０Ｂを保持し、連結するために、フレーム５０Ｂは、反射パネル１０Ｂの曲率に応じた湾曲を有する。反射パネル１０Ｂの曲率半径は、電磁波反射装置６０Ｂが適用される道路３２の幅、周囲の状況、反射パネル１０Ｂの厚さ、電磁波反射装置６０Ｂの高さ等に応じて決定される。

　たとえば、反射パネル１０Ｂの厚みが５．０ｍｍ以上、１７．０ｍｍ以下であり、道路３２の上方に障害物がほとんどない場合に、反射パネル１０Ｂの曲率半径を１５００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下、好ましくは２０００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下、に設定してもよい。反射パネル１０Ｂは、反射パネル１０Ａと同様に、最外層に紫外線防止剤を含む層を有するのが望ましい。反射パネル１０Ｂに湾曲面を持たせる構成に替えて、トップフレーム５７で別の平坦な反射パネル１０や電磁波吸収パネルのような別部材を所定の傾斜角で連結する構成を用いてもよい。

　図２Ｃは、図２ＡのＡ－Ａラインに沿ったフレーム５０Ａの構成例を、ＸＹ面と平行な断面図で示す。フレーム５０Ｂは、上部が反射パネル１０Ｂの湾曲に沿って湾曲していることを除いて、フレーム５０Ａと同じ断面構成を有するので、以下の説明では「フレーム５０」と総称する。フレーム５０は、導電性の本体５００と、本体５００の幅方向の両側に形成されたスリット５１－１、及び５１－２を有する。反射パネル１０－１と１０－２のエッジは、スリット５１－１と５１－２にそれぞれ挿入されて、空間５２内で保持される。空間５２は必須ではないが、空間５２を設けることで、フレーム５０の本体５００を軽量化するとともに、反射パネル１０の保持角度にゆとりを持たせることができる。

　反射パネル１０－１と１０－２のそれぞれがスリット５１－１と５１－２に挿入されることで、隣接する反射パネル１０－１と１０－２は安定的に保持され得る。図２Ｂのように反射パネル１０Ｂの一部が湾曲している場合も、湾曲した反射パネル１０Ｂのエッジが湾曲したフレーム５０のスリット５１内に挿入されて保持される。本体５００の一部は非導電性の材料で形成されていてもよい。本体５００の外表面に、樹脂などの非導電性のカバー５０１が設けられていてもよいが、カバー５０１を設ける場合、カバー５０１は耐候性のよい樹脂材料で形成されていてもよい。

　＜反射パネルの構成＞
　図３は、反射パネル１０の層構成の例を示す。図３の層構成は、反射パネル１０の厚さ（Ｙ）方向の構成である。反射パネル１０は、導電層１１と、導電層１１の少なくとも一方の面に接着層１２または１３を介して接合される誘電体層１４または１５と、誘電体層１４または１５の表面に設けられる保護層１６または１７を含む。図３の例では、導電層１１は接着層１２及び１３を介して誘電体層１４と１５に挟まれ、誘電体層１４及び１５の双方の表面に保護層１６と１７が設けられている。保護層１６と１７は、紫外線防止機能をもつ。図２Ｂのように湾曲面を含む反射パネル１０Ｂを用いる場合は、反射パネル１０Ｂの湾曲面の外側の表面にだけ保護層を設けてもよい。

　電磁波反射装置６０が屋外、または屋外環境に近い屋内施設で用いられる場合、反射パネル１０は耐候性を有することが望ましい。実施形態の反射パネル１０は、屋外環境に耐えうる機械的強度と耐候性を有する。一般的な電磁波反射板を屋外環境においたときに、電磁波反射板の表面基板は、太陽光に含まれる可視光線や紫外線の影響、あるいは温度変化の影響で、変形、変色、劣化などの変質を起こす傾向にある。電磁波反射装置６０を連結した電磁波反射フェンス１００を、屋外の安全柵や遮音壁としても機能させる場合に、反射パネル１０の変色の影響で透過性が低下すると、視認性の低下につながる。反射パネル１０の表面基板が樹脂基板の場合、温度変化等の影響で、もとの寸法の１／１００程度の変形が生じたときに反射の方向または反射効率が変化し得る。また、紫外線の照射により樹脂材料や誘電材料の比誘電率が変化して、設計された反射方向、反射効率から逸脱するおそれがある。実施形態の反射パネル１０は、これらの問題点を抑制または低減する。

　導電層１１は、反射パネル１０の反射面を形成する面であり、金属のメッシュ、周期的パターン、幾何学パターン、透明導電膜等で形成されていてもよい。一例として、導電層１１は、Ｃｕ、Ｎｉ、ＳＵＳ、Ａｇ等の良導体で形成された金属メッシュを含む。反射パネル１０の一部にメタサーフェスが含まれる場合は、導電層１１は、複数の金属素子の周期的な配列を含むパターンを含んでいてもよい。導電層１１は、目的とする周波数の電磁波を設計された方向に反射する反射面として十分に機能するように、１０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下の厚さを有する。

