JP2004363138A - 電波吸収反射体 - Google Patents
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Abstract
【課題】λ／４型電波吸収体の電磁波反射膜と電磁波吸収膜の間に用いるスペーサー部にハニカム構造等の誘電性軽量化構造体を用いて軽量な電波吸収体を提供し、反射膜に導電体パターン構造を用いることにより周波数選択性を備えた電波反射体を付加し、ガスバリアー層を用いることにより湿度等による反りや歪みを押さえるようにした。
【解決手段】電磁波吸収膜２、ガスバリアー性膜５、誘電性軽量化構造体層３、ガスバリアー性膜５、周波数選択性を有する電磁波反射膜４が順に積層され、前記電磁波吸収膜２が抵抗皮膜であり、前記電磁波反射膜４に導電体パターン６が設けられ、前記電磁波吸収膜２又は電磁波反射膜４上に化粧シートを有する。
【選択図】図１
【解決手段】電磁波吸収膜２、ガスバリアー性膜５、誘電性軽量化構造体層３、ガスバリアー性膜５、周波数選択性を有する電磁波反射膜４が順に積層され、前記電磁波吸収膜２が抵抗皮膜であり、前記電磁波反射膜４に導電体パターン６が設けられ、前記電磁波吸収膜２又は電磁波反射膜４上に化粧シートを有する。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波吸収反射体に関するもので、特にハニカム構造等の軽量化構造体を有する電波吸収反射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中で、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できる電磁シ−ルド・インテリジェントビルを提供することが記載されている。
【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。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できる箇所が制限される。さらに、電磁シ−ルド部材間（互いに隣接する電磁シ−ルド部材端部間）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。
【０００５】
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規則的周期（定期的周期）を以て配列させることで、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。
【０００６】
特開平９−１６２５８９号公報や、特開平５−３３５８３２号公報に記載する発明は、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：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。
【０００７】
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（特開平９−１６２５８９号公報の発明）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り、特定周波数（以上）の電波を吸収するものであるため、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。
【０００８】
また後者（特開平５−３３５８３２号公報の発明）は、吸収量が前者に比べて大きく、周波数選択性にも優れるが、この場合には吸収する周波数が低くなるにつれて誘電体の厚みが厚くなり、吸収体全体の厚みが増す。そして、全体の重量が重くなるという問題がある。ここで誘電体として軽量で強度の強いハニカムを使う手段があるが、紙や木材などのハニカム構造の部材を用いた場合、湿度等の影響によるゆがみが問題となる。
【０００９】
【特許文献１】
特公平６−９９９７２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６９０３９号公報
【特許文献３】
特開平９−１６２５８９号公報
【特許文献４】
特開平５−３３５８３２号公報
【特許文献５】
特願２００３−０１２９５７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の電波吸収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。即ち、λ／４型電波吸収体の電磁波反射膜層と電磁波吸収膜層の間に用いるスペーサー部にハニカム構造等の誘電性軽量化構造体を用いることにより、軽量な電波吸収体を提供し、かつ反射膜層に導電体パターン構造を用いることにより、電波吸収体による電波の吸収、遮蔽において、共に周波数選択性を備えた電波反射体を付加するものである。さらに、誘電性軽量化構造体層を保護する目的でガスバリアー層を用いることにより、湿度等による反りや歪みを押さえるようにした電波吸収反射体を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するためのものであって、請求項１に係る発明は、電磁波吸収膜層２、誘電性軽量化構造体層３、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１２】
本発明の請求項２に係る発明は、電磁波吸収膜層２、ガスバリアー性膜層５、誘電性軽量化構造体層３、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１３】
本発明の請求項３に係る発明は、電磁波吸収膜層２、誘電性軽量化構造体層３、ガスバリアー性膜層５、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１４】
本発明の請求項４に係る発明は、電磁波吸収膜層２、ガスバリアー性膜層５、誘電性軽量化構造体層３、ガスバリアー性膜層５、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１５】
本発明の請求項５に係る発明は、上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に係る電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２が抵抗皮膜であることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１６】
本発明の請求項６に係る発明は、上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に係る電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層４に導電体パターン６が設けられていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１７】
本発明の請求項７に係る発明は、上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に係る電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２上に化粧シートを有することを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１８】
本発明の請求項８に係る発明は、上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に係る電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層４上に化粧シートを有することを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１９】
本発明の請求項９に係る発明は、上記請求項１又は請求項３に係る電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２がガスバリアー性を有することを特徴とする電波吸収反射体である。
【００２０】
本発明の請求項１０に係る発明は、上記請求項１又は請求項２に係る電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層２がガスバリアー性を有することを特徴とする電波吸収反射体である。
【００２１】
【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、本発明の電波吸収反射体１の断面図の一例を示したものであり、電波吸収反射体１は、電磁波を吸収させるための抵抗体からなる電磁波吸収膜層２と、電磁波により誘電する誘電性層として機能する誘電性軽量化構造体層３と、電磁波を反射させる周波数選択性を有する導電性の電磁波反射膜層４とからなり、また、電磁波吸収膜層２と誘電性軽量化構造体層３との間、又は／及び誘電性軽量化構造体層３と電磁波反射膜層４との間に介在させたガスバリアー性膜層５からなる。なお、図１中、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。
