(57)【要約】【課題】  本発明は、電気回路で構成する電波吸収体において、電波吸吸収体の構成法を簡易化して、しかも種々の電波吸特性に即応できるよう相互互換性の考え方を導入し、所望の電波吸収特性を付与し、安価な製法と軽量化を達成した電波吸収体を実現することを課題としている。【解決手段】  本発明は、電気回路で構成する電波吸収体において、従来の電気回路用のプリント基板上に電気回路を構成する手段を用いず、軽量で安価な卑近な材料を用いて構成する手段と、また電気回路も軽量で薄層の導電性材料を用いて接着するなどの手段で構成して軽量化を図り、種々の電波吸特性に即応できるように脱着可能な材料構成手段で、電波吸収体の多機能化の問題を解決している。【選択図】図３
2014082431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路で構成する電波吸収体において、従来の電気回路用のプリント基板上に電気回路を構成する手段を用いず、従来のプリント基板に代えて重量の軽い安価な他の材料を用い、電気回路も軽量で薄層の導電性材料を用いて設計を簡単化し、本電波吸収体の構成要素を常時脱着可能な互換性構造として種々の電波吸特性に即応できるように電波吸収特性を多機能化し、安価な構成法で軽量化したことを特徴する電波吸収体の構成方法。
【請求項２】
請求項１記載の電波吸収体の構成方法において、電波吸収体構成要素に３次元回路をとりいれた場合において、奥行き方向の回路構成法に立方体形状の軽量な材料からなる電気回路を別途構成し、これを電波入射面の電気回路基板面上の回路と接合して成ることを特徴する請求項１記載の電波吸収体の構成方法。
【請求項３】
請求項１、２記載の電気回路で構成する電波吸収体に関し、能動素子回路への電源が遮断されていても電波吸収が可能となる場合において、この場合の電波吸収量をさらに最適化して調節することを特徴する請求項１、２記載の電波吸収体の構成方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電気回路で構成する電波吸収体において、種々の電波吸特性に即応するために電波吸収体構成要素を脱着可能で互換性を有するように機能化する手段を導入し、安価で軽量化を達成した電波吸収体の構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、電波吸吸収体の構成方法として電気回路で構成する方法は公知である（特許第４５８１１０５号、特許第４５４２８２７、特許第４７６１２４６号、文献：”Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ＥＭ−Ｗａｖｅ  Ａｂｓｏｒｂｅｒ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｃｏｎｃｅｐｔ，”ｉｎ  ２００３  ＩＥＥＥ  ＭＴＴ−Ｓ  Ｉｎｔ．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇ．，Ｖｏｌ．２，ｐｐ．１２６３−１２６６，Ｊｕｎ．２００３．）。
しかし、これらの手段で電波吸収体を構成する場合、従来のガラスエポキシ材などの高価な基板を用い，事前に描いた回路を感光して電気回路を作成するという煩雑な工程が必要となる。
また、この方法で一旦電波吸吸収体を設計すると広帯域化や電波吸収周波数特性の変更が必要となった場合、はじめから設計し直さなければならないという問題があった。さらに、３次元構造の電気回路構成では、電波入射面に対して垂直方向における回路素子の装荷が困難となる問題がある。
また、従来の基板や電波吸収材として、フェライトや誘電体などの厚みを有する材料を使用した構成では、安価な構成で軽量化を必要とする移動体環境、建築環境への応用において要求条件を満たさないという問題がある。【０００３】  これに対して、本発明は、１）軽量で安価な基板構成法、２）軽量で安価な電気回路構成法、３）軽量で薄い材料による電波吸収体の各構成要素を脱着構造とし、これらの相互の交換で電波吸収特性の変更が必要となった場合に即応しうる構成方法、４）電気回路型電波吸収体に要求される３次元電気回路を安価で簡単に構成する方法などの問題を解決した電気回路型電波吸体の構成方法５）電気回路で構成する電波吸収体は、能動素子回路への電源を遮断されていても電波吸収が可能となるが、この場合の電波吸収量をさらに本発明の手段のいずれかを選択するか、またはすべての手段を用いて最適化する構成方法に関する。