　接着層１２と１３は、入射する電磁波を導電層１１に導くように、使用周波数に対する透過率は６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上である。接着層１２と１３は、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、セルロース樹脂、アニリン樹脂、エチレン樹脂、シリコン樹脂、その他の樹脂材料で形成されていてもよい。接着層１２と１３に屋外使用に耐えうる耐久性と耐湿性を持たせる場合は、エチレン・酢酸ビニル（ＥＶＡ：ethylene-vinyl acetate）共重合体やシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を用いてもよい。接着層１２、１３の厚さは、誘電体層１４、１５を導電層１１に確実に接着保持できる厚さであり、たとえば、１０μｍ以４００μｍ以下である。接着層１２と１３は、導電層１１による目標の反射特性を実現するのに適した比誘電率と誘電正接を持つ。

　誘電体層１４と１５は、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、フッ素樹脂など、絶縁性のポリマーフィルムである。反射パネル１０の強度を保ちつつ、反射パネル１０の総量をできるだけ軽くするためには、誘電体層１４及び１５の厚さは１．０ｍｍよりも厚く、８．０ｍｍ以下の範囲で選択される。この厚み範囲の根拠は後述する。導電層１１の厚さを１００．０μｍとすると、導電層１１の厚さに対する誘電体層１４及び１５の厚さの比は、１０より大きく、８０以下である。誘電体層１４と１５は屋外での使用に耐え得る機械的強度を持つとともに、目標の反射特性を実現するのに適した比誘電率と誘電正接を持つ。

　保護層１６と１７は、たとえば、紫外線吸収剤を含む樹脂層である。紫外線防止剤には紫外線吸収剤と紫外線散乱剤があるが、紫外線散乱剤を用いると、反射パネル１０で散乱された紫外線が、他の電磁波反射装置６０に影響する場合がある。そこで、紫外線吸収剤により紫外線を防止する。紫外線吸収剤として、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ヒドロキシフェニルトリアジン系等の紫外線吸収剤を用いてもよい。これらの紫外線吸収剤を樹脂に配合して誘電体層１４及び１５の表面にコーティングし、保護層１６及び１７を塗布膜として形成してもよい。

　保護層１６と１７の厚さは、紫外線を十分に吸収しつつ、可視光を透過して反射パネル１０の透明性を阻害しない厚さであり、たとえば５μｍ以上１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ±数ミクロンである。反射パネルの強度を確保しつつ透明性を維持する観点から、保護層１６及び１７に対する誘電体層１４及び１５の厚さの比は、６６以上１６００以下である。導電層１１の厚さを１００．０μｍとしたときに、導電層１１の厚さに対する保護層１６及び１７の厚さの比は、０．０５以上０．１５以下である。保護層１６または１７に対する反射パネル１０全体の厚さの比は、反射パネル１０の強度、反射特性、および透明性を維持する観点から、３５０以上１０００以下であるのが好ましい。

　このような構成の反射パネル１０の全体の厚さは５．０ｍｍ以上１７．０ｍｍ以下である。導電層１１の厚さが１００μｍのときの導電層１１に対する反射パネル１０全体の厚さの比は５０以上１７０以下である。機械的強度を担保する観点から、導電層１１に対する誘電材料の厚さの割合が大きくなるので、反射パネル１０がメタサーフェスを含む場合は、接着層１２と誘電体層１４と保護層１６を合わせた誘電体部分全体の比誘電率と誘電正接を適切に設計するのが望ましい。

　＜反射パネルと無線伝達システムの評価＞
　上述した反射パネル１０の長時間使用後の電力反射効率と透明性の変化を評価する。また、反射パネル１０を有する電磁波反射装置６０を用いた無線伝達システム１の受信電力分布を評価する。

　図４は、反射効率の評価で用いる導電層１１のモデル２０の模式図である。評価用のモデル２０の座標空間は、図１の無線伝達システムの座標空間と別の空間であり、導電層１１が形成される面内をａｂ面、ａｂ面に垂直な軸をｃ軸とする。導電層１１は、複数の金属素子１５１で形成される単位パターン２１０の繰り返しを含む。単位パターン２１０は「スーパーセル」とも呼ばれ、ｂ方向に長軸を有する複数の金属素子１５１が、ａ方向に所定のピッチで並べられている。ａ方向は、図２Ａの反射パネル１０ＡのＸ方向に対応する。

　図５は、電磁波シミュレーションの解析空間１０１、図６は解析空間１０１のａｂ面の模式図、図７は解析空間１０１のａｃ面の模式図である。解析空間１０１のａ軸×ｂ軸×ｃ軸で表されるサイズは、１１１．８ｍｍ×３２．１ｍｍ×３．７ｍｍである。この解析空間１０１内に、導電層１１のモデル２０が配置される。モデル２０は、ａ方向に８つの単位パターン２１０が繰り返し配置され、ｂ方向に６つの単位パターン２１０が繰り返し配置された８×６の単位パターンを有する。境界条件は、解析空間１０１の周囲に電磁波吸収体１０２を配置した設計とする。単位パターン２１０は、所定の周波数の垂直入射電磁波を５０°の角度に反射するように設計されている。

　評価方法は、図５、図６、及び図７に示した解析空間１０１で、８×６個の単位パターン２１０のモデル２０を用いる。所定の周波数の平面波を入射角０°でモデル２０に入射し、汎用の三次元電磁界シミュレーションソフトウェアで、反射波の散乱断面積を解析する。散乱断面積、すなわちレーダ反射断面積（ＲＣＳ：Rader Cross Section）は、入射電磁波を反射させる能力、あるいは反射特性を示す指標として用いられる。反射波の角度とゲイン（ｄＢ）値から電力反射効率が計算される。以下の記載で「反射効率」と記載するときは、特段の断りのない限り、電力反射効率を指すものとする。