【００２２】
本発明の電波吸収反射体１の前記電磁波反射膜層４は、誘電性軽量化構造体層３の片面側にパータン状に設けられて、後述する開放端部を有する所定の長さの直線状の導体パータン又は閉鎖環状の導体パータンを形成しているか、又は前記電磁波反射膜層４はベタ状に設けられて、該電磁波反射膜層４上に導電性パターン層６がパターン状に設けられて、後述する開放端部を有する直線状の導体パターン又は閉鎖環状の導体パータンを形成している。
【００２３】
また、本発明の電波吸収反射体１は、その前記電磁波吸収膜層２側の外表面又は電磁波反射膜層４側の外表面に化粧シートが貼り合わせられて、壁面化粧材など内装材（建装材）として機能できるようになっている。
【００２４】
前記電磁波吸収膜層２は、断面抵抗値の高い極薄の金属膜や金属箔や金属網、あるいは金属酸化物や、金属窒化物や、それらの混合物の蒸着膜、スパッタリング膜、ＣＶＤ膜（化学的蒸着膜）を、非導電性の支持フィルムやシート（ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの合成樹脂フィルム、用紙シートなど）に積層した抵抗体皮膜、あるいは、それらの積層体、又は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の抵抗体皮膜である。なお、支持フィルムやシートには、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどプラスチックフィルムの片面に酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物の蒸着層によるガスバリアー性層を設けたバスバリアー性フィルムやシートが採用でき、前記電磁波吸収膜層２自体に電波吸収機能とガスバリアー機能とを持たせるようにしてもよい。
【００２５】
前記電磁波吸収膜層２は、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には、その吸収膜層２の表面で、進行波と反射波の間のインピーダンスをマッチングさせる必要がある。そのため、抵抗体皮膜の厚みや誘電率、表面抵抗は、伝送線路理論や電磁界解析を用いて決定することが望ましい。
【００２６】
誘電性層として機能する誘電性軽量化構造体層３は、ガラス、セラミックス、紙、木材、有機高分子など、高抵抗で絶縁性の高い誘電性材料であれば、その材質に本質的な制限を受けるものではなく、複数の材質を組み合わせて用いることもできる。また、誘電性軽量化構造体層３に用いる誘電性材料の厚みは、その材料の誘電率や吸収する電波の周波数によって適宜に決定される。なお、誘電性材料の厚みの決定については、伝送線路理論や電磁界解析が有効である。
【００２７】
前記誘電性軽量化構造体層３は、適宜な厚みの誘電性材料により構成されるもので、例えば、図２に示すように複数の六角筒状の集積筒体によるハニカム構造による軽量化構造シート、あるいは四角筒状、三角筒状の複数の筒体による軽量化構造シート、波板状のコルゲートシートによる軽量化構造シート、あるいは、これらの軽量化構造シートの片面若しくは両面に平板状のライナーシートを重ね合わせ組み合わせた軽量化構造シートなど様々な形状の軽量化構造体を用いることにより軽量化した上で、強度の増加を期待でき、使用する材料を減少させる効果もあるため、使用後の廃材の減少や製造コストの低下も期待できる。
【００２８】
電波の反射面として機能する電磁波反射膜層４は、前記ハニカム構造等による複数の筒体による軽量化構造シート又は波板状のコルゲートシートによる軽量化構造シートを用いた誘電性軽量化構造体層３の表面に直接、良導電体の金属線素子として直接設けたものでも良い。
【００２９】
また、電磁波反射膜層４は、図１に示すように、前記ハニカム構造等による複数の筒体による軽量化構造シート又は波板状のコルゲートシートによる軽量化構造シートを用いた誘電性軽量化構造体層３の表面に、他の高分子フィルムやガラス、セラミックス、紙などの平板状のライナーシートやガスバリアー性膜層５を設け、該バリアー性膜層５上に良導電体の金属線素子として直接設けたものでも良い。また、電磁波反射膜層４の表面に導電性パターン６を設けたものでも良い。なお、前記複数の筒体による軽量化構造シート又は波板状のコルゲートシートの表面に設けたライナーシートには、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどプラスチックフィルムの片面に酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物の蒸着層によるガスバリアー性層を設けたバスバリアー性フィルムやシートが採用でき、前記電磁波反射膜層４自体に電波反射機能とガスバリアー機能とを持たせるようにしてもよい。
【００３０】
通常、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、その到来した電波は、その金属棒や金属ワイヤー等の導電体の長さｍ及び形状によって決定される共振周波数に該当する周波数の電波であれば、電磁界の共振現象によって再放射される。つまり電波の到来方向から見ると、到来した電波は反射したことになる。
【００３１】
また、到来した電波の周波数が、その金属棒や金属ワイヤーの長さｍ及び形状によって決定される共振周波数から離散（相違）するほど反射現象は無くなり、したがって、その到来した電波が、共振周波数から離散する周波数の電波であれば、これを無視することができ、その金属棒や金属ワイヤーは周波数選択性を有することになる。また、到来した電波の周波数が、共振周波数付近であれば、金属板と等価として扱うことができる。
【００３２】
この共振現象は、電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の導電体表面に直接入射する電波に対してだけでなく、その導電体の周囲に入射する電波に対しても有効である。いわゆるアンテナ理論での等価開口面積にあたる。よって、導電体を周期的に配列することによって、電波反射面として機能させることができる。
【００３３】
その一例を示すと、軽量化構造シートを用いた誘電性軽量化構造体層３の表面（六角筒状パータンなど多角筒状パータンの表面）に直接形成したパータン状の電磁波反射膜層４又は軽量化構造シートの表面に平板状のライナーシートを重ね合わせた誘電性軽量化構造体層３の表面に形成したパターン状の電磁波反射膜層４又は軽量化構造シートの表面に平板状のライナーシートを重ね合わせた誘電性軽量化構造体層３の表面に形成したベタ状の電磁波反射膜層４の表面に形成した導電性パターン６のような導体パータンのように、図３〜図５に示すような開放端を持つ所定長さｍの直線形状の導電体による導電性パターンを配列した場合に、到来する電波は、導電性パターンの長さｍが、到来する電波波長λの２分の１と略等しい場合（ｍ≒λ／２）に共振し、到来した電波は、前記共振現象により、この面で殆ど反射する。言い換えると、この長さｍの導電体と共振しない波長（又は周波数、λ≠２ｍ）の電波にとっては、この電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の形成面は反射面とはならずに、その大部分が透過する。なお、開放端間の距離ｄは任意でもよい。
【００３４】
電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の導体パータンが、図３に示すような直線形状の場合には、その導体パータンの長さｍは、電波波長λの約２分の１になる。
到来する電波波長：λ
導体パターン長さ：ｍ
ｍ≒λ／２
【００３５】
また、電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の導体パータンが、図４、図５のように、開放端間の中心点Ｏ（各導体パターンの交差部分）から枝分かれを持つ形状では、その中心点Ｏから開放端までの距離は、図４に示す導体パターンでは電波波長λの約２分の１（ｍ≒λ／２）、図５に示す導体パターンでは電波波長λの約４分の１（ｍ≒λ／４）となる。
【００３６】
また、電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の導体パータンとして、図６、図７、図８に示すような閉環状の導電体を配した場合には、環状導電体の周囲長が電波波長λとほぼ等しい場合に共振し、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、使用する所定周波数の電波（但し、その波長は誘電体中での波長）と共振するような長さの金属線素子および導電性パターンを配列することで、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導電体内部を流れる高周波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、個々の導体間の間隔は小さい程良くなる。しかし同時に、共振周波数以外の電波の反射も大きくなるため周波数選択性が悪くなる。そこで実用上は、使用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、導電性パターンの線幅、厚さ、個々の導電体間の間隔が決定される。ここでは、図３〜図８まで、６種類の導電性パターンを図示したが、導電性パターンの形状は、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。
