(57)【要約】【課題】軽量化、薄層化しつつ吸収周波数に対する吸収能の調整並びに広帯域化する。【解決手段】電波吸収体は、電波の入射方向から損失層と導体層４とが積層された板状を有する。損失層は、電波の入射方向から誘電損失層１と磁性損失層３とが積層され、かつ、誘電損失層１と磁性損失層３との間に空気類似層２が介在されているものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波の入射方向から損失層と導体とが積層された板状の電波吸収体において、
前記損失層は、前記電波の入射方向から誘電損失層と磁性損失層とが積層され、かつ、前記誘電損失層と前記磁性損失層との間に空気類似層が介在されていることを特徴とする電波吸収体。
【請求項２】
前記空気類似層は、吸収する電波の帯域幅に対応した厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の電波吸収体。
【請求項３】
前記磁性損失層は、厚さ方向の孔を有する請求項１又は２に記載の電波吸収体。
【請求項４】
前記孔は、断面形状に角部を有する請求項３に記載の電波吸収体。
【請求項５】
前記孔は、電波入射方向から錐形状の孔を有する請求項３又は４に記載の電波吸収体。
【請求項６】
前記孔の錐形状の斜壁角度は電波入射方向に対して数１０度以上である請求項５に記載の電波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の損失層と導体とが積層された電波吸収体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波吸収体は、入射する電波のエネルギーを磁性損失及び誘電損失により熱エネルギーに変換することで機能する。この場合、電波の表面反射を抑制するべく電波吸収体表面のインピーダンスを空気の波動インピーダンスに近似させるには、電波吸収体の電気長が、吸収対象とする電波長の１／４になる共振時のみに限定される。従って、均一材料系の電波吸収体においては、その対応周波数帯域が非常に狭いことが問題であった。そこで、広帯域での電波吸収を可能とするために、積層型又はピラミッド型の形状を有する電波吸収体が開発されたが、インピーダンスを緩やかに傾斜させているために厚手の材料となるという欠点があった。インピーダンスを緩やかに傾斜させる電波吸収体として、特許文献１には、磁性粉の充填密度が電波の進行方向に沿って連続的又は段階的に増加する様に分散させた磁性粉／樹脂複合体を導体反射板の前に配置したものが提案されている。
【０００３】
また、全体の層厚をより低減する目的で、特許文献２には、電磁波の入射方向から見て多孔磁性体層、抵抗体層（抵抗体）、多孔磁性体層、及び導体層の順に積層された構造を持つ電波吸収体が提案されている。かかる板状の電波吸収体における入射面インピーダンスＺｉは、特許文献２に、下記のように、式（１），（２）として記載されている。
【０００４】
【数１】
2015159228.tif 000003
【０００５】
式（１）において、Ｚ０は大気の波動インピーダンスで３７７Ωであり、μｒは電波吸収体の材料の複素透磁率で、μｒ＝μ’−ｊμ”であり、εｒは電波吸収体の材料の複素誘電率で、εｒ＝ε’−ｊε”であり、λは入射する電磁波の波長である。そして、式（１）において扱いを単純化するために、ｊ√（μｒεｒ）を（α＋ｊβ）とすると、式（１）は、式（２）のように表される。ここに、αは電波吸収体の単位厚さ当たりの損失項、βは電波吸収体の単位厚さ当たりの位相項である。また、特許文献２では、式（１）、式（２）から、単一の材料からなる電波吸収体の単位厚さ当たりの損失項αを、α＝√(μ”ε”)と近似している。以下、電波吸収体の単位厚さ当たりの損失項α及び位相項βを単に損失項α、位相項βと略記する。さらに、式（２）中のＴａｎｈ｛（２π／λ）・（α＋ｊβ）｝は、損失項α、すなわち√(μ”ε”)を増大させると、その挙動が抑制されて、およそ「１」に収束することから、入射面インピーダンスＺｉの周波数依存性が低減され、広い周波数範囲に亘って入射面インピーダンスＺｉと大気の波動インピーダンスＺ０とを近似させた状態を維持することができ、広帯域に亘って電波吸収体における減衰量を増大させることができると説明している。