　入射角と異なる反射角で反射するメタサーフェスの場合、算出した反射効率を補正する必要がある。理想的な導電プレートは完全に鏡面反射し、垂直入射に対して、同じ方向に電磁波を反射するのに対し、単位パターン２１０で形成されるメタサーフェスは入射角と異なる方向に電磁波を反射する。メタサーフェスの反射効率は、ゲイン値から求めた電力反射効率を補正値で除算した値とする。

　図４または図５のシミュレーション用のモデル２０で決まる損失のないメタサーフェスでの反射電界をＥ_ＭＲ、理想的な導電プレートでの反射電界をＥ_ＰＥＣとすると、補正値εpを｜Ｅ_ＭＲ／Ｅ_ＰＥＣ｜^２とする。｜Ｅ_ＭＲ／Ｅ_ＰＥＣ｜は、

あるいは、

と表される。ここで、θはメタサーフェスへの入射角、φは相当する正規反射の場合の反射角である。メタサーフェスの反射角をθ＝５０°、あるいはθr＝５０°、入射角をθi＝０°、正規反射の反射角φ＝２５°とすると、補正値εpは０．７８２６である。

　＜耐候性の評価＞
　下記の例１と例２で、反射パネル１０の耐候性を評価する。例１は実施例、例２は比較例である。耐候性の評価項目は、反射パネル１０を一定時間所定の環境下に放置した後の反射効率、ヘイズ値、及びＹＩ値の変化とする。ヘイズ値は、全透過光に対する拡散光の割合（％）であり、曇り度または透明度を表す指標となる。ヘイズ値が高いほど、曇り度が高い。ＹＩ値は黄変度を表し、透明から黄色方向の変化をプラスの値で表す。分光測色により３刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求め、数式
　　　ＹＩ＝１００×（１．２９８５Ｘ－１．１３３５Ｚ）／Ｙ
からＹＩ値を求める。

　［例１］
　例１は、実施例の構成のシミュレーション結果を示す。図３に示した層構造のうち、導電層１１の少なくとも一方の側に誘電体層１４を配置し、誘電体層１４の最表面を保護層１６で覆う。保護層１６には紫外線吸収剤が含まれている。上述したシミュレーションにより、保護層１６の効果を評価する。シミュレーションの目的で、導電層１１を支持する支持層として、厚さ０．７ｍｍのポリカーボネートフィルムを設定する。ポリカーボネートフィルムの導電層１１と反対側の面に、厚さ０．３６ｍｍのＡｇ系多層膜のグラウンド層を設定する。ポリカーボネートフィルムのグラウンド層と反対側の支持面に、厚さ０．０１ｍｍの接着材で導電層１１を配置する。接着材は導電層１１を構成する単位パターン２１０の金属素子１５１を担持する部分にだけ適用されている。導電層１１の材料は厚さ０．０３ｍｍの銅箔とする。

　導電層１１を覆って、厚さ４００μｍの接着層１２を設け、接着層１２により厚さ２．０ｍｍのポリカーボネートシートを誘電体層１４として接合する。ポリカーボネートシートの表面に、厚さ８．０μｍの保護層１６を配置する。保護層１６は紫外線吸収剤が配合された樹脂コートとする。導電層１１に含まれる単位パターン２１０の金属素子１５１のａ軸方向の幅は、一律１．６ｍｍである。金属素子１５１のｂ軸方向の長さは、それぞれ２．５６６３ｍｍ、２．９１１３ｍｍ、４．０７１７ｍｍ、１．２５２１ｍｍ、１．８９７５ｍｍ、２．５３５７ｍｍ、とする。このときの誘電体層１４に対する金属素子１５１の面積占有率は３２．６％であり、可視光に対する透過率は４３．１％である。

　入射角０°で入射した２８．０ＧＨｚの電磁波が反射角５０°で反射するときのＲＣＳプロットの５０°におけるゲイン値は－１．１０８７ｄＢであり、εｐ＝０．７８２６で補正した後の反射効率は８５．１％である。

　この反射パネルを６０℃、湿度９５％の環境に５００時間放置した後の状態で、再度計算する。入射角０°で入射した２８．０ＧＨｚの電磁波が反射角５０°で反射するときのＲＣＳプロットの５０°におけるゲイン値は－１．４７３５ｄＢであり、εｐ＝０．７８２６で補正した後の反射効率は７８．２％である。また、同じ反射パネルの構成で、サンシャインウェザーメータで５０００時間曝露試験において、ヘイズ値の変化量は３．０％であり、ＹＩ値の変化量ΔＹＩは２．０％であった。

　例１で、導電層１１を覆う誘電体層１４の表面に、紫外線吸収剤を含む保護層１６を設けることで、高温、高湿の環境下に５００時間放置した後の反射効率の低下は７％程度に抑えられている。また、ヘイズ値の増加はわずか３．０％、ΔＹＩの変化量は２．０％であり、反射パネル１０の透明性が維持されていることがわかる。