【００３９】
本発明の電波吸収反射体には、図１に示すようにガスバリアー性膜層５を積層するようにしてもよく、ガスバリアー性膜層５は、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（化学的蒸着膜）、あるいはその積層体、有機化合物などが挙げられ、想定するガスとしては主に水蒸気であるが、ハニカム部材など、軽量化構造体に用いる材料の材質によっては酸素等も含まれる。また、ガスバリアー性膜層５としては、厚さが薄く、導電率及び透磁率及び誘電率が低いことが望ましいが、そうでない場合にも伝送線路理論や電磁界解析を用いて決定することが可能である。
【００４０】
次に、図１における電波の到来方向Ａ側を室内、Ｂ側を室外と仮定して、室内からの電波の吸収についての動作を説明する。
【００４１】
一般に伝送線路理論より、電波がある媒体Ａ中から他の媒体Ｂ側へ電波を入射する場合、Ａ／Ｂ界面での電波の反射係数は、
ΓＡＢ＝（ＺＢ −ＺＡ ）／（ＺＢ ＋ＺＡ ）・・・・・・・（Ｉ）
ＺＡ ：媒体Ａの特性インピーダンス
ＺＢ ：媒体Ｂの特性インピーダンス
で表される。媒体ＡおよびＢの特性インピーダンスが一致すると、反射係数は０となり、全く反射せず、理想的吸収体となる。しかし実際には完全に一致させることは困難であり、現実的問題がない電波吸収体を得るには、反射係数を１０％以下にすればよい。
【００４２】
よって、本発明の電波吸収反射体１においても、上記媒体Ａを電波吸収反射体１の電波到来方向Ａ側（電磁波吸収膜層２側）の表面と接する自由空間、上記媒体Ｂを電波吸収反射体１の電磁波吸収膜層２として、電波吸収反射体１の電磁波吸収膜層２表面側から内部側の電磁波吸収膜層２側を見たインピーダンス（ＺＢ ：媒体Ｂの特性インピーダンス）を、自由空間の特性インピーダンス（ＺＡ ：媒体Ａの特性インピーダンス）と等しくなるように層構成を設計すれば、電波吸収反射体１として機能することになる。
【００４３】
本発明の電波吸収反射体１の全体を等価回路化すると、図９のようになり、電磁波反射膜層４に近い方から順々に、ガスバリアー性膜層５側から導電体の電磁波反射膜層４側を見た入力インピーダンスＺｉｎ１ 、軽量化構造体層３側から電磁波反射膜層４側を見た入力インピーダンスＺｉｎ２ 、ガスバリアー性膜層５側から電磁波反射膜層４側を見た入力インピーダンスＺｉｎ３ 、電磁波吸収膜層２側から電磁波反射膜層４側を見た入力インピーダンスＺｉｎ４ を算出して行き、最終的に電波吸収反射体１の電磁波吸収膜層２を支持する支持フィルム２ａ側の表面での入力インピーダンス、即ち、電磁波吸収膜層２を支持する支持フィルム２ａ側から電磁波反射膜層４側（電磁波吸収膜層２側）を見た入力インピーダンスＺｉｎ５ （ＺＢ ：媒体Ｂの特性インピーダンスに相当）を求める。
【００４４】
この入力インピーダンスＺｉｎ５ （電波吸収反射体１の電波到来方向Ａ側の表面側から内部側の電磁波吸収膜層２側を見たインピーダンスＺＢ ：媒体Ｂの特性インピーダンスに相当）と、電波吸収反射体１の電波到来方向Ａ側の自由空間のインピーダンスＺＯ （ＺＡ ：媒体Ａの特性インピーダンスに相当）から、電波吸収反射体の反射係数Γは、上記式（Ｉ）から下記式（ＩＩ）にて求められる。ここで自由空間のインピーダンスＺＯ は３７７Ω／□である。
Γ＝（Ｚｉｎ５ −ＺＯ ）／（Ｚｉｎ５ ＋ＺＯ ）・・・・・・・（ＩＩ）
ここで求められる反射係数Γが０．３以下であれば、電磁波吸収体として機能するものであるが、好ましくは０．１以下である。
【００４５】
よって、本発明の電波吸収反射体１は、電磁波吸収膜層２を支持する支持フィルム２ａ側の表面での入力インピーダンスを上記の条件に当てはまるように層設計し、さらに、反射させたい周波数で電波が反射するように電磁波反射膜層４又は導電性パターン層６の導体パータンを設計することにより、周波数選択性のある電波反射機能を備えた電波吸収反射体が得られる。なお、本発明の電波吸収反射体１は、目的外の周波数の電波については、多少の減衰はあるものの、電磁波反射膜層４にて反射せずに、電波吸収反射体１内を透過することになる。
【００４６】
次に、本発明の電波吸収反射体１において、室外（屋外）方向Ｂ側から電波が到来した時における室外からの電波の吸収についての動作を説明する。
【００４７】
本発明の電波吸収反射体１の電磁波反射膜層４又は導電性パターン６による導体パータンは、室外のＢ方向からの電波が吸収する周波数に共振するようにパターン構成されているため、その導体パターンに共振する周波数の電波が到来したときは反射面として存在し、殆どが到来方向Ｂ側へ反射される。また、多少の電波が室内方向へと入射するものの電磁波吸収膜層２によって減衰されてしまう。
【００４８】
共振周波数以外の電波が到来したときは、電磁波反射膜層４での共振現象は起きず、そのまま透過することになる。よって、Ｂ方向からの到来電波に対しても、周波数選択性のある遮蔽効果が得られる。
【００４９】
【実施例】
本発明の電波吸収反射体１について、具体的実施例を挙げて以下に説明する。
【００５０】
＜実施例１＞
電磁波吸収膜層２として３７７Ω／□の表面抵抗値を持つ抵抗皮膜と、軽量化構造体層３としてハニカム構造の紙製の軽量化構造シート（厚さ２４．１ｍｍ）と、電磁波反射膜層４として膜厚１０ｎｍのアルミニウム蒸着膜をパターンニング形成したアルミニウムパターンを導体パータン（ｍ≒λ／２）として規則的に配列したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムとを順に貼り合わせることにより、電磁波吸収膜層２及び電磁波反射膜層４に入射する電波のうち周波数２．４５ＧＨＺ の電波を吸収・遮蔽する６００ｍｍ×６００ｍｍサイズの本発明の電波吸収反射体１を作製した。
【００５１】
＜実施例２＞
電磁波吸収膜層２として３７７Ω／□の表面抵抗値を持つ抵抗皮膜と、ガスバリアー性層５として酸化アルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムと、軽量化構造体層３としてハニカム構造の紙製の軽量化構造シート（厚さ２４．１ｍｍ）と、ガスバリアー性層５として酸化アルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムと、電磁波反射膜層４として膜厚１０ｎｍのアルミニウム蒸着膜をパターンニング形成したアルミニウムパターンを導体パターン（ｍ≒λ／２）として規則的に配列したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムとを順に貼り合わせることにより、電磁波吸収膜層２及び電磁波反射膜層４に入射する電波のうち周波数２．４５ＧＨＺ の電波を吸収・遮蔽する６００ｍｍ×６００ｍｍサイズの本発明の電波吸収反射体１を作製した。
【００５２】
＜比較例１＞
電磁波吸収膜層２として３７７Ω／□の表面抵抗値を持つ抵抗皮膜と、軽量化構造体層３としてハニカム構造の紙製の軽量化構造シート（厚さ２４．１ｍｍ）と、電磁波反射膜層４として膜厚１０ｎｍのアルミニウム蒸着膜（パターン形成されていないベタ状の導体膜）を形成したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムとを順に貼り合わせることにより、電磁波吸収膜層２に入射する電波のうち周波数２．４５ＧＨＺ の電波を吸収・遮蔽する６００ｍｍ×６００ｍｍサイズの電波吸収反射体を作製した。
【００５３】
＜比較測定１＞
上記実施例１にて得られた本発明の電波吸収反射体１と、比較例１にて得られた電波吸収反射体とについて、２．４５ＧＨＺ の電波を使用して、吸収膜層２側へ入射した際の入射電波の反射減衰量と透過減衰量、反射膜層４側へ入射した際の入射電波の透過減衰量について測定した。なお、測定は、吸収膜層２側と反射膜層４側のそれぞれ自由空間において行い、反射減衰量測定は反射電力法、透過減衰量測定は透過損失法を用いて行った。反射減衰量測定に関しては、同サイズの金属板と比較して何ｄＢ反射量が減少したかを測定し、透過減衰量測定に関しては、試料（被測定物である電波吸収体又は電波吸収反射体）を何も入れない場合と比較して、何ｄＢ透過量が減少したかを測定した。また反射減衰量と透過減衰量は１ＧＨＺ から２０ＧＨＺ の測定範囲にてトレースして行い、ネットワークアナライザー（ヒューレッドパッカード社製、ＨＰ８５２２Ｃ）のＳ２１モードにおいて測定した。その結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
＜比較測定２＞