【０００６】
この実施例として、特許文献２には、多孔磁性体層の厚さ１０ｍｍ、多孔磁性体層の厚さ５ｍｍ、かつ全体の厚さが約１５ｍｍとしたものが記載されている。この実施例では、両多孔磁性体層の間に挟持された抵抗体層の材料は、カーボン等を用いて構成された抵抗値３７０Ωの抵抗シートであり、その厚さは、特許文献２の図５からも判るように、両多孔磁性体層と比べても薄層である。かかる構成により、２ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯域で、１０ｄＢ程度以上の減衰量が達成されている。なお、特許文献２の実施例中には、抵抗体層を設けず、両多孔磁性体層を一体にしたものに例えばカーボン等の抵抗体の微粉末を混入分散することで、損失項αを増大させてもよいとの記載が見られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１８８３２２号公報
【特許文献２】特開２００７−５９４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の電波吸収体では、磁性粉の充填密度が電波の進行方向に沿って連続的又は段階的に増加する様に分散させた磁性粉／樹脂複合体を製造する必要がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載された、カーボン等の抵抗体の微粉末が混入分散された薄層の抵抗シートからなる抵抗体層を備えた電波吸収体では、１０ｄＢ以上の減衰量が広帯域で得られているものの、実用性においてより有意な１５ｄＢ以上の減衰量が得られている範囲は、２．５ＧＨｚ〜３．５ＧＨｚの１ＧＨｚに過ぎない。また、λ／４波長との関係から、例えば厚み１５ｍｍ程度とされており、汎用性向上の点から更なる薄層化が要請される。さらに、各図によれば、両多孔磁性体層の厚さ分でほぼ全体を占め、抵抗体層は不使用、あるいは寸法値の記載もない薄層として記載されている。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、誘電損失層と磁性損失層の間に空気類似層を設け、かかる空気類似層乃至は空気類似層と接する磁性損失層の形状の電波吸収能の周波数依存性に鑑みて、軽量化、薄層化されながら吸収周波数に対する吸収能の調整並びに広帯域化が可能な電波吸収体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電波の入射方向から損失層と導体とが積層された板状の電波吸収体において、前記損失層は、前記電波の入射方向から誘電損失層と磁性損失層とが積層され、かつ、前記誘電損失層と前記磁性損失層との間に空気類似層が介在されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、吸収体内部において、電波が共振状態にあるとき、導体層近傍の電流が最大となる面では電磁波の磁界成分が最大となる。一方、入射面近傍では９０°位相がずれた電界が最大となる。かかる電磁界の振る舞いに着目して、磁界が最大となる面には磁性損失により効率よく熱エネルギーに変換するべく、磁性粉を充填乃至は高充填した樹脂成形体である磁性損失層が配置され、入射面近傍には誘電損失を有する材料を含有した樹脂成形体である誘電損失層が配置される。さらに、両層の間に、空気と類似の特性を有する材料である空気類似層を介設して共振周波数を目的の周波数に合致させるようにすることで、軽量化、薄層化しながら、吸収周波数に対する吸収能の調整並びに広帯域化が可能となる。
【００１３】
また、前記空気類似層は、吸収する電波の帯域幅に対応した厚さを有することを特徴とするものである。空気類似層は材料乃至は構成（例えばハニカム構造）が決定されると、層の厚さに応じて帯域幅が広狭変化する。すなわち、層の厚さが増大するにしたがって、吸収周波数に対する吸収能が漸次増大すると共に、帯域は漸次狭くなる傾向を示すことから、適用する対象、用途に合わせて層厚を設定することで、適用対象等に応じた好適な電波吸収体を得ることが可能となる。
【００１４】
