JP2000323920A - 周波数選択性電波遮蔽体 - Google Patents

周波数選択性電波遮蔽体

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系治郎 難波
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Abstract

(57)【要約】 【課題】特定波長の電波を、一方から入射する電波を反
射し、他方から入射する電波を吸収し、前記特定波長以
外の電波がどちらから入射する場合も透過することを特
徴とする電波遮蔽体を提供することを目的とする。 【解決手段】抵抗体皮膜、誘電体、前記誘電体の厚みの
4倍の波長の電波の遮蔽性を持つ形状にパターン化され
ている金属線素子が順に形成されている電磁波遮体を提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電波遮蔽体に関す
るもので、特に特定波長の電波を選択的に遮蔽する電波
遮蔽体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、事業所内PHSや無線LANの利
用が広がりを見せるなか、情報の漏洩防止や外部からの
侵入電波による誤動作やノイズ防止といった点から、オ
フィス内での電波環境を整えることが不可欠になってお
り、そのような電波環境の整備用部材として、既に種々
のタイプのものが提案されている。
【0003】例えば、特公平6−99972号公報に
は、金属やフェライトなどの電磁シ−ルド部材をビルの
躯体に付加することで、広い周波数帯域で任意の周波数
の電波を使って情報通信が出来る電磁シ−ルド・インテ
ルジェントビルを提供することが述べられている。
【0004】しかし、このような鉄板、金属網、金属メ
ッシュ、金属箔などの電波反射体やフェライトなどの電
波吸収体を電磁シ−ルド部材として用いたものでは、そ
れらの電磁シ−ルド性に周波数選択性が無いため、遮蔽
しようとする周波数以外の電波まで遮蔽してしまう。
【0005】また前記電波反射体はテレビ電波を反射
し、受信障害(ゴ−ストの発生)の原因となるため用い
ることが出来る箇所が制限される。さらに、電磁シ−ル
ド部材間の隙間によってシ−ルド性能が大きく低下する
ため、個々の部材が持つシ−ルド性能を十分発揮させる
には、部材間の接続や接地など施工面での厳密性が要求
される。
【0006】特開平10−169039号公報は、この
ような問題点を解消するもので、線状のアンテナ素子を
定期的に配列させることで遮蔽しようとする特定周波数
の電波のみを遮蔽し、部材間の接続や接地も必要ないと
いう優れたものである。しかし、その遮蔽は反射損失に
よるものが大部分であるため、オフィス内部において反
射電波による画面の揺らぎや誤動作などが起こる場合が
あるのが問題である。
【0007】特開平9−162589号公報や特開平5
−335832号公報の発明は、共にこのようなオフィ
ス内部における電波反射に起因する問題を解消するも
の、即ち特定周波数の電波を選択的に吸収するものであ
り、特開平9−162589号公報の発明は、導電体よ
り大きく絶縁体より小さい電気抵抗値を持つエレメント
を配列させて特定周波数(以上)の電波を吸収するも
の、特開平5−335832号公報の発明は、抵抗皮膜
と電波反射体とを誘電体(厚さがこの誘電体内における
電波波長の4分の1)を挟んで配置し特定周波数の電波
のみを選択的に吸収する、いわゆるλ/4型電波吸収体
に関するものである。
【0008】しかし、これらの電波吸収体にもそれぞれ
以下に述べるような欠点がある。即ち前者は電波の照射
によってエレメント内を流れる交流電流の抵抗損失によ
るものであるため、微小な体積のエレメントでは、遮蔽
しようとする周波数の電波においても実際的には透過が
多くなり吸収可能な電波量は僅少になる。
【0009】また後者は吸収量が前者に比して大きく、
周波数選択性にも優れるが、誘電体の裏側を金属箔や金
属網などの電波反射体で裏打ちするため、遮蔽しようと
する周波数以外の電波は反射してしまう。即ちその周波
数選択性は抵抗皮膜側から到来する電波の反射成分に対
してのみのものである。
【0010】さらに反射体側から到来する電波に対して
は周波数に関係なく反射してしまい、上述したテレビ電