上記実施例２にて得られた本発明の電波吸収反射体１と、比較例１にて得られた電波吸収反射体とを、室温４０℃、湿度９０％の部屋に６０時間放置した場合の各々電波吸収反射体の反りを測定した。反り量の測定は、電波吸収反射体を平坦面に接地した場合に、その端部と接地面との間に生じる隙間長さ（歪んだ量）を電波吸収反射体の全長で割ることにより正規化して反り率（％）を算出した。その結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
【００５７】
＜評価＞
表１に示すように、吸収膜層面入射による反射減衰量に関しては、その入射電波の周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とでは、実施例１（本発明品）も比較例１も性能的に大差なく、また、両者共に周波数が２．４５ＧＨＺ の場合において大きな反射減衰量が得られ、この吸収膜層面入射による反射減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、実施例１、比較例１共に、周波数選択性を備えていると判断され、周波数２．４５ＧＨＺ の電波に対するλ／４型の電波吸収体として機能することが判った。
【００５８】
また、表１に示すように、吸収膜層面入射による透過減衰量に関しては、その入射電波の周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とでは、実施例１では、電磁波反射膜層４としてｍ≒λ／２の導体パータンが形成されているため、２．４５ＧＨＺ の場合において大きな透過減衰量が得られ、この吸収膜層面入射による透過減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、実施例１は、周波数選択性を備えていると判断され、周波数２．４５ＧＨＺ の特定周波数の電波に対するλ／４型の電波吸収体として機能することが判った。また、比較例１では、電磁波反射膜層４としてベタ状導体膜が形成されていて、電磁波反射膜層４は金属板と同等の働きをするため、特定周波数に関係なく、透過せずに減衰するものであり、そのために、周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とで透過減衰量に大差がなく、この吸収膜層面入射による透過減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、比較例１は周波数選択性を備えていないと判断され、特定周波数の電波に対する電波吸収体として機能していないことが判った。
【００５９】
また、表１に示すように、反射膜面入射による透過減衰量に関しては、その入射電波の周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とでは、実施例１では２．４５ＧＨＺ の場合において大きな透過減衰量が得られ、この反射膜面入射による透過減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、実施例１は、周波数選択性を備えていると判断され、周波数２．４５ＧＨＺ の特定周波数の電波に対するλ／４型の電波吸収体として機能することが判った。また、比較例１では、電磁波反射膜層４としてベタ状導体膜が形成されていて、電磁波反射膜層４は金属板と同等の働きをするため、特定周波数に関係なく、透過せずに減衰するものであり、そのために、周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とで透過減衰量に大差がなく、この反射膜面入射による透過減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、比較例１は、周波数選択性を備えていないと判断され、特定周波数の電波に対する電波吸収体として機能していないことが判った。
【００６０】
上記実施例１（及び実施例２）により得られた本発明の電波吸収反射体１は、表１に示すように、電磁波吸収膜層２側（Ａ方向）から入射する特定周波数（実施例では２．４５ＧＨＺ ）の電波に対して吸収機能があるとともに、反対面の電磁波反射膜層４側（Ｂ方向）から入射する特定周波数（実施例では２．４５ＧＨＺ ）の電波に対しては吸収機能（２０ＧＨＺ の電波に対して反射機能）を備え、特定周波数に対するシールド効果が発生し、本発明の電波吸収反射体１の両面に特定周波数を減衰させる周波数選択性を備えており、今までの電波吸収体と同等の吸収性能を維持しつつ、電波吸収反射体の重量の軽量化、並びに反射膜層４の導体パターン又は導電性パターン６の導体パターンによる周波数選択が可能な反射性能を持ったシールド性を付加できることが確認できた。さらに、上記実施例２により本発明の電波吸収反射体１は、表２に示すように、今までの電波吸収体と同等の性能を維持しつつ、高湿度の状態においても、反りや歪み等の変形をしないことが確認できた。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、ハニカム構造等の軽量化構造体を誘電体層として採用したので、従来の電波吸収体よりも重量を大幅に減少させた電波吸収反射体を供給できる。
【００６２】
さらに、遮蔽しようとする電波のうち特定の周波数において、電磁波吸収膜層側から到来する電波は、電磁波吸収膜層により吸収し、電磁波反射膜側から到来する電波は、パターン状の電磁波反射膜層の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の導体パターンにより、特定の周波数において反射させるという特徴ある電波吸収反射性能並びに電波シールド性能を有しているものである。
【００６３】
また、本発明による電波吸収反射体を、例えば、室内の無線ＬＡＮ設置空間での壁面材として利用した場合は、吸収効果の得られる電磁波吸収膜層側を室内側とし、反射による遮蔽効果が得られる電磁波反射膜層側を室外側として使用することにより、室内で複数の無線ＬＡＮ機器から発せられる電波の内、通常の壁面に当たって乱反射するような不要電波を減衰、抑制することができ、室外部から発せられる無線ＬＡＮ機器の不要電波の侵入を防止することができる。
【００６４】
よって、室内無線ＬＡＮ機器での電波干渉トラブルによる通信パフォーマンスの低下などが回避でき、快適な無線ＬＡＮ空間を構築できる。また、本発明による電波吸収反射体は周波数選択性があるため、無線ＬＡＮ以外の周波数帯、例えば携帯電話などにおいては外部との通信に何の支障も発生しない優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電波吸収反射体の実施の形態を説明する側断面図。
【図２】本発明の電波吸収反射体の軽量化構造体層として用いられるハニカム構造シートの一例を説明する斜視図。
【図３】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の開放端部を備えた直線状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の開放端部を備えた直線状の導体パータンの一例を説明する平面図。
【図４】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の開放端部を備えた直線状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の開放端部を備えた直線状の導体パータンの他の例を説明する平面図。
【図５】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の開放端部を備えた直線状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の開放端部を備えた直線状の導体パータンのその他の例を説明する平面図。
【図６】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の閉鎖環状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の閉鎖環状の導体パータンの一例を説明する平面図。
【図７】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の閉鎖環状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の閉鎖環状の導体パータンの他の例を説明する平面図。
【図８】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の閉鎖環状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の閉鎖環状の導体パータンのその他の例を説明する平面図。
【図９】本発明の電波吸収反射体の実施の形態における等価回路の模式図。
【符号の説明】
１…電波吸収反射体 ２…電磁波吸収膜層 ２ａ…吸収膜層支持フィルム
３…軽量化構造体層 ４…周波数選択性を有する電磁波反射膜層
５…ガスバリアー性膜層 ６…導電性パターン層
Ａ…室内側からの入射波 Ｂ…室外側からの入射波