また、前記磁性損失層は、厚さ方向の孔を有するものである。この構成によれば、電磁波の共振が生じ易くなり、電磁波の吸収能が上がって反射損失が高まる。
【００１５】
また、前記孔は、断面形状に角部を有するものである。この構成によれば、電磁波の共振がさらに生じ易くなり、電磁波の吸収能が上がって反射損失が高まる。
【００１６】
また、前記孔は、電波入射方向から錐形状の孔を有するものである。この構成によれば、軽量化、吸収周波数をシフトさせることが可能となり、汎用性が向上する。
【００１７】
また、前記孔の錐形状の斜壁角度は電波入射方向に対して数１０度以上である。この構成によれば、角度が大きいほど、大きなシフト量を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、軽量化、薄層化されながら、吸収周波数に対する吸収能の調整並びに広帯域化が可能な電波吸収体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る電波吸収体の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る電波吸収体と、比較例としての従来のインピーダンス傾斜型積層電波吸収体との反射損失特性を示す特性図である。
【図３】第２実施例として、空気類似層にアラミドハニカムを用いた場合の反射損失特性を示す特性図である。
【図４】第３実施例として、誘電損失層と磁性損失層の母材である樹脂に同一材料を使用した際の反射損失特性を示す特性図である。
【図５】第４実施例として、空気類似層の厚さを変化させた場合の反射損失特性を示す特性図である。
【図６】第５実施例において、磁性損失層に孔が形成されていない場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するためのイメージ斜視図、（Ｂ）は電界成分を説明する平面図、（Ｃ）は磁界成分を説明する平面図である。
【図７】第５実施例において、磁性損失層に円形の孔が形成された場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するためのイメージ斜視図、（Ｂ）は電界成分を説明する平面図、（Ｃ）は磁界成分を説明する平面図である。
【図８】第５実施例において、磁性損失層に正方形の孔が形成された場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するためのイメージ斜視図、（Ｂ）は電界成分を説明する平面図、（Ｃ）は磁界成分を説明する平面図である。
【図９】第５実施例において、磁性損失層に六芒星形の孔が形成された場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するためのイメージ斜視図、（Ｂ）は電界成分を説明する平面図、（Ｃ）は磁界成分を説明する平面図である。
【図１０】第５実施例において、図６〜図９における各電波吸収体の反射損失特性をそれぞれ示す特性図である。
【図１１】第５実施例において、磁性損失層に六角形の孔が形成された場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するためのイメージ斜視図、（Ｂ）は電界成分を説明する平面図、（Ｃ）は磁界成分を説明する平面図である。
【図１２】第５実施例において、磁性損失層に三角形の孔が形成された場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するためのイメージ斜視図、（Ｂ）は電界成分を説明する平面図、（Ｃ）は磁界成分を説明する平面図である。
【図１３】第５実施例において、磁性損失層に十字形の孔が形成された場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するためのイメージ斜視図、（Ｂ）は電界成分を説明する平面図、（Ｃ）は磁界成分を説明する平面図である。
【図１４】第５実施例において、図６、図１１〜図１３における各電波吸収体の反射損失特性をそれぞれ示す特性図である。
【図１５】第６実施例において、磁性損失層に円錐状の孔が形成された場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するための断面図、（Ｂ）は電界成分を示す断面図、（Ｃ）は磁界成分を示す断面図である。