　［例２］
　例２は、比較例のシミュレーション結果を示す。誘電体層１４の表面に保護層を設けないことを除いて、例１と同じ条件とする。保護層を除く反射パネルの層構造、単位パターン２１０の金属素子１５１の幅と長さ、誘電体層に対する金属素子１５１の面積占有率と透過率は、すべて例１と同じである。

　入射角０°で入射した２８．０ＧＨｚの電磁波が反射角５０°で反射するときのＲＣＳプロットの５０°におけるゲイン値は－１．１０８７ｄＢであり、εｐ＝０．７８２６で補正した後の反射効率は８５．１％である。例１と同じ反射効率が得られている。

　例２の反射パネルを６０℃、湿度９５％の環境に５００時間放置した後の状態で、再度計算する。入射角０°で入射した２８．０ＧＨｚの電磁波が反射角５０°で反射するときのＲＣＳプロットの５０°におけるゲイン値は－２．９６３０ｄＢであり、εｐ＝０．７８２６で補正した後の反射効率は５５．５％である。また、同じ反射パネルの構成で、サンシャインウェザーメータで３０００時間曝露試験において、ヘイズ値の変化量は１０．０％であり、黄変度を表すＹＩ値の変化量ΔＹＩは１８．０％であった。

　誘電体層１４の表面に保護層を設けない構成では、高温、高湿の環境下に同じ時間放置した場合に、反射効率が５５．０％に低下し、電磁波反射板として機能可能な一つの基準である６０．０％の反射効率を下回る。ヘイズ値は１０．０％増加し、ΔＹＩは１８．０％と大きく、反射パネルの黄変が顕著になり、かつ透明性が劣化することがわかる。

　＜機械的強度の評価＞
　例３から例６に、反射パネル１０の機械的強度の評価結果を示す。反射パネル１０の機械的強度は、ＮＥＸＣＯ（Nippon Expressway Company Limited）試験法９０１及び９０２に準拠した強度試験と耐衝撃性能試験に則ってと評価される。例３と例４は実施例の構成の評価結果を示し、例５と例６は比較例の評価結果を示す。

　［例３］
　例３は、実施例の機械的強度の評価結果を示す。図３の層構成で、導電層１１の両面に、縦１．０ｍ、横２．０ｍ、厚さ８．０ｍｍの２枚の平坦なポリカーボネートシートの誘電体層１４及び１５を設定する。導電層１１は、厚さ１００．０μｍのステンレス製のメッシュとする。ポリカーボネートシートの誘電体層１４及び１５と導電層１１の間に、厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニルの接着層１２及び１３を設定する。誘電体層１４及び１５の表面に、紫外線吸収剤を含む厚さ７．０μｍの保護層１６及び１７を設定する。誘電体層１４または１５と、保護層１６または１７の厚さの比は、８．０ｍｍ：７．０μｍ＝１１４３：１である。誘電体層１４または１５と、導電層１１の厚さの比は、８．０ｍｍ：１００．０μｍ＝８０：１である。

　耐衝撃性の試験は、例３の反射パネルに、３００ｋｇの鉄球による加撃体で衝撃を与え飛散防止率を測定する。飛散防止率は、
　　　飛散防止率（％）＝（部材重量－破片総重量）／部材重量×１００
で表される。飛散した破片の総重量が少ないほど飛散防止率は高い。例３の反射パネルの飛散防止率は９９％と高く、透光部（すなわち誘電体層と保護層）のわずか１％が破片として飛散したにとどまる。また、透光部の破片の最大重量は１．５ｇ以下と軽量である。強度試験は、反射パネルの中心のたわみ量を測定し、反射パネルの短辺（１．０ｍ）に対するたわみ量の割合が１／１５以下であることを確認することで評価される。例３の反射パネルの中心のたわみ量は、短辺の長さの１／１５以下であり、耐衝撃性、強度ともに良好である。

　［例４］
　例４は、実施例の機械的強度の評価結果を示す。例４の反射パネルの層構成は、誘電体層１４及び１５を形成するポリカーボネートシートの厚さを５．０ｍｍに変えたことを除いて、例３の反射パネルの層構成と同じである。導電層１１は、厚さ１００．０μｍのステンレス製のメッシュ、接着層１２及び１３は、厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニル、保護層１６及び１８は、紫外線吸収剤を含む厚さ７．０μｍの樹脂層である。誘電体層１４または１５と、保護層１６または１７の厚さの比は、５．０ｍｍ：７．０μｍ＝７１４：１である。誘電体層１４または１５と、導電層１１の厚さの比は、５．０ｍｍ：１００．０μｍ＝５０：１である。

　強度試験と耐衝撃性能試験の結果、厚さ５．０ｍｍのポリカーボネートシートの誘電体層と、厚さ７．０μｍの保護層を用いた例４の反射パネルの飛散防止率は、例３と同じく９９％と高い。透光部の破片の最大重量は１．５ｇ以下である。反射パネル中心のたわみ量は、反射パネルの短辺（１．０ｍ）の１／１５以下であることが確認された。例４の反射パネルは、耐衝撃性、強度ともに良好である。