なお、なお、本発明の電気回路とは、低周波回路、高周波回路の双方を意味している。また、電波吸収特性の変更とは、電波吸収周波数特性の変更や広帯域化などを意味している。なお、電気回路で構成する電波吸収体を、以下の記述では、簡略化して電気回路型電波吸収体と呼ぶことがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明の前記背景技術で記した１）の軽量で安価な基板構成法とは、従来の電気回路構成基板の代わりに、例えば、布や発泡性材料、ボール紙、ダンボール、プラスティックシートなど薄厚時における重量が軽くなる卑近な材料を用いて電気回路基板を構成する手段を意味している。また、２）の軽量で安価な電気回路構成法とは、例えば、基板上の電気回路を薄い銅薄などからなる裏面に接着剤が塗布してある導電性テープをパンチングやまたは直接切り抜く手段で、これを基板上に貼り付けて電気回路の配線相当部分を構成する他、回路パターンを切り抜いた型紙などに導電性塗料を塗布したり、吹き付け塗装したりするなどを手段で回路構成の簡便化を図ることを意味している。さらに電波吸収に必要な受動素子や能動素子を導電性接着剤等で接着するという手段で基板面上における全体の電気回路を構成する。勿論、これらの素子の装荷や段ボール基板などに対しても上記接着剤の他、ハンダ付けなども可能である。このような導電率を低下させる要素を含む構成法を導入することが可能となるのは、本来、電波吸収体が、材料の損失性に依存して構成される要素が大きい点に着眼したもので、この事実が本発明の手段を導入した基本的な考え方である。【０００５】  また、基板にこの種の材料を用いれば、従来の基板と比較し、往々にして材料定数、つまり、いまの例では誘電率が低下する。このため、電波入射側の基板と電波吸収体背面側導体板の間に、必要に応じて薄いシート状などに構成した抵抗性や導電性材料から成る材料を介在させて、この電気定数を修正するという手段を取っている。さらに、実現した電波吸収特性以外の電波吸収特性が要求される場合、電気回路基板とその背面側導体板間に介在させている電気定数を変更する役割を持つ薄いシート状の材料がいずれも交換可能な互換性構造を持つように構成してある。このため、それぞれの構成要素を交換して種々の電波吸特性を調整することを可能となる。これが前記３）の軽量で薄い材料による電波吸収体の各構成要素を脱着構造とし、これらの相互の交換で電波吸収特性の変更が必要となった場合などの問題に即応しうる構成方法の意味である。
また、４）の電気回路型電波吸収体に要求される３次元電気回路を簡易に構成する方法とは、次のことを意味している。電気回路型電波吸吸収体では、往々にして所定の特性を得るために３次元構成の電気回路が要求される。従来基板を使用する方法では、３次元構造の高周波回路の作製は、基板にビアを設けて配線するという方法が用いられている。しかし、この方法は、製作工程も増えて一般に困難となる。本発明では、この問題を解決するために、基板表面の２次元回路と奥行き方向の３次元構造の回路を別々に作製し、双方の回路の必要箇所を導電性接着剤等の接合手段で、３次元構成回路を構成し電波吸収体を実現している。すなわち、本発明では、ボール紙などの基板上に作製した２次元単位電気回路と発泡スチロールによる立方形や長方形の構造体上に２次元単位回路に合わせて所定の方向の配線や電気回路素子を取り付けた３次元の構造体を、基板面上の２次元回路と導電性接着剤などで接合するという手段で、３次元構造の電気回路を構成している。なお、軽量で薄い材料による電波吸収体の各構成要素とは、厚さが１ｍｍからせいぜい３ｍｍ程度のシート状のものから成る材料のことである。これを必要に応じて発泡スチロール上に貼り付けて用い軽量化を図ることなどを意味している。また、脱着構造とは、マジックテープやボタン、ファスナーなど脱着可能な構造で簡単に取り外し交換できる特徴を持たせることを意味している。また、介在させる材料は、抵抗性の材料や磁性粉末や導電性素子パターンの配列から成るシート材などを用いている。【０００６】  前記背景技術で記した５）は、例えば、電気回路型電波吸収体では、電気回路能動素子の印加電圧が０Ｖの時、必ずしも電波吸収特性が０ｄＢとならず、場合によっては−４０ｄＢに達する電波吸収特性を持ち合わせている。この特性を利用して、あらかじめ常時使用する電波吸収周波数を、この０Ｖ時で電波吸収できるように設計しておけば、電源をＯＦＦにして電力の節減を図ることが可能となる。しかし、この場合、他の周波数では、電源をＯＮにして能動素子への印加電圧を制御しても、電波吸収特性が劣化している場合が存在する。この種の特性を所持する電気回路型電波吸収体に対して、電波入射側の基板と電波吸収体背面側導体板の間に、必要に応じて薄いシート状などに構成した抵抗性や磁性または導電性材料から成る材料を介在させる手段で、電波吸収各周波数に対して所定の電波を十分吸収できるように調節できる。