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波吸収反射体に関するもので、特にハニカム構造等の軽量化構造体を有する電波吸収反射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中で、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できる電磁シ−ルド・インテリジェントビルを提供することが記載されている。
【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。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できる箇所が制限される。さらに、電磁シ−ルド部材間（互いに隣接する電磁シ−ルド部材端部間）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。
【０００５】
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規則的周期（定期的周期）を以て配列させることで、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。
【０００６】
特開平９−１６２５８９号公報や、特開平５−３３５８３２号公報に記載する発明は、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：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。
【０００７】
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（特開平９−１６２５８９号公報の発明）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り、特定周波数（以上）の電波を吸収するものであるため、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。
【０００８】
また後者（特開平５−３３５８３２号公報の発明）は、吸収量が前者に比べて大きく、周波数選択性にも優れるが、この場合には吸収する周波数が低くなるにつれて誘電体の厚みが厚くなり、吸収体全体の厚みが増す。そして、全体の重量が重くなるという問題がある。ここで誘電体として軽量で強度の強いハニカムを使う手段があるが、紙や木材などのハニカム構造の部材を用いた場合、湿度等の影響によるゆがみが問題となる。
【０００９】
【特許文献１】
特公平６−９９９７２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６９０３９号公報
【特許文献３】
特開平９−１６２５８９号公報
【特許文献４】
特開平５−３３５８３２号公報
【特許文献５】
特願２００３−０１２９５７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の電波吸収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。即ち、λ／４型電波吸収体の電磁波反射膜層と電磁波吸収膜層の間に用いるスペーサー部にハニカム構造等の誘電性軽量化構造体を用いることにより、軽量な電波吸収体を提供し、かつ反射膜層に導電体パターン構造を用いることにより、電波吸収体による電波の吸収、遮蔽において、共に周波数選択性を備えた電波反射体を付加するものである。さらに、誘電性軽量化構造体層を保護する目的でガスバリアー層を用いることにより、湿度等による反りや歪みを押さえるようにした電波吸収反射体を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するためのものであって、請求項１に係る発明は、電磁波吸収膜層２、誘電性軽量化構造体層３、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１２】
本発明の請求項２に係る発明は、電磁波吸収膜層２、ガスバリアー性膜層５、誘電性軽量化構造体層３、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１３】
本発明の請求項３に係る発明は、電磁波吸収膜層２、誘電性軽量化構造体層３、ガスバリアー性膜層５、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１４】
本発明の請求項４に係る発明は、電磁波吸収膜層２、ガスバリアー性膜層５、誘電性軽量化構造体層３、ガスバリアー性膜層５、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１５】
本発明の請求項５に係る発明は、上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に係る電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２が抵抗皮膜であることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１６】
本発明の請求項６に係る発明は、上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に係る電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層４に導電体パターン６が設けられていることを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１７】
本発明の請求項７に係る発明は、上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に係る電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２上に化粧シートを有することを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１８】
本発明の請求項８に係る発明は、上記請求項１乃至請求項４のいずれか１項に係る電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層４上に化粧シートを有することを特徴とする電波吸収反射体である。
【００１９】
本発明の請求項９に係る発明は、上記請求項１又は請求項３に係る電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２がガスバリアー性を有することを特徴とする電波吸収反射体である。
【００２０】
本発明の請求項１０に係る発明は、上記請求項１又は請求項２に係る電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層２がガスバリアー性を有することを特徴とする電波吸収反射体である。
【００２１】
【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、本発明の電波吸収反射体１の断面図の一例を示したものであり、電波吸収反射体１は、電磁波を吸収させるための抵抗体からなる電磁波吸収膜層２と、電磁波により誘電する誘電性層として機能する誘電性軽量化構造体層３と、電磁波を反射させる周波数選択性を有する導電性の電磁波反射膜層４とからなり、また、電磁波吸収膜層２と誘電性軽量化構造体層３との間、又は／及び誘電性軽量化構造体層３と電磁波反射膜層４との間に介在させたガスバリアー性膜層５からなる。なお、図１中、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。
【００２２】
本発明の電波吸収反射体１の前記電磁波反射膜層４は、誘電性軽量化構造体層３の片面側にパータン状に設けられて、後述する開放端部を有する所定の長さの直線状の導体パータン又は閉鎖環状の導体パータンを形成しているか、又は前記電磁波反射膜層４はベタ状に設けられて、該電磁波反射膜層４上に導電性パターン層６がパターン状に設けられて、後述する開放端部を有する直線状の導体パターン又は閉鎖環状の導体パータンを形成している。
【００２３】
また、本発明の電波吸収反射体１は、その前記電磁波吸収膜層２側の外表面又は電磁波反射膜層４側の外表面に化粧シートが貼り合わせられて、壁面化粧材など内装材（建装材）として機能できるようになっている。
【００２４】
前記電磁波吸収膜層２は、断面抵抗値の高い極薄の金属膜や金属箔や金属網、あるいは金属酸化物や、金属窒化物や、それらの混合物の蒸着膜、スパッタリング膜、ＣＶＤ膜（化学的蒸着膜）を、非導電性の支持フィルムやシート（ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの合成樹脂フィルム、用紙シートなど）に積層した抵抗体皮膜、あるいは、それらの積層体、又は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の抵抗体皮膜である。なお、支持フィルムやシートには、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどプラスチックフィルムの片面に酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物の蒸着層によるガスバリアー性層を設けたバスバリアー性フィルムやシートが採用でき、前記電磁波吸収膜層２自体に電波吸収機能とガスバリアー機能とを持たせるようにしてもよい。