　［例５］
　例５は、比較例の反射パネルの機械的強度の評価結果を示す。例５の反射パネルの層構成は、誘電体層１４及び１５を形成するポリカーボネートシートの厚さを、１．０ｍｍに変えたこと、及び誘電体層１４及び１５の表面の保護層１６及び１７の厚さを０．５μｍに変えたことを除いて、例３及び例４の反射パネルの層構成と同じである。誘電体層１４または１５と、保護層１６または１７の厚さの比は、１．０ｍｍ：０．５μｍ＝２０００：１である。誘電体層１４または１５と、導電層１１の厚さの比は、１．０ｍｍ：１００．０μｍ＝１０：１である。

　強度試験と耐衝撃性能試験の結果、厚さ１．０ｍｍのポリカーボネートシートの誘電体層と、厚さ０．５μｍの保護層を用いた例５の反射パネルの飛散防止率は、９９％未満となる。これは、透光部の破片の飛散重量が多いことを示す。透光部の破片の最大重量は１．５ｇを超えていた。強度試験による反射パネル中心のたわみ量は、反射パネルの短辺（１．０ｍ）の１／１５よりも大きく、反射パネルの歪みが大きいことが確認された。例５の反射パネルは、耐衝撃性、強度が不十分である。

　［例６］
　例６は、別の比較例の反射パネルの機械的強度の評価結果を示す。例６の反射パネルの層構成は、誘電体層１４及び１５を形成するポリカーボネートシートの厚さを、１．０ｍｍに変えたこと、及び導電層１１となるステンレス製のメッシュの厚さを５．０μｍに変えたことを除いて、例３及び例４の反射パネルの層構成と同じである。誘電体層１４または１５と、保護層１６または１７の厚さの比は、１．０ｍｍ：７．０μｍ＝１４３：１である。誘電体層１４または１５と、導電層１１の厚さの比は、１．０ｍｍ：５．０μｍ＝２００：１である。

　強度試験と耐衝撃性能試験の結果、厚さ１．０ｍｍのポリカーボネートシートと厚さ７．０μｍの保護層を用いた例６の反射パネルの飛散防止率は、９９％未満である。保護層の厚さが例３及び例４と同じであるにもかかわらず、飛散防止率が９９．９％未満であるのは、ポリカーボネートシートの誘電体層１４及び１５が薄くなり、機械的強度が低減したためと考えられる。また、透光部の破片の最大重量は１．５ｇを超えている。ポリカーボネートシートが薄くなったのに透光部の破片の最大重量が１．５ｇを超えているのは、飛散した破片が大きいことを示す。強度試験による反射パネル中心のたわみ量は、反射パネルの短辺（１．０ｍ）の１／１５よりも大きく、反射パネルの歪みが大きいことが確認された。例６の反射パネルは、耐衝撃性、強度が不十分である。

　例１から例６の評価結果から、誘電体層１４または１５の表面に、紫外線吸収剤を含む保護層１６または１７を設けることで、屋外で長時間使用後も反射パネルの黄変と透明性の低下が抑制されることがわかる。また、誘電体層と保護層の厚みを最適化することで、反射パネルの機械的強度が向上する。具体的には、誘電体層１４または１５の厚さを１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下に設定し、保護層１６または１７の厚さを５．０μｍ以上１５．０μｍ以下に設定することで、反射パネルの強度と透明性が維持され、屋外環境による反射特性の低下が抑制される。保護層１６または１７の厚さに対する誘電体層１４または１６の厚さの比は、５０：１から２００：１の範囲が望ましい。導電層１１に対する誘電体層１４または１５の厚さの比は、５より大きく、１００以下が望ましい。

　＜無線伝達システムの受信電力分布＞
　次に、無線伝達システム１の受信電力分布を評価する。図８は、無線伝達システムのシミュレーションモデル２００の上面図、図９は、無線伝達システムのシミュレーションモデル２００の斜視図である。モデル２００は、車両３１ａ及び３１ｂ、プレート３８、及びプレート３８を支持する柱３９等が存在する道路３２である。道路３２の幅は１４．０ｍ、長さは２００．０ｍである。道路３２の一方の側に送信局Ｔｘ１が配置され、他方の側に送信局Ｔｘ２が互い違いに配置されている。道路３２の両側に、図２Ａのタイプの電磁波反射装置６０が配置されている。電磁波反射装置６０に沿って、または電磁波反射装置６０と一体的に、透光型遮音壁が設けられてもよい。このモデル２００を用いて、道路３２内の受信電力分布を計算する。

　図１０は、図８及び図９のモデル２００で用いられる物体の材質と座標を示す。モデル２００では、２種類の車両３１を設定する。車両３１ａの車体はメタルで形成され、車体の長さ４．１ｍ、幅１．７ｍ、高さ１．５ｍである。車両３１ｂの車体はメタルで形成され、車体の長さ４．８ｍ、幅１．７ｍ、高さ１．５ｍである。道路３２は、コンクリートの車道であり、上述のように幅１４．０ｍ、長さ２００．０ｍである。プレート３８は、ＩТＵ（International Telecommunication Union）の５ＧＨｚ無線ＬＡＮ用のフロアボードであり、幅８．０ｍ、厚さ０．０７５ｍ、高さ５．０ｍである。柱３９はメタル製であり、径が０．２ｍ、高さが５．０ｍ、Ｙ方向の長さが１４．０ｍである。

　電磁波反射装置６０は、２００．０ｍの長さの道路３２にわたって配置される。具体的には、幅２．０ｍ×高さ１．０ｍの反射パネルをＸ方向に１００枚連結したものを高さ（Ｚ）方向に４段にして、合計４００枚を連結し、高さ４．０ｍのフェンスとする。反射パネル１０の導電層１１にメタル（ステンレス）を設定する。