【０００７】  また、これとは逆に、電気回路能動素子の印加電圧が０Ｖの時のとき十分な電波吸収量を保持していない場合がある。したがって、常時電波吸収させる必要がある周波数において、この０Ｖの時の電波吸収特性では不十分な問題が生じる。この場合も電波入射側の基板と電波吸収体背面側導体板の間に、必要に応じて薄いシート状などに構成した抵抗性や磁性または導電性材料から成る材料を介在させる手段を採ることで電力を節減出来る電波吸収体を構成している。これらの場合のように、他の電波吸収周波数が必要となった場合にだけ電源を投入して、電波吸収周波数を変更できる電波吸収体が構成でき、電気回路型電波吸収体を一層機能化する手段を提供している。これが、前記背景技��５）で記した意味である。なお、本発明の構成方法は、勿論従来のフェライトなどを用いる従来構造の電波吸収体にも応用出来る。
以上の簡易な手段を臨機応変に駆使して、本発明の手段のいずれかを選択するか、またはすべての手段を用いて電波吸収体を多機能化し、安価で軽量化された電波吸収体を実現している。以下請求項の順に従って解決手段を詳述する。【０００８】  請求項１は，電気回路構成による電波吸収体に関し前記背景技術に記載した事項、すなわち、１）の軽量で安価な基板構成法、２）軽量で安価な電気回路構成法、３）軽量で薄い材料による電波吸収体の各構成要素を脱着構造とし、これらの相互の交換で電波吸収周波数特性の変更が必要となった場合に広帯域化などの問題に即応しうる構成方法、４）電気回路型電波吸収体に要求される３次元電気回路を簡易に構成する方法、また５）電気回路で構成する電波吸収体は、能動素子回路への電源を遮断されていても電波吸収が可能となるが、この場合の電波吸収量をさらに本発明の手段のいずれかを選択するか、またはすべての手段を用いて最適化する構成方法、などの基本構成概念を包含する電気回路型電波吸体の構成方法に関する。【０００９】  請求項２は、電気回路からなる電波吸収体構成要素に３次元回路採りいれた場合において、奥行き方向の配線が極めて困難と成る現状に鑑みた発明で、電波入射面の平面状電気回路基板と奥行き方向の配線を簡単に接続して本発明の機能を達成する発明に関する。すなわち、平面状電気回路基板と奥行き方向の配線を接続する手段として，サイコロ状の立方体形状や長方形の軽量な材料からなる電気回路を別途構成し、これを平面状電気回路基板と導電性接着剤等で接合して全体として３次元構造の電気回路部分を構成することを特徴する発明に関する。この場合も、請求項１の各構成条件を満たすことを基本に構成している。
請求項３は、電気回路で構成する電波吸収体に関し、能動素子回路への電源が遮断されていても所定の電波吸収が可能となる特性を請求項１，２の手段で引き出す手段で、節電対策を企図し、一層の機能化を図った電波吸収体に関する。以下実施例を持って具体的な構成方法と本発明の根拠について述べる。
【実施例】
【００１０】  図１は、本発明の電気回路型電波吸吸収体の構成概念を説明するための構成例である。
電気回路基板（１）を構成する材料はボール紙を使用して、電気回路の配線部分に相当するパターン回路（２）は、裏面に接着材が付いた導電性テープをあらかじめ解析によって得ている配線形状、寸法に従って切り取って作成したものを、ボール紙上に貼り付けた構成である。また、各回路素子（３）は、熱を加えると固着する導電性接着材で取り付けている。これは、マイクロ波帯における高周波回路構成における例である。電気回路基板（１）の誘電率の不足分を補完するために、電波入射面側（４）とスペーサ（５）を介した背面導体板（６）の間に、発泡スチロール材（７）上に導電性素子（８）を周期配列したものを背面導体板（６）の前面に介在させてある。この介在させる材料は交換可能であり、マジックテープ（９）で前後の材料に固定されている。【００１１】  図２は、請求項３に関する記述を補完するデータで、電気回路型電波吸吸収体において能動素子へのバイアス電圧が０Ｖの時において優れた電波吸収特性を示すが、他の周波数では、電波吸収量が劣化していく例である。このような場合いにおいても、本発明の手段を用い他の周波数特性を改善できる。【００１２】  図３は、電気回路基板に段ボール紙（１０）を用い、パターン回路には、十文字型回路（１１）を採用して、電気回路基板であるダンボール紙（１０）と背面導体板（６）間に厚さ約０．８ｍｍの薄い抵抗性シート材（１２）を装荷した場合の構成法例で、この簡便な構成で広帯域特性を実現した一実施例である。【００１３】  図４には、図３の構成において、高周波回路構成は同一として、従来の正規の電気回路基板を使用した場合と、本発明の構成の場合の電波吸収特性の実測値を示している。