【００２５】
前記電磁波吸収膜層２は、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には、その吸収膜層２の表面で、進行波と反射波の間のインピーダンスをマッチングさせる必要がある。そのため、抵抗体皮膜の厚みや誘電率、表面抵抗は、伝送線路理論や電磁界解析を用いて決定することが望ましい。
【００２６】
誘電性層として機能する誘電性軽量化構造体層３は、ガラス、セラミックス、紙、木材、有機高分子など、高抵抗で絶縁性の高い誘電性材料であれば、その材質に本質的な制限を受けるものではなく、複数の材質を組み合わせて用いることもできる。また、誘電性軽量化構造体層３に用いる誘電性材料の厚みは、その材料の誘電率や吸収する電波の周波数によって適宜に決定される。なお、誘電性材料の厚みの決定については、伝送線路理論や電磁界解析が有効である。
【００２７】
前記誘電性軽量化構造体層３は、適宜な厚みの誘電性材料により構成されるもので、例えば、図２に示すように複数の六角筒状の集積筒体によるハニカム構造による軽量化構造シート、あるいは四角筒状、三角筒状の複数の筒体による軽量化構造シート、波板状のコルゲートシートによる軽量化構造シート、あるいは、これらの軽量化構造シートの片面若しくは両面に平板状のライナーシートを重ね合わせ組み合わせた軽量化構造シートなど様々な形状の軽量化構造体を用いることにより軽量化した上で、強度の増加を期待でき、使用する材料を減少させる効果もあるため、使用後の廃材の減少や製造コストの低下も期待できる。
【００２８】
電波の反射面として機能する電磁波反射膜層４は、前記ハニカム構造等による複数の筒体による軽量化構造シート又は波板状のコルゲートシートによる軽量化構造シートを用いた誘電性軽量化構造体層３の表面に直接、良導電体の金属線素子として直接設けたものでも良い。
【００２９】
また、電磁波反射膜層４は、図１に示すように、前記ハニカム構造等による複数の筒体による軽量化構造シート又は波板状のコルゲートシートによる軽量化構造シートを用いた誘電性軽量化構造体層３の表面に、他の高分子フィルムやガラス、セラミックス、紙などの平板状のライナーシートやガスバリアー性膜層５を設け、該バリアー性膜層５上に良導電体の金属線素子として直接設けたものでも良い。また、電磁波反射膜層４の表面に導電性パターン６を設けたものでも良い。なお、前記複数の筒体による軽量化構造シート又は波板状のコルゲートシートの表面に設けたライナーシートには、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどプラスチックフィルムの片面に酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物の蒸着層によるガスバリアー性層を設けたバスバリアー性フィルムやシートが採用でき、前記電磁波反射膜層４自体に電波反射機能とガスバリアー機能とを持たせるようにしてもよい。
【００３０】
通常、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、その到来した電波は、その金属棒や金属ワイヤー等の導電体の長さｍ及び形状によって決定される共振周波数に該当する周波数の電波であれば、電磁界の共振現象によって再放射される。つまり電波の到来方向から見ると、到来した電波は反射したことになる。
【００３１】
また、到来した電波の周波数が、その金属棒や金属ワイヤーの長さｍ及び形状によって決定される共振周波数から離散（相違）するほど反射現象は無くなり、したがって、その到来した電波が、共振周波数から離散する周波数の電波であれば、これを無視することができ、その金属棒や金属ワイヤーは周波数選択性を有することになる。また、到来した電波の周波数が、共振周波数付近であれば、金属板と等価として扱うことができる。
【００３２】
この共振現象は、電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の導電体表面に直接入射する電波に対してだけでなく、その導電体の周囲に入射する電波に対しても有効である。いわゆるアンテナ理論での等価開口面積にあたる。よって、導電体を周期的に配列することによって、電波反射面として機能させることができる。
【００３３】
その一例を示すと、軽量化構造シートを用いた誘電性軽量化構造体層３の表面（六角筒状パータンなど多角筒状パータンの表面）に直接形成したパータン状の電磁波反射膜層４又は軽量化構造シートの表面に平板状のライナーシートを重ね合わせた誘電性軽量化構造体層３の表面に形成したパターン状の電磁波反射膜層４又は軽量化構造シートの表面に平板状のライナーシートを重ね合わせた誘電性軽量化構造体層３の表面に形成したベタ状の電磁波反射膜層４の表面に形成した導電性パターン６のような導体パータンのように、図３〜図５に示すような開放端を持つ所定長さｍの直線形状の導電体による導電性パターンを配列した場合に、到来する電波は、導電性パターンの長さｍが、到来する電波波長λの２分の１と略等しい場合（ｍ≒λ／２）に共振し、到来した電波は、前記共振現象により、この面で殆ど反射する。言い換えると、この長さｍの導電体と共振しない波長（又は周波数、λ≠２ｍ）の電波にとっては、この電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の形成面は反射面とはならずに、その大部分が透過する。なお、開放端間の距離ｄは任意でもよい。
【００３４】
電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の導体パータンが、図３に示すような直線形状の場合には、その導体パータンの長さｍは、電波波長λの約２分の１になる。
到来する電波波長：λ
導体パターン長さ：ｍ
ｍ≒λ／２
【００３５】
また、電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の導体パータンが、図４、図５のように、開放端間の中心点Ｏ（各導体パターンの交差部分）から枝分かれを持つ形状では、その中心点Ｏから開放端までの距離は、図４に示す導体パターンでは電波波長λの約２分の１（ｍ≒λ／２）、図５に示す導体パターンでは電波波長λの約４分の１（ｍ≒λ／４）となる。
【００３６】
また、電磁波反射膜層４又は導電性パターン６の導体パータンとして、図６、図７、図８に示すような閉環状の導電体を配した場合には、環状導電体の周囲長が電波波長λとほぼ等しい場合に共振し、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、使用する所定周波数の電波（但し、その波長は誘電体中での波長）と共振するような長さの金属線素子および導電性パターンを配列することで、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導電体内部を流れる高周波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、個々の導体間の間隔は小さい程良くなる。しかし同時に、共振周波数以外の電波の反射も大きくなるため周波数選択性が悪くなる。そこで実用上は、使用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、導電性パターンの線幅、厚さ、個々の導電体間の間隔が決定される。ここでは、図３〜図８まで、６種類の導電性パターンを図示したが、導電性パターンの形状は、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。
【００３９】
本発明の電波吸収反射体には、図１に示すようにガスバリアー性膜層５を積層するようにしてもよく、ガスバリアー性膜層５は、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（化学的蒸着膜）、あるいはその積層体、有機化合物などが挙げられ、想定するガスとしては主に水蒸気であるが、ハニカム部材など、軽量化構造体に用いる材料の材質によっては酸素等も含まれる。また、ガスバリアー性膜層５としては、厚さが薄く、導電率及び透磁率及び誘電率が低いことが望ましいが、そうでない場合にも伝送線路理論や電磁界解析を用いて決定することが可能である。
【００４０】
次に、図１における電波の到来方向Ａ側を室内、Ｂ側を室外と仮定して、室内からの電波の吸収についての動作を説明する。
【００４１】
一般に伝送線路理論より、電波がある媒体Ａ中から他の媒体Ｂ側へ電波を入射する場合、Ａ／Ｂ界面での電波の反射係数は、
ΓＡＢ＝（ＺＢ −ＺＡ ）／（ＺＢ ＋ＺＡ ）・・・・・・・（Ｉ）
ＺＡ ：媒体Ａの特性インピーダンス
ＺＢ ：媒体Ｂの特性インピーダンス