　送信局Ｔｘ１とＴｘ２の送信アンテナは高さ３．０ｍに設置される。送信アンテナのビーム幅は、ともに２８°である。レシーバＲｘのアンテナは無指向性アンテナであり、その高さは１．０ｍ、最大利得は０ｄＢｉである。レシーバＲｘは、ＸＹ面と平行な道路３２上の高さ１．０ｍの面内のすべての位置で受信パワーを測定する。

　上記の条件で、例７から例１１で受信電力分布を計算する。例７、９、１１、１２が実施形態の反射パネルを用いた構成であり、例８と例１０が、比較例として通常の透光型遮音壁のみを用いた構成である。

　［例７］
　図１１は、例７の構成の受信電力分布を示す。例７では、図８及び９に示した道路３２の両側に、幅×高さが２．０ｍ×１．０ｍの反射パネル１０を片側４００枚連結した高さ４．０ｍの電磁波反射フェンスを道路３２の両側に設ける。送信局Ｔｘ１とＴｘ２の送信アンテナは、道路３２の両側で高さ３．０ｍに設置されている。送信局Ｔｘ１とＴｘ２の送信周波数は４．７ＧＨｚ、送信アンテナの最大利得は２０ｄＢｉである。幅１４ｍ×長さ２００ｍの道路３２で、ＸＹ面と平行な高さ１．０ｍの面内の受信電力分布を、無指向性の受信アンテナで測定する。面内のＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power：参照信号受信電力）の総和は－２８７．３２６ｄＢｍであり、中央値は－８９ｄＢｍである。一方、道路外の電波強度は－１００ｄＢｍよりも低い。電磁波反射装置６０の裏側のエリアでアップリンクのスループットを測定すると、送信レートの５０％以下であった。これは、電磁波反射装置６０の外側では、送信局Тｘからの通信電波の強度が小さく、道路３２の外部への電波漏れが少ないことを意味する。送信局Ｔｘ１及びＴｘ２から放射された電波は、電磁波反射装置６０の反射パネル１０により、効率的に道路３２上に向けられていることがわかる。例７の評価結果は、６ＧＨｚ未満の周波数帯に妥当し、道路３２内での受信電力の中央値は－９０ｄＢｍ以上、道路外での受信電力は道路内よりも低く、－１００ｄＢｍ未満となる。

　［例８］
　図１２は、例８の構成の受信電力分布を示す。例８は比較例の構成であり、電磁波反射装置６０に替えて、道路３２の両側に、高さ４．０ｍのポリカーボネート製の透光型遮音壁を設定する。透光型遮音壁の長さは、片側２００ｍ、両側で４００ｍである。その他の条件は例７と同じである。送信局Ｔｘ１とＴｘ２は、道路３２の両側で高さ３．０ｍから４．７ＧＨｚの参照信号を送信する。送信アンテナの最大利得は、例７と同じく２０ｄＢｉである。ＸＹ面と平行な高さ１．０ｍの面内で、ＲＳＲＰの総和は－３７２．８３３ｄＢｍであり、中央値は－１０７ｄＢｍである。道路外の電波の最大受信電力は－８０ｄＢｍと高い。電磁波反射装置６０の裏側のエリアでアップリンクのスループットを測定すると、最大で送信レートの８０％が達成されている。これは、送信局Ｔｘ１及びＴｘ２から放射された電波は、高い電力で透光型遮音壁の外部に漏れていることを意味する。

　［例９］
　図１３は、例９の構成の受信電力分布を示す。例９は、送信局Ｔｘ１及びＴｘ２の送信周波数を２８．３ＧＨｚに変えたことを除いて、例７と同じ条件である。道路３２の両側に、幅×高さが２．０ｍ×１．０ｍの反射パネル１０を片側４００枚連結して高さ４．０ｍの電磁波反射フェンスを設ける。送信局Ｔｘ１とＴｘ２は、道路３２の両側で高さ３．０ｍに設置され、最大利得２０ｄＢｉの送信アンテナから２８．３ＧＨｚの参照信号を送信する。ＸＹ面と平行な高さ１．０ｍの面内のＲＳＲＰの総和は－３９９．４２４ｄＢｍであり、中央値は－１２５ｄＢｍである。道路外の受信電力は、－１２５ｄＢｍよりも低い。電磁波反射装置６０の裏側のエリアでアップリンクのスループットを測定すると、送信レートの５０％以下であった。電磁波反射装置６０は、２８ＧＨｚ帯の電波に対しても、道路３２上の電波伝搬環境を改善し、かつ道路３２外への電波漏れを抑制できることがわかる。例９の結果は２８ＧＨｚ～３２ＧＨｚのミリ波帯での通信に当てはまり、道路３２内での受信電力の中央値は－１２５ｄＢｍ以上となり、道路３２の外部での受信電力は－１２５ｄＢｍ未満となる。