本発明の簡易で安価な方法においても反射係数−４０ｄ以下に至る優れた電波吸収特性を示す一実施例である。この周波数帯域で電波吸収材料として、ゴムフェライトを使用すると厚さ約６ｍｍのもが必要となり、３０ｃｍ四方の寸法で重さは約１．２ｋｇである。本発明の図３の場合では、重さ約０．１２５ｋｇであり、重量もフェライトの約１０分の一の軽量化が達成でき、しかも従来のこの周波数帯域における単層型フェライト電波吸収体の特性をはるかに上回る広帯域電波吸吸収特性を実現している。【００１４】  図５は、請求項２に関する電気回路型電波吸吸収体の構成実施例である。すなわち、電気回路制御型電波吸収体を構成する場合、電気回路部分を３次元構成にする必要も生じる。この場合、図６の基板表面の２次元回路と図７の奥行き方向の３次元構造の単位セル（１３）を別々に作製し、双方の回路の必要箇所を導電性接着剤で接合して３次元回路を構成している。従来基板を使用する方法では、３次元構造の高周波回路の作製は、基板にビアを設けて配線するという方法が用いられている。しかし、この基板に関して垂直方向に回路素子を付加することが通常極めて困難となる。このため、本発明では、ボール紙などの基板上に作製した図６に示す２次元単位電気回路（１４）に対して、図７に示す発泡スチロールによる立方形の構造体（１５）上に２次元単位回路に合わせた所定の方向の配線（１６）とダイオードや容量素子などの回路素子（１７）を装荷した３次元構造の単位セル（１３）を作製して���次元構造の基板面と接合して３次元構造の電気回路を構成している。【００１５】  なお、図８の２次元基板の単位セル（１８）と図７の３次元構造単位セル（１３）の両回路の接合は、２次元基板に設けた微小空孔（１９）に導電性接着材などを注入する手段で可能にしている。勿論、これらの構成において立方形の構造体（１５）は、発泡スチロールに限定されるものではなく他の軽量な材料を使用することができ、また電気回路製作に半田付けの技法を導入しても良い。まお、耐候性や経年変化を防止するため、これらボール紙などの材料は不燃材や耐候性材料で表面処理しても軽量性、電波吸収特性は保持される。
以上のような発明手段で、電波吸吸収体の構成法を簡易化して種々の電波吸特性に即応できる多機能な特性を有し、安価な製法と軽量化を達成した電波吸収体の構成が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】  本発明は、電気回路で構成する電波吸収体において、電波吸吸収体の構成法を簡易化して種々の電波吸特性に即応できる多機能な特性を有し、安価な製法と軽量化を達成した電波吸収体を提供することにある。すでに提案されている電磁界感応機能体を電波吸収体として応用すれば、電気回路構成の電波吸収体は、それ自体電波吸収収周波数の変更や電波吸収量の変更が可能で多機能性を持ち合わせている。本発明は、これらの有する特徴にさらに軽量化や簡易な構成方法、また電波吸収体構成要素に脱着可能な構成要素や接合技術を導入し、これらの要素を相互に交換したり、また入れ替えたりして、要求電波吸収特性に即応できる機能性を付加して、従来の電気回路型電波吸収体を多機能化している。使用材料は重く高価なフェライトなどを使用せず安価で軽量な卑近に存在する材料をベースにしており、航空機用、自動車など安価な構成で軽量化が望まれる移動体分野や建築環境などの電波吸収体としての応用が広がり産業上の価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を説明するための構成図。
【００１８】
【図２】本名発明を説明するための実測データ。
【００１９】
【図３】本発明の構成実施例。
【００２０】
【図４】本発明の解析および測定による電波吸収特性。
【００２１】
【図５】本発明の構成方法の説明図。
【００２２】
【図６】基板上の２次元回路の説明図。
【００２３】
【図７】３次元構造の単位セルの説明図。
【００２４】
【図８】２次元基板の単位セル。
【符号の説明】
【００２４】  １―――電気回路基板
２―――パターン回路
３―――回路素子
４―――電波入射面側
５―――スペーサ
６―――背面導体板
７―――発泡スチロール材（
８―――導電性素子
９―――マジックテープ
１０―――段ボール紙
１１―――十文字型回路
１２―――抵抗性シート材
１３―――３次元構造の単位セル
１４―――２次元単位電気回路
１５―――立方形の構造体
１６―――配線
１７―――回路素子
１８―――２次元基板の単位セル
１９―――微小空孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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