【図１６】第６実施例において、図１５の電波吸収体における反射損失特性を示す特性図である。
【図１７】第６実施例において、磁性損失層が円錐状の突起を有する形状に形成された場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するための断面図、（Ｂ）は電界成分を示す断面図、（Ｃ）は磁界成分を示す断面図である。
【図１８】第６実施例において、図１７の電波吸収体における反射損失特性を示す特性図である。
【図１９】第６実施例において、磁性損失層に孔を設けない場合の電磁界の強度分布のシミュレーション結果を説明する図で、（Ａ）は電波吸収体の構成を説明するための断面図、（Ｂ）は電界成分を示す断面図、（Ｃ）は磁界成分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明に係る電波吸収体の一実施形態を示す断面図である。電波吸収体は、矢印で示す電磁波の入射方向から順に、誘電損失層１、空気類似層２、磁性損失層３及び導体層４の順に積層された構成を有する。導体層４は、板状の導電体、例えばアルミニウム金属板等により構成された反射導体である。
【００２１】
また、図１において、入射した電磁波の電界成分は、破線で示す電界強度特性線Ｌｅに示すように、導体層４によって短絡されるため、その表面においてゼロとなり、導体層４の表面からλ（波長）／４だけ離れた位置において最大となる。一方、磁界成分は、破線で示す磁界強度特性線Ｌｈに示すように、導体層４の表面において最大となる。
【００２２】
磁性損失層３は、バインダー（母材）としての、例えば樹脂からなる誘電体素材内に強磁性体の微粒子が所定の重量％（ｗｔ％）だけ分散配置された、例えばシート部材であり、入射する電磁波の磁界成分強度の高い領域で電磁波を効率的に吸収する。強磁性体である微粒子を分散配置することで、全体として絶縁体としてマイクロ波が内部まで浸入可能となる。また、微粒子を分散させることで強磁性体の表面積が増大するため、表皮効果が作用しても、磁性体として機能する表皮層の体積を増大させることで、入射した電磁波を磁気損失により減衰させることができる。強磁性体の各微粒子は、それらの間にバインダーが介在することで互いに非接触状態となり、全体として誘電体（絶縁体）になる。強磁性体としては、例えば鉄が採用され、またフェライト微粉末、アモルファス合金等の強磁性体からなる微粒子が採用され得る。誘電性素材としては、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂が採用され、また発泡スチロールや発泡ウレタン等の発泡性の合成樹脂材料で板状多孔質に成形したものを採用してもよい。
【００２３】
誘電損失層１は、例えば樹脂からなる誘電体素材に抵抗体、例えば炭素系材料の微粒子が分散配置された、例えばシート部材であり、入射する電磁波の電界成分強度の高い領域で電磁波を効率的に吸収する。例えば、炭素材料であるケッチェンブラック（ライオン社製、型名ＥＣ３００Ｊ）を所定のｗｔ％だけ含有する樹脂材、例えばエポキシ樹脂やウレタン樹脂の成形体が使用される。
【００２４】
空気類似層２は、入射する電磁波の吸収特性の挙動を抑制してフラット化（すなわち広帯域化）するもので、挙動の抑制には単位厚さ当たりの損失項α（＝√(μ”ε”)）が大きな値を有する材料乃至は構造体が好ましい。空気類似層２としては、マイクロバルーン（日本フェライト社製、型名ＥＭＣ４０）を所定のｗｔ％だけ含有する樹脂、例えばウレタン樹脂成形体が使用される。また、アラミド紙に樹脂を含浸し、ハニカム状に成形されたアラミドハニカム（複素比誘電率実部の値１．１４、同虚部の値０．００３）の構造体を使用してもよい。また、例えば発泡スチロールのような発泡性の合成樹脂材料を採用してもよい。以下、各実施例について説明する。
【００２５】
（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例に係る電波吸収体と、比較例としての従来のインピーダンス傾斜型積層電波吸収体との反射損失特性を示す特性図である。