　［例１０］
　図１４は、例１０の構成の受信電力分布を示す。例１０は比較例の構成であり、電磁波反射装置６０に替えて、道路３２の両側に、幅×高さが２．０ｍ×１．０ｍのポリカーボネートのパネルを高さ４ｍ分連結して、ポリカーボネート製の透光型遮音壁を設定する。送信局Ｔｘ１及びＴｘ２の送信周波数を２８．３ＧＨｚに変えたことを除いて、例８と同じ条件である。高さ４．０ｍの透光型遮音壁は、片側２００ｍ、両側で４００ｍである。送信局Ｔｘ１とＴｘ２は、道路３２の両側で高さ３．０ｍから２８．３ＧＨｚの参照信号を送信する。送信アンテナの最大利得は、例７から例９と同じく２０ｄＢｉである。ＸＹ面と平行な高さ１．０ｍの面内で、ＲＳＲＰの総和は－４９６．３２９ｄＢｍであり、中央値は－１４５ｄＢｍである。道路外の電波強度は最大で－１００ｄＢｍと高い。電磁波反射装置６０の裏側のエリアでアップリンクのスループットを測定すると、最大で送信レートの８０％を達成している。送信局Ｔｘ1及びＴｘ２から放射された２８ＧＨｚ帯の電波は、道路３２上の通信エリアを効率よくカバーすることができず、逆に、透光型遮音壁の外側に漏れていることがわかる。

　［例１１］
　図１５は、例１１の構成の受信電力分布を示す。例１１では、実施形態の反射パネル１０に電磁波吸収体３５を組み合わせる。道路３２の両側に、幅×高さが２．０ｍ×１．０ｍの反射パネル１０を片側４００枚、両側で合計８００枚連結する。反射パネル１０の上に、電磁波吸収体３５として、高分子繊維で形成された高さ２．０ｍの電磁波吸収パネルを片側２００ｍ、両側で４００ｍにわたって設置し、合計の高さを６．０ｍにする。送信局Ｔｘ１とＴｘ２は、道路３２の両側で高さ３．０ｍに設置され、最大利得２０ｄＢｉの送信アンテナから４．７ＧＨｚの参照信号を送信する。ＸＹ面と平行な高さ１．０ｍの面内のＲＳＲＰの総和は－３５９．７６１ｄＢｍであり、中央値は－１１０ｄＢｍである。道路外の電波強度は－１１０ｄＢｍよりも低い。電磁波反射装置６０の裏側のエリアでアップリンクのスループットを測定すると、送信レートの５０％以下であった。電磁波反射装置６０の上端に電磁波吸収体３５を連結すると、道路３２上の受信電力強度は例７よりは若干下がるが、道路３２外への電波の飛び出しを有効に防止できる。例１１の計算結果は、６ＧＨｚ未満の周波数帯に当てはまる。

　［例１２］
　図１６は、例１２の構成の受信電力分布を示す。例１２は、送信局Тｘ１とＴｘ２の最大利得を１０ｄＢｉに変えたことを除いて、例１１と同じ条件である。幅×高さが２．０ｍ×１．０ｍの反射パネル１０を片側４００枚、両側で８００枚連結し、反射パネル１０の上に、高分子繊維で形成された高さ２．０ｍの電磁波吸収パネルを片側２００ｍ、両側で４００ｍにわたって設ける。送信局Ｔｘ１とＴｘ２は、道路３２の両側で高さ３．０ｍに設置され、最大利得１０ｄＢｉの送信アンテナから、４．７ＧＨｚの参照信号を送信する。ＸＹ面と平行な高さ１．０ｍの面内のＲＳＲＰの総和は－３５９．７５９ｄＢｍであり、中央値は－１１０ｄＢｍである。道路外の電波強度は、－１１０ｄＢｍよりも低い。電磁波反射装置６０の裏側のエリアでアップリンクのスループットを測定すると、送信レートの５０％以下であった。電磁波反射装置６０の上端に電磁波吸収体３５を連結すると、道路３２上の受信電力強度は例７よりは若干下がるが、道路３２外への電波の飛び出しを有効に防止できる。ＸＹ面と平行な高さ１ｍの面内での道路３２上の受信電力分布は、送信局Ｔｘの送信アンテナの最大利得が５ｄＢｉ以上３０ｄＢｉ以下、好ましくは１０ｄＢｉ以上２０ｄＢｉ以下の範囲内で影響を受けないことがわかる。例１２の計算結果は、６ＧＨｚ未満の周波数帯に当てはまる。

　以上述べたように、実施形態の無線伝達システムまたは反射パネルを用いることで、屋外または屋外に近い環境の屋内施設で、電波伝搬環境の改善と、必要空間外への電波飛び出しの抑制とを両立させることができる。実施形態の無線伝達システム１は、一般道路、高速道路、鉄道線路の他、商業施設や公共施設のテラス、アーケード等、屋外に近い環境で一定方向に長く伸びる設備にも適用できる。特に、両側に遮音壁や安全柵が設けられた高速道路で不感地帯を低減し、電波伝搬環境を改善し、かつ高速道路外への電波の飛び出しを抑制することができる。