で表される。媒体ＡおよびＢの特性インピーダンスが一致すると、反射係数は０となり、全く反射せず、理想的吸収体となる。しかし実際には完全に一致させることは困難であり、現実的問題がない電波吸収体を得るには、反射係数を１０％以下にすればよい。
【００４２】
よって、本発明の電波吸収反射体１においても、上記媒体Ａを電波吸収反射体１の電波到来方向Ａ側（電磁波吸収膜層２側）の表面と接する自由空間、上記媒体Ｂを電波吸収反射体１の電磁波吸収膜層２として、電波吸収反射体１の電磁波吸収膜層２表面側から内部側の電磁波吸収膜層２側を見たインピーダンス（ＺＢ ：媒体Ｂの特性インピーダンス）を、自由空間の特性インピーダンス（ＺＡ ：媒体Ａの特性インピーダンス）と等しくなるように層構成を設計すれば、電波吸収反射体１として機能することになる。
【００４３】
本発明の電波吸収反射体１の全体を等価回路化すると、図９のようになり、電磁波反射膜層４に近い方から順々に、ガスバリアー性膜層５側から導電体の電磁波反射膜層４側を見た入力インピーダンスＺｉｎ１ 、軽量化構造体層３側から電磁波反射膜層４側を見た入力インピーダンスＺｉｎ２ 、ガスバリアー性膜層５側から電磁波反射膜層４側を見た入力インピーダンスＺｉｎ３ 、電磁波吸収膜層２側から電磁波反射膜層４側を見た入力インピーダンスＺｉｎ４ を算出して行き、最終的に電波吸収反射体１の電磁波吸収膜層２を支持する支持フィルム２ａ側の表面での入力インピーダンス、即ち、電磁波吸収膜層２を支持する支持フィルム２ａ側から電磁波反射膜層４側（電磁波吸収膜層２側）を見た入力インピーダンスＺｉｎ５ （ＺＢ ：媒体Ｂの特性インピーダンスに相当）を求める。
【００４４】
この入力インピーダンスＺｉｎ５ （電波吸収反射体１の電波到来方向Ａ側の表面側から内部側の電磁波吸収膜層２側を見たインピーダンスＺＢ ：媒体Ｂの特性インピーダンスに相当）と、電波吸収反射体１の電波到来方向Ａ側の自由空間のインピーダンスＺＯ （ＺＡ ：媒体Ａの特性インピーダンスに相当）から、電波吸収反射体の反射係数Γは、上記式（Ｉ）から下記式（ＩＩ）にて求められる。ここで自由空間のインピーダンスＺＯ は３７７Ω／□である。
Γ＝（Ｚｉｎ５ −ＺＯ ）／（Ｚｉｎ５ ＋ＺＯ ）・・・・・・・（ＩＩ）
ここで求められる反射係数Γが０．３以下であれば、電磁波吸収体として機能するものであるが、好ましくは０．１以下である。
【００４５】
よって、本発明の電波吸収反射体１は、電磁波吸収膜層２を支持する支持フィルム２ａ側の表面での入力インピーダンスを上記の条件に当てはまるように層設計し、さらに、反射させたい周波数で電波が反射するように電磁波反射膜層４又は導電性パターン層６の導体パータンを設計することにより、周波数選択性のある電波反射機能を備えた電波吸収反射体が得られる。なお、本発明の電波吸収反射体１は、目的外の周波数の電波については、多少の減衰はあるものの、電磁波反射膜層４にて反射せずに、電波吸収反射体１内を透過することになる。
【００４６】
次に、本発明の電波吸収反射体１において、室外（屋外）方向Ｂ側から電波が到来した時における室外からの電波の吸収についての動作を説明する。
【００４７】
本発明の電波吸収反射体１の電磁波反射膜層４又は導電性パターン６による導体パータンは、室外のＢ方向からの電波が吸収する周波数に共振するようにパターン構成されているため、その導体パターンに共振する周波数の電波が到来したときは反射面として存在し、殆どが到来方向Ｂ側へ反射される。また、多少の電波が室内方向へと入射するものの電磁波吸収膜層２によって減衰されてしまう。
【００４８】
共振周波数以外の電波が到来したときは、電磁波反射膜層４での共振現象は起きず、そのまま透過することになる。よって、Ｂ方向からの到来電波に対しても、周波数選択性のある遮蔽効果が得られる。
【００４９】
【実施例】
本発明の電波吸収反射体１について、具体的実施例を挙げて以下に説明する。
【００５０】
＜実施例１＞
電磁波吸収膜層２として３７７Ω／□の表面抵抗値を持つ抵抗皮膜と、軽量化構造体層３としてハニカム構造の紙製の軽量化構造シート（厚さ２４．１ｍｍ）と、電磁波反射膜層４として膜厚１０ｎｍのアルミニウム蒸着膜をパターンニング形成したアルミニウムパターンを導体パータン（ｍ≒λ／２）として規則的に配列したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムとを順に貼り合わせることにより、電磁波吸収膜層２及び電磁波反射膜層４に入射する電波のうち周波数２．４５ＧＨＺ の電波を吸収・遮蔽する６００ｍｍ×６００ｍｍサイズの本発明の電波吸収反射体１を作製した。
【００５１】
＜実施例２＞
電磁波吸収膜層２として３７７Ω／□の表面抵抗値を持つ抵抗皮膜と、ガスバリアー性層５として酸化アルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムと、軽量化構造体層３としてハニカム構造の紙製の軽量化構造シート（厚さ２４．１ｍｍ）と、ガスバリアー性層５として酸化アルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムと、電磁波反射膜層４として膜厚１０ｎｍのアルミニウム蒸着膜をパターンニング形成したアルミニウムパターンを導体パターン（ｍ≒λ／２）として規則的に配列したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムとを順に貼り合わせることにより、電磁波吸収膜層２及び電磁波反射膜層４に入射する電波のうち周波数２．４５ＧＨＺ の電波を吸収・遮蔽する６００ｍｍ×６００ｍｍサイズの本発明の電波吸収反射体１を作製した。
【００５２】
＜比較例１＞
電磁波吸収膜層２として３７７Ω／□の表面抵抗値を持つ抵抗皮膜と、軽量化構造体層３としてハニカム構造の紙製の軽量化構造シート（厚さ２４．１ｍｍ）と、電磁波反射膜層４として膜厚１０ｎｍのアルミニウム蒸着膜（パターン形成されていないベタ状の導体膜）を形成したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムとを順に貼り合わせることにより、電磁波吸収膜層２に入射する電波のうち周波数２．４５ＧＨＺ の電波を吸収・遮蔽する６００ｍｍ×６００ｍｍサイズの電波吸収反射体を作製した。
【００５３】
＜比較測定１＞
上記実施例１にて得られた本発明の電波吸収反射体１と、比較例１にて得られた電波吸収反射体とについて、２．４５ＧＨＺ の電波を使用して、吸収膜層２側へ入射した際の入射電波の反射減衰量と透過減衰量、反射膜層４側へ入射した際の入射電波の透過減衰量について測定した。なお、測定は、吸収膜層２側と反射膜層４側のそれぞれ自由空間において行い、反射減衰量測定は反射電力法、透過減衰量測定は透過損失法を用いて行った。反射減衰量測定に関しては、同サイズの金属板と比較して何ｄＢ反射量が減少したかを測定し、透過減衰量測定に関しては、試料（被測定物である電波吸収体又は電波吸収反射体）を何も入れない場合と比較して、何ｄＢ透過量が減少したかを測定した。また反射減衰量と透過減衰量は１ＧＨＺ から２０ＧＨＺ の測定範囲にてトレースして行い、ネットワークアナライザー（ヒューレッドパッカード社製、ＨＰ８５２２Ｃ）のＳ２１モードにおいて測定した。その結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
＜比較測定２＞
上記実施例２にて得られた本発明の電波吸収反射体１と、比較例１にて得られた電波吸収反射体とを、室温４０℃、湿度９０％の部屋に６０時間放置した場合の各々電波吸収反射体の反りを測定した。反り量の測定は、電波吸収反射体を平坦面に接地した場合に、その端部と接地面との間に生じる隙間長さ（歪んだ量）を電波吸収反射体の全長で割ることにより正規化して反り率（％）を算出した。その結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
＜評価＞
表１に示すように、吸収膜層面入射による反射減衰量に関しては、その入射電波の周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とでは、実施例１（本発明品）も比較例１も性能的に大差なく、また、両者共に周波数が２．４５ＧＨＺ の場合において大きな反射減衰量が得られ、この吸収膜層面入射による反射減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、実施例１、比較例１共に、周波数選択性を備えていると判断され、周波数２．４５ＧＨＺ の電波に対するλ／４型の電波吸収体として機能することが判った。
【００５８】