波受信障害の原因となる可能性がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記ような
従来の電波遮蔽体が持つ不都合を解消することを目的と
したものである。
【0012】即ち、電波遮蔽体間の接続や接地の必要が
ない施工性に優れた電波遮蔽体であり、この電波遮蔽体
を用いて電波遮蔽室を形成した場合に、室内での専用通
信(事業所PHSや無線LANなど)に使用する電波の
室内での反射や室外からの侵入に起因する画面の揺らぎ
や誤動作などが起こらず、また上記以外の電波は双方向
に透過して外部との通信や公共放送の受信が可能になっ
たり、テレビ電波の受信障害の源となることもないよう
な電波遮蔽体を提供することを目的としたものである。
【0013】つまり、特定電波のうち、一方から入射す
るものを反射し、他方から入射するものを吸収するとと
もにそれ以外の電波はどちらから入射する場合も透過す
ることを特徴とする電波遮蔽体が望まれていた。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するためのものであって、請求項1記載の発明は、
抵抗体皮膜と、遮蔽しようとする電波の周波数に対応し
た特定の長さを有する金属線素子が配設された電波反射
面とを、該電波波長の約4分の1(但し、該電波波長は
誘電体中での波長)の厚さを持つ誘電体を挟んで配置し
たことを特徴とする周波数選択性電波遮蔽体を提供する
ものである。
【0015】請求項2記載の発明は、抵抗体皮膜、誘電
体、パターン化されている金属線素子が順に形成されて
いる周波数選択性電波遮蔽体において、前記金属線素子
パターンが前記誘電体の厚みの4倍が誘電体中の波長と
なる電波について遮蔽性を持つパターンとなっているこ
とを特徴とする周波数選択性電波遮蔽体を提供するもの
である。
【0016】請求項3記載の発明は、前記金属線素子が
開放端を持ち、開放端間の長さが遮蔽しようとする電波
の誘電体中における波長の約2分の1であることを特徴
とする請求項1または2記載の周波数選択性電波遮蔽体
を提供するものである。
【0017】請求項4記載の発明は、前記金属線素子が
環状であり、その周囲の長さが遮蔽しようとする電波の
誘電体中における波長にほぼ等しいことを特徴とする請
求項1または2記載の周波数選択性電波遮蔽体を提供す
るものである。
【0018】請求項5記載の発明は、前記抵抗体皮膜
が、その表面での電波の反射が10%以下であるような
インピ−ダンスを持つことを特徴とする請求項1から4
の何れかに記載の周波数選択性電波遮蔽体を提供するも
のである。
【0019】なお、本発明でいう電波は、3000GH
z以下の電磁波を示す。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図1は、本発明の周波数選択性電波遮蔽体
の断面図の一例を示したものであり、電波遮蔽体10
は、抵抗体皮膜11、誘電体12、金属線素子13を配
設した電波反射面14からなる。また図中の矢印A、B
はそれぞれ電波の到来方向を表したものである。
【0021】ここで抵抗体皮膜11は、金属箔、金属網
や金属、金属酸化物、金属窒化物あるいはその混合物の
蒸着膜、スパッタリング膜、CVD膜(CVD:化学的
蒸着)あるいはその積層体、炭素粒子などの抵抗体粒子
をゴムや高分子樹脂中に分散させた複合型抵抗体など、
その形態や製造方法、厚さなどに本質的な限定を受ける
ものではないが、A方向から到来する遮蔽しようとする
電波を十分吸収するため、その表面での反射を約10%
程度に抑えるようなインピ−ダンスを持つことが要求さ
れる。
【0022】一般に、電波がある媒体A中から他の媒体
Bへ入射する場合、A/B界面での電波の反射係数Sab
は(式1)で表される。(図9参照)
【0023】
【式1】
【0024】ここで媒体BがZB ≒0の導体であった場
合、A/B界面での電波の反射係数Sabがほぼ−1とな
って電波はA/B界面で完全に反射され、媒体A中に大
きな定在波が立つ。この時媒体A中での負荷インピ−ダ
ンスZの値は、(式2)で表されるように界面(X=
0)で0であり、X=λ/4(λは電波の波長)の所で
無限大∞になる。
【0025】
【式2】
【0026】このX=λ/4の位置にインピ−ダンスR
の抵抗体皮膜を置くと、この位置での負荷インピ−ダン
スはRと∞との並列合成であるのでほぼRとなり、この