【００２６】
磁性損失層３は、鉄カルボニル錯体の熱分解により得られる球状鉄磁性粉（ＢＡＳＦ社製、ＥＳ粉）をエポキシ樹脂と混合することで成形体として作製したものである。空気類似層２は、マイクロバルーン（日本フィライト社製、型名ＥＭＣ４０）を含有するウレタン樹脂成形体として作製したものである。誘電損失層１は、ケッチェンブラック（ライオン社製、型名ＥＣ３００Ｊ）を含有するエポキシ樹脂成形体として作製したものである。導体層４としてアルミニウム金属板を用いた。これに磁性損失層３、空気類似層２、誘電損失層１の順に積層し、電波吸収特性を評価した。測定には、ＳｃｈｗａｒｚｂｅｃｋＭｅｓｓ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｋ社製のホーンアンテナＢＢＨＡ９１２０ＤとＡｇｉｌｅｎｔ社製のベクトルネットワークアナライザＥ８３６３Ａとを用い、自由空間法により、１．０ＧＨｚ〜１８ＧＨｚの周波数帯での反射損失（電波吸収能）を評価した。なお、測定にはタイムドメインゲーティング法を使用しており、ゲートスパンは５００ピコ秒である。
【００２７】
電波吸収体のより具体的な構成としては、磁性損失層３となる樹脂成形体中の磁性粉含有量を８０ｗｔ％とし、空気類似層２として前記マイクロバルーンを３０ｗｔ％含有するウレタン樹脂成形体を用い、誘電損失層１に前記ケッチェンブラックを２ｗｔ％含有するエポキシ樹脂成形体を用いた。磁性損失層３、空気類似層２及び誘電損失層１の各厚さは、０．６５ｍｍ、１．９７ｍｍ、０．８５ｍｍ、１ｍ２当たりの吸収体の重量は４５００ｇである。
【００２８】
図２では、１０ＧＨｚ辺りに１番目の吸収（凹状の第１吸収ピーク、例えば図５参照）が現れている。空気類似層２は、図２では見えていないが、より高周波側に位置する２番目の吸収（凹状の第２吸収ピーク、例えば図５参照）を、主に周波数方向に移動調整する機能を有する。すなわち、磁性損失層３、誘電損失層１及び空気類似層２の電気長を厚み又は材料定数で調整することで、２番目の吸収ピーク位置を制御することができる。例えば電気長が短くなるようにした場合は、２番目の吸収ピークの位置が１番目の吸収ピークに近づき、逆に、長くなるようにした場合は、吸収帯域における反射損失特性は犠牲になる（反射損失は低減傾向を示す）ものの、広帯域での電波吸収が可能となる。かかる現象は、以降の各実施例のメカニズムにおいても同様である。
【００２９】
一方、比較例として、電波入射表面から吸収体内部に従って、誘電率、透磁率を順次段階的に増加させる従来の積層型電波吸収体（特許文献１）も作製した。３層の電波吸収体とし、インピーダンスの整合から、表面層を７０ｖｏｌ％の空孔を有する発泡ウレタン、中間層を金属鉄磁性粉を２０ｗｔ％含有するエポキシ樹脂成形体、最下層を同磁性粉を８２．５ｗｔ％含有する成形体とした。各層の厚みは、それぞれ２．９４ｍｍ、１．１６ｍｍ、０．８３ｍｍとし、１ｍ２当たりの吸収体の重量は６１００ｇとなった。
【００３０】
図２の特性図において、第１実施例に係る電波吸収体では、８ＧＨｚ以上（〜１８ＧＨｚ）の周波数帯の電波に対し、−１５ｄＢ以下の反射損失を有する吸収体を得ることができている。一方、比較例では、反射損失としては相対的には低いものの、８ＧＨｚ〜１８ＧＨｚで、−１５ｄＢ以下の反射損失を有するものとなっている。
【００３１】
しかし、第１実施例に係る電波吸収体は、比較例に比して、軽量、薄層であり、かつ反射損失が大きい。これは、空気類似層２によって、共振周波数を目的の周波数に合致させるものとし、入射電波を、その磁界成分が最大となる反射板近傍で磁性損失層３により熱エネルギーに、また電界成分が最大となる入射面近傍で誘電損失層１による熱エネルギーに効率的に変換していることに対応しているといえる。
【００３２】