　電磁波反射装置６０の反射面のサイズは適用場面に応じて適宜設計可能であり、一例として、１０ｃｍ×１０ｃｍから２．０ｍ×４．０ｍのサイズを用いてもよい。基地局３３のアンテナの高さは３．０ｍに限定されず、電磁波反射装置６０の上端よりも低い位置であればよい。反射パネルの最外層の保護層に用いられる紫外線吸収剤や、電磁波反射装置と組み合わせて用いられる電磁波吸収パネルの素材は、適用環境に応じて適宜選択可能である。図２Ｂのような湾曲面を含む反射パネル１０Ｂを有する電磁波反射装置６０Ｂを連結して無線伝達システム１を構成してもよい。無線伝達システムで用いられる周波数は４．７ＧＨｚと２８ＧＨｚ帯に限定されない。反射パネル１０の導電層１１のパターンを制御することで１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下、たとえば１ＧＨｚ以上１７０ＧＨｚ以下、または１ＧＨｚ以上１００ＧＨｚ以下、または１ＧＨｚ以上８０ＧＨｚ以下の所定の周波数帯で目標の周波数の電磁波を反射できる。

　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示には以下の構成が含まれ得る。
（項１）
　１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の所定の周波数帯の電磁波を反射する導電パターンを有する導電層と、
　前記導電層の少なくとも一方の表面に接着層を介して接合される誘電体層と、
　前記誘電体層の前記接着層と反対側の表面に設けられる紫外線吸収剤を含む保護層と、
を有し、前記保護層の厚さに対する前記誘電体層の厚さの比は６６以上１６００以下である、
反射パネル。
（項２）
　前記保護層は、前記紫外線吸収剤を含む樹脂層である、
項１に記載の反射パネル。
（項３）
　前記保護層は、前記誘電体層の表面に塗布された塗布膜である、
項１または２に記載の反射パネル。
（項４）
　前記導電層は金属メッシュで形成されており、
　前記金属メッシュの厚さに対する前記誘電体層の厚さの比は１０以上８０以下である、
項１から３のいずれかに記載の反射パネル。
（項５）
　前記誘電体層は、厚さ１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下のポリカーボネートで形成されている、
項１から４のいずれかに記載の反射パネル。
（項６）
　前記導電層の両面に接着層を介して第１の誘電体層と第２の誘電体層が接合され、前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層の表面に、前記紫外線吸収剤を含む前記保護層が設けられている、
項１から５のいずれか記載の反射パネル。
（項７）
　前記反射パネルは湾曲面を有する、
項１から６のいずれかに記載の反射パネル。
（項８）
　項１から７のいずれかに記載の反射パネルと、
　前記反射パネルを保持するフレームと、
を有する電磁波反射装置。
（項９）
　前記フレームは、前記反射パネルの上端を保持するトップフレームと、前記反射パネルの側端を保持するサイドフレームと、前記反射パネルの下端を保持するボトムフレームとを含む、
項８に記載の電磁波反射装置。
（項１０）
　項８または９に記載の電磁波反射装置を複数用いて、複数の前記反射パネルを前記フレームで連結した電磁波反射フェンス。

この出願は、２０２２年８月１７日に出願された日本国特許出願第２０２２－１３０００６号に基づいてその優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を含む。

１　無線伝達システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ　反射パネル
１１　導電層
１２、１３　接着層
１４、１５　誘電体層
１６、１７　保護層
２０、２００　モデル
３１、３１ａ、３１ｂ　車両
３２　道路
３３　基地局
３５　電磁波吸収体
５０、５０Ａ、５０Ｂ　フレーム（サイドフレーム）
５７　トップフレーム
５８　ボトムフレーム
６０、６０Ａ、６０Ｂ　電磁波反射装置
１００Ａ、１００Ｂ　電磁波反射フェンス
１５１　金属素子
２１０　　単位パターン
Ｔｘ、Ｔｘ１、Ｔｘ２　送信局

Claims (10)

1. 　１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の所定の周波数帯の電磁波を反射する導電パターンを有する導電層と、
   　前記導電層の少なくとも一方の表面に接着層を介して接合される誘電体層と、
   　前記誘電体層の前記接着層と反対側の表面に設けられる紫外線吸収剤を含む保護層と、
   を有し、前記保護層の厚さに対する前記誘電体層の厚さの比は６６以上１６００以下である、
   反射パネル。
2. 　前記保護層は、前記紫外線吸収剤を含む樹脂層である、
   請求項１に記載の反射パネル。
3. 　前記保護層は、前記誘電体層の表面に塗布された塗布膜である、
   請求項１に記載の反射パネル。
4. 　前記導電層は金属メッシュで形成されており、
   　前記金属メッシュの厚さに対する前記誘電体層の厚さの比は１０以上８０以下である、
   請求項１に記載の反射パネル。
5. 　前記誘電体層は、厚さ１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下のポリカーボネートで形成されている、
   請求項１に記載の反射パネル。
6. 　前記導電層の両面に接着層を介して第１の誘電体層と第２の誘電体層が接合され、前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層の表面に、前記紫外線吸収剤を含む前記保護層が設けられている、
   請求項１に記載の反射パネル。
7. 　前記反射パネルは湾曲面を有する、
   請求項１に記載の反射パネル。
8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の反射パネルと、
   　前記反射パネルを保持するフレームと、
   を有する電磁波反射装置。
9. 　前記フレームは、前記反射パネルの上端を保持するトップフレームと、前記反射パネルの側端を保持するサイドフレームと、前記反射パネルの下端を保持するボトムフレームとを含む、
   請求項８に記載の電磁波反射装置。
10. 　請求項８に記載の電磁波反射装置を複数用いて、複数の前記反射パネルを前記フレームで連結した電磁波反射フェンス。

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