位置での反射係数は(式3)で表される値になる。
【0027】
【式3】
【0028】即ち抵抗体皮膜のインピ−ダンスRが、媒
体A中での電波特性インピ−ダンスZA に完全に等しけ
れば反射係数は0となるが、RもZA も周波数によって
変化し、完全に一致させることは困難である。そこで実
際上問題がない電波遮蔽体を得るには、Rが反射係数を
10%以下にするようなものである必要がある。
【0029】ここで媒体Aが空気や真空であればZA
自由空間の電波特性インピ−ダンス(≒377Ω)とな
り、図2に図示したように、ガラスや有機高分子などの
支持体もしくは保護材15が電波の到来方向にある場合
にはその内部での電波特性インピ−ダンスとなる。
【0030】誘電体12は真空、空気、その他のガス、
ガラス、セラミックス、有機高分子などその材質に本質
的な制限を受けるものではないが、その厚さは上述した
理由から、遮蔽したい周波数の電波の波長λに対して、
ほぼλ/4であることが必要である。
【0031】電波反射面14は、金属線素子13を誘電
体12の表面に直接設けたものでも良いが、他の高分子
フィルムやガラス、セラミックス、紙などの上に金属線
素子を設けたものでも、その金属線素子側を誘電体12
側に配置したものであれば良い。
【0032】電波が到来している場所に、接地されてい
ない金属棒や金属ワイヤ−などの導体を置いた場合、一
部の電波は吸収され、他は導体中を流れる交番電流が作
る電磁界との相互作用によって反射される。この時電波
の吸収量と反射量との比(吸収量/反射量)は導体のイ
ンピ−ダンスによって変わり、インピ−ダンスがほぼ0
であればその比もほぼ0となる。
【0033】またこの吸収や反射は直接導体の表面に入
射する電波に対してだけでなく、その導体周囲の電波に
対しても起こる。但し、導体から離れれば離れる程、吸
収や反射量は少なくなる。導体と電波の吸収、反射など
の相互作用は導体と電波が共鳴する場合に大きくなる。
【0034】即ち図3から図5のように開放端を持つ線
状形状の導体を配列した面では、導体の開放端間の長さ
が電波波長の2分の1の場合に共鳴し、相互作用が大き
くなってこの面で殆ど反射する。言い換えるとこの長さ
の導体と共鳴しない波長(周波数)の電波にとってはこ
の面は反射面とはならずにその大部分が透過する。
【0035】図3のような直線形状の場合にはその長さ
が電波波長の2分の1になり、図4や図5のように枝分
かれを持つ形状では中心点から開放端までの距離が電波
波長の4分の1となる。
【0036】また図6から図8のような環状の導体を配
した場合には、環状導体の周囲長が電波波長とほぼ等し
い場合に共鳴し、この配列面が特定周波数の電波に対す
る反射面となる。
【0037】本発明は、以上に述べたような線状導体の
持つ性質を利用したもので、遮蔽しようとする周波数の
電波(但し、その波長は誘電体中での波長)と共鳴する
ような長さの金属線素子を配列することで電波反射面と
したものである。
【0038】このような電波反射面の反射性能は、実際
にはあるインピ−ダンスを持つ個々の金属線素子中を流
れる交番電流の大きさによって決まるため、その線幅や
厚さは大きい程、個々の金属線素子間の間隔は小さい程
良くなる。しかし同時に、遮蔽しようとする周波数の電
波以外の(周波数が赤外光以上のものを含む)電波の金
属線素子表面における反射も大きくなるため周波数選択
性が悪くなる。
【0039】そこで実用上は、遮蔽しようとする周波数
の電波に対する反射性能と周波数選択性を考慮して、金
属線素子の線幅、厚さ、個々の金属線素子間の間隔が決
定される。
【0040】ここでは図3から図8まで、6種類の金属
線素子を図示したが、金属線素子の形状がこれらに限定
されるものでないことは、前記の説明で明らかである。
【0041】なお、本発明の電波遮蔽体を用いて電波遮
蔽室などを作る場合、電波反射面として個々に独立した
金属線素子の配列面を用いているため、電波遮蔽体同士
の接続や接地は必要ない。このことは施工性を極めて簡
便にするもので本発明の電波遮蔽体の大きな利点であ
る。
【0042】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電波遮蔽体間の接続や接地の必要がない施工
性に優れた電波遮蔽体を供給できる。
【0043】また、本発明の電波遮蔽体は、遮蔽しよう