かかる薄層、軽量の構造、及び広帯域かつ高電波吸収特性によれば、マイクロ波帯、主に船舶用レーダにおいて使用されるＸバンド（８ＧＨｚ〜１２ＧＨｚ）に使用、すなわち適用部位に機械的又は他の貼り付け方法により取り付けて疑似エコーや不要エコーの発生を抑止しうる。また、Ｋｕバンド（１２〜１８ＧＨｚ）のレーダ（例えば気象用）にも適用可能である。さらに、Ｗｉ−ｍａｘ（Worldwide Interoperability for microwaveAccess）使用周波数（２ＧＨｚ〜１１ＧＨｚ）、ブロードバンド通信として利用されるＵＷＢ規格（Ultra Wide Band）使用周波数（３ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ）で不要反射に起因する混信等を抑止することが可能となる。さらに、同様にマイクロ波帯が使用される民生機器への利用等、幅広い活用も可能となり、家電機器、建材等の様々な分野への適用が期待できる。以下の各実施例においても同様である。
【００３３】
（第２実施例）
図３は、第２実施例として、空気類似層２にアラミドハニカムを用いた場合の電波吸収体の反射損失特性を示す特性図である。空気類似層２については、第１実施例で使用したマイクロバルーン含有ウレタン樹脂成形体に代えて、前記アラミドハニカム（複素比誘電率実部の値１．１４、同虚部の値０．００３）を使用し、８ＧＨｚ以上で、−１５ｄＢ以下の反射損失を有する電波吸収体を試作した。具体的には、磁性損失層３、空気類似層２、誘電損失層１の厚みは、それぞれ０．６４ｍｍ、２．２ｍｍ、０．８７ｍｍで、１ｍ２当たりの吸収体の重量は４１００ｇとなった。空気類似層２に、０．０５ｇ／ｃｍ３という比重の小さなハニカムを使用することで、吸収体の重量をさらに軽量化することができる。
【００３４】
（第３実施例）
図４は、第３実施例として、誘電損失層１と磁性損失層３の母材である樹脂に同一材料を使用した際の反射損失特性を示す特性図である。磁性損失層３には磁性粉のキャパシタンスに由来する誘電損失成分も付随するために、表面層、すなわち誘電損失層１への適用も可能と考えられる。そこで、磁性損失層３及び誘電損失層１として、磁性粉含有量が８０ｗｔ％のエポキシ樹脂成形体を作製し、空気類似層２の前記アラミドハニカムとの組み合わせから電波吸収体を試作した。磁性損失層３、空気類似層２、誘電損失層１の厚さは、それぞれ０．９２ｍｍ、１．８０ｍｍ、０．２１ｍｍで、１ｍ２当たりの吸収体の重量は４３５０ｇとなった。図４に示すように、８ＧＨｚ以上の周波数帯で、−１５ｄＢ以下の反射損失が得られた。磁性損失層３及び誘電損失層１に同種の材料を使用することでコストの低減も可能となる。
【００３５】
（第４実施例）
図５は、第４実施例として、空気類似層２の厚さを変化させた電波吸収体の各反射損失特性を示す特性図である。磁性損失層３として金属鉄磁性粉を８２ｗｔ％含有した厚さ０．８９ｍｍのエポキシ樹脂成形体を作製し、誘電損失層１としてケッチェンブラックを４ｗｔ％含有した厚さ０．３４ｍｍのエポキシ樹脂成形体を作製した。そして、空気類似層２としてマイクロバルーンを３０ｗｔ％含有したウレタン樹脂成形体を作製し、その厚さを２．０ｍｍ〜３．５ｍｍまで、０．５ｍｍずつ変化させた場合の反射損失特性を評価した。
【００３６】
空気類似層２が薄いほど超広帯域の電波吸収特性を有し、空気類似層２の厚さが増加するにつれて吸収帯域が狭くなるものの、反射損失量は増大することが分かった。また、空気類似層２の厚さが約２．５ｍｍの場合に８ＧＨｚ以上で、−１５ｄＢ以下の反射損失が得られている。
【００３７】
電波吸収体は、λ/４型共振の多重反射による干渉を援用した電波吸収体であり、８ＧＨｚ付近に見られる第１吸収ピークは、電波の入射面での反射と導体層４の金属反射板での反射の干渉から得られるものである。空気類似層２の厚さを変化させて調整される第２吸収ピークの位置は、電波吸収体表面からの反射と磁性損失層３の表面からの反射との干渉に由来するものである。すなわち、空気類似層２の厚さを調整することで、電波吸収帯域を制御することができる。また、空気類似層２の厚さをどの程度にするかは電波吸収量や適用対象に応じて設定可能であり、いずれにしても厚さ２．５ｍｍ〜３．５ｍｍのような、（全体として）薄層化、軽量化が図れる。また、磁性損失層３や誘電損失層１の厚さを、例えば従来に比してより薄めにする一方、空気類似層２の厚さを磁性損失層３や誘電損失層１の厚さより厚めに設定することで、所要広帯域において所要の電波吸収量を実現することが可能となる。すなわち、特許文献２に記載された抵抗層の場合には、tanh関数の性質に由来するインピーダンスの発振挙動を抑制しているものであるが、本実施形態における空気類似層２は、特許文献２とは機能を異にし、誘電損失により電波を吸収すること、また干渉により電波のエネルギーをキャンセルさせるための部分反射板として機能させたものである。従って、その厚さは、特許文献２とは異なり、薄すぎる場合には干渉用に必要な表面反射が減少することから、すなわち透過が多くなることから、好ましくない。