また、表１に示すように、吸収膜層面入射による透過減衰量に関しては、その入射電波の周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とでは、実施例１では、電磁波反射膜層４としてｍ≒λ／２の導体パータンが形成されているため、２．４５ＧＨＺ の場合において大きな透過減衰量が得られ、この吸収膜層面入射による透過減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、実施例１は、周波数選択性を備えていると判断され、周波数２．４５ＧＨＺ の特定周波数の電波に対するλ／４型の電波吸収体として機能することが判った。また、比較例１では、電磁波反射膜層４としてベタ状導体膜が形成されていて、電磁波反射膜層４は金属板と同等の働きをするため、特定周波数に関係なく、透過せずに減衰するものであり、そのために、周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とで透過減衰量に大差がなく、この吸収膜層面入射による透過減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、比較例１は周波数選択性を備えていないと判断され、特定周波数の電波に対する電波吸収体として機能していないことが判った。
【００５９】
また、表１に示すように、反射膜面入射による透過減衰量に関しては、その入射電波の周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とでは、実施例１では２．４５ＧＨＺ の場合において大きな透過減衰量が得られ、この反射膜面入射による透過減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、実施例１は、周波数選択性を備えていると判断され、周波数２．４５ＧＨＺ の特定周波数の電波に対するλ／４型の電波吸収体として機能することが判った。また、比較例１では、電磁波反射膜層４としてベタ状導体膜が形成されていて、電磁波反射膜層４は金属板と同等の働きをするため、特定周波数に関係なく、透過せずに減衰するものであり、そのために、周波数が２．４５ＧＨＺ の場合と２０ＧＨＺ の場合とで透過減衰量に大差がなく、この反射膜面入射による透過減衰量の測定値のみから性能を評価した場合には、比較例１は、周波数選択性を備えていないと判断され、特定周波数の電波に対する電波吸収体として機能していないことが判った。
【００６０】
上記実施例１（及び実施例２）により得られた本発明の電波吸収反射体１は、表１に示すように、電磁波吸収膜層２側（Ａ方向）から入射する特定周波数（実施例では２．４５ＧＨＺ ）の電波に対して吸収機能があるとともに、反対面の電磁波反射膜層４側（Ｂ方向）から入射する特定周波数（実施例では２．４５ＧＨＺ ）の電波に対しては吸収機能（２０ＧＨＺ の電波に対して反射機能）を備え、特定周波数に対するシールド効果が発生し、本発明の電波吸収反射体１の両面に特定周波数を減衰させる周波数選択性を備えており、今までの電波吸収体と同等の吸収性能を維持しつつ、電波吸収反射体の重量の軽量化、並びに反射膜層４の導体パターン又は導電性パターン６の導体パターンによる周波数選択が可能な反射性能を持ったシールド性を付加できることが確認できた。さらに、上記実施例２により本発明の電波吸収反射体１は、表２に示すように、今までの電波吸収体と同等の性能を維持しつつ、高湿度の状態においても、反りや歪み等の変形をしないことが確認できた。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、ハニカム構造等の軽量化構造体を誘電体層として採用したので、従来の電波吸収体よりも重量を大幅に減少させた電波吸収反射体を供給できる。
【００６２】
さらに、遮蔽しようとする電波のうち特定の周波数において、電磁波吸収膜層側から到来する電波は、電磁波吸収膜層により吸収し、電磁波反射膜側から到来する電波は、パターン状の電磁波反射膜層の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の導体パターンにより、特定の周波数において反射させるという特徴ある電波吸収反射性能並びに電波シールド性能を有しているものである。
【００６３】
また、本発明による電波吸収反射体を、例えば、室内の無線ＬＡＮ設置空間での壁面材として利用した場合は、吸収効果の得られる電磁波吸収膜層側を室内側とし、反射による遮蔽効果が得られる電磁波反射膜層側を室外側として使用することにより、室内で複数の無線ＬＡＮ機器から発せられる電波の内、通常の壁面に当たって乱反射するような不要電波を減衰、抑制することができ、室外部から発せられる無線ＬＡＮ機器の不要電波の侵入を防止することができる。
【００６４】
よって、室内無線ＬＡＮ機器での電波干渉トラブルによる通信パフォーマンスの低下などが回避でき、快適な無線ＬＡＮ空間を構築できる。また、本発明による電波吸収反射体は周波数選択性があるため、無線ＬＡＮ以外の周波数帯、例えば携帯電話などにおいては外部との通信に何の支障も発生しない優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電波吸収反射体の実施の形態を説明する側断面図。
【図２】本発明の電波吸収反射体の軽量化構造体層として用いられるハニカム構造シートの一例を説明する斜視図。
【図３】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の開放端部を備えた直線状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の開放端部を備えた直線状の導体パータンの一例を説明する平面図。
【図４】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の開放端部を備えた直線状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の開放端部を備えた直線状の導体パータンの他の例を説明する平面図。
【図５】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の開放端部を備えた直線状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の開放端部を備えた直線状の導体パータンのその他の例を説明する平面図。
【図６】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の閉鎖環状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の閉鎖環状の導体パータンの一例を説明する平面図。
【図７】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の閉鎖環状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の閉鎖環状の導体パータンの他の例を説明する平面図。
【図８】本発明の電波吸収反射体の周波数選択性のあるパターン状の電磁波反射膜層の閉鎖環状の導体パータン又はベタ状の電磁波反射膜層上に設けられた導電性パターン層の閉鎖環状の導体パータンのその他の例を説明する平面図。
【図９】本発明の電波吸収反射体の実施の形態における等価回路の模式図。
【符号の説明】
１…電波吸収反射体 ２…電磁波吸収膜層 ２ａ…吸収膜層支持フィルム
３…軽量化構造体層 ４…周波数選択性を有する電磁波反射膜層
５…ガスバリアー性膜層 ６…導電性パターン層
Ａ…室内側からの入射波 Ｂ…室外側からの入射波
Claims (10)
- 電磁波吸収膜層２、誘電性軽量化構造体層３、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体。
- 電磁波吸収膜層２、ガスバリアー性膜層５、誘電性軽量化構造体層３、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体。
- 電磁波吸収膜層２、誘電性軽量化構造体層３、ガスバリアー性膜層５、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体。
- 電磁波吸収膜層２、ガスバリアー性膜層５、誘電性軽量化構造体層３、ガスバリアー性膜層５、周波数選択性を有する電磁波反射膜層４が順に積層されていることを特徴とする電波吸収反射体。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２が抵抗皮膜であることを特徴とする電波吸収反射体。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層４に導電体パターン６が設けられていることを特徴とする電波吸収反射体。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２上に化粧シートを有することを特徴とする電波吸収反射体。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層４上に化粧シートを有することを特徴とする電波吸収反射体。
- 請求項１又は請求項３記載の電波吸収反射体において、前記電磁波吸収膜層２がガスバリアー性を有することを特徴とする電波吸収反射体。
- 請求項１又は請求項２記載の電波吸収反射体において、前記電磁波反射膜層４がガスバリアー性を有することを特徴とする電波吸収反射体。
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