とする周波数の電波のうち、抵抗体皮膜側から到来する
ものは吸収、電波反射面側から到来するものは反射し、
さらにその他の周波数の電波(電波)は双方向に透過さ
せるという性質を有しているため、本発明の電波遮蔽体
を用いて電波遮蔽室を形成すると、室内での専用通信
(事業所PHSや無線LANなど)に使用する電波の室
内での反射や室外からの侵入に起因する画面の揺らぎや
誤動作などの発生が防止できるとともに、外部との通信
や公共放送の受信、外部でのテレビ電波受信障害の発生
源となることの防止、などが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる周波数選択性を有する電波遮蔽
体の実施の形態を示す断面図である。
【図2】本発明に係わる周波数選択性を有する電波遮蔽
体の他の実施の形態を示す断面図である。
【図3】本発明に係わる周波数選択性を有する電波遮蔽
体の電波反射面(金属素子配列面)を示す図である。
【図4】本発明に係わる周波数選択性を有する電波遮蔽
体の他の電波反射面(金属素子配列面)を示す平面図で
ある。
【図5】本発明に係わる周波数選択性を有する電波遮蔽
体の他の電波反射面(金属素子配列面)を示す平面図で
ある。
【図6】本発明に係わる周波数選択性を有する電波遮蔽
体の他の電波反射面(金属素子配列面)を示す平面図で
ある。
【図7】本発明に係わる周波数選択性を有する電波遮蔽
体の他の電波反射面(金属素子配列面)を示す平面図で
ある。
【図8】本発明に係わる周波数選択性を有する電波遮蔽
体の他の電波反射面(金属素子配列面)を示す平面図で
ある。
【符号の説明】
10…電波遮蔽体 11…抵抗体皮膜 12…誘電体 13…金属線素子 14…金属線素子を配設した電波反射面 15…抵抗体皮膜の支持体または保護材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 滋 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 難波 系治郎 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 庭山 明 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 橋本 修 東京都世田谷区千歳台6丁目16番1号 青 山学院大学内 Fターム(参考) 2E001 DH01 GA22 GA23 GA32 GA42 GA77 HA11 HA14 HB01 HC07 5E321 AA43 BB23 BB25 GG05 GG12 5J020 AA06 BA06 BD01 BD02 EA05 EA09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】抵抗体皮膜と、遮蔽しようとする電波の周
    波数に対応した特定の長さを有する金属線素子が配設さ
    れた電波反射面とを、該電波波長の約4分の1(但し、
    該電波波長は誘電体中での波長)の厚さを持つ誘電体を
    挟んで配置したことを特徴とする周波数選択性電波遮蔽
    体。
  2. 【請求項2】抵抗体皮膜、誘電体、パターン化されてい
    る金属線素子が順に形成されている周波数選択性電波遮
    蔽体において、前記金属線素子パターンが前記誘電体の
    厚みの4倍が誘電体中の波長となる電波について遮蔽性
    を持つパターンとなっていることを特徴とする周波数選
    択性を有する電波遮蔽体。
  3. 【請求項3】前記金属線素子が開放端を持ち、開放端間
    の長さが遮蔽しようとする電波の誘電体中における波長
    の約2分の1であることを特徴とする請求項1または2
    記載の周波数選択性電波遮蔽体。
  4. 【請求項4】前記金属線素子が環状であり、その周囲の
    長さが遮蔽しようとする電波の誘電体中における波長に
    ほぼ等しいことを特徴とする請求項1または2記載の周
    波数選択性電波遮蔽体。
  5. 【請求項5】前記抵抗体皮膜が、その表面での電波の反
    射が10%以下であるようなインピ−ダンスを持つこと
    を特徴とする請求項1から4の何れかに記載の周波数選
    択性電波遮蔽体。
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