【００３８】
（第５実施例）
第５実施例では、磁性損失層３として金属鉄磁性粉を８２ｗｔ％含有した厚さ０．８９ｍｍのエポキシ樹脂成形体を作製し、空気類似層２として厚さ５．５ｍｍの前記アラミドハニカム、誘電損失層１として前記ケッチェンブラックを２ｗｔ％含有した厚さ０．３８ｍｍのエポキシ樹脂成形体を作製した。図６（Ａ）はこれらを積層したイメージを示したものである。図６（Ａ）に示す電波吸収体の反射損失特性を評価した結果、前記ＵＷＢ規格の（３ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ）電波を９０％以上（反射損失で−１０ｄＢ以下）低減できることがわかった（図１０中、「穴なし」参照）。
【００３９】
ここで、図６（Ａ）に示す電波吸収体において、導体層４を除いて、重量の８割以上が磁性損失層３によるものであることから、電波吸収体の軽量化には磁性損失層３への加工が有効と考えられる。
【００４０】
図７、図８、図９、図１１、図１２、図１３は、磁性損失層３の中心に、所定ｗｔ％、この例では１５ｗｔ％に相当する各種形状の孔、例えば円形孔３１（図７）、正方形孔３２（図８）、六芒星形孔３３（図９）、六角形孔３４（図１１）、三角形孔３５（図１２）、十字形孔３６（図１３）を穴抜きし、それぞれの反射損失特性を評価した。各孔３１〜３６のサイズは以下のとおりである。すなわち、円形孔３１は半径１０ｍｍであり、その他はこれと同じ体積を有する孔である。各図の（Ｂ）、（Ｃ）は、電界強度分布、磁界強度分布を示しており、（Ｂ）の電界強度は０．００００ｅ＋０００〜５．００００ｅ＋００２を１２段階で表し、（Ｃ）の磁界強度は０．００００ｅ＋０００〜５．００００ｅ＋０００を１２段階で表している。
【００４１】
図７では、円形孔３１の対向する円弧位置に１対の高い電界強度部位が現れ（図７（Ｂ）参照）、その直交側にやや高い磁界強度部位が見られる（図７（Ｃ）参照）。図８では、正方形孔３２の対向する１対の角にやや高い磁界強度部位が現れている。図９では、六芒星形孔３３の対向する２対の辺に高い電界強度が見られ、同方向において対向する１対の角にやや高い磁界強度部位が現れている。図１１では、六角形孔３４の対向する１対の角及びその両側の辺に高い電界強度が見られ、その直交側の対向する１対の辺にやや高い磁界強度部位が現れている。図１２では、三角形孔３５の各辺には、周囲に比して相対的に高い電界強度、磁界強度が現れているが、他の孔３１〜３４、３６と比べて部分的に強度の高い部位は見当たらない。すなわち、共振現象は起きていない。図１３では、十字形孔３６の左右方向に対向する各対となる辺に高い電界強度が見られ、左右に長尺の空間に高い磁界強度部位が現れている。
【００４２】
図１０は、第５実施例において、図６〜図９における各電波吸収体の反射損失特性をそれぞれ示す特性図である。図１４は、第５実施例において、図６、図１１〜図１３における各電波吸収体の反射損失特性をそれぞれ示す特性図である。
【００４３】
いずれの形状の孔３１〜３６においても、図６に示す孔が形成されていない場合に比して、吸収帯域が若干狭くなるものの、反射損失量は４ＧＨｚ〜１０ＧＨｚで、−１５ｄＢ以下の反射損失が得られている。三次元電磁界シミュレーションにより、それぞれの吸収ラインにおける第２吸収ピークの周波数での電磁界の振る舞いを計算した結果、導体層４の近傍では電波が孔３１〜３６の内部で共振し、電界成分、磁界成分共に増幅していることが確認された。この効果は、共振に十分なスペースを有しない三角形孔３５の場合においては有利さは相対的に小さく、一方、その他の、特に共振のための比較的に長い距離を利用できる六芒星形孔３３や十字形孔３６においては一層有利に働き、孔の形成による吸収帯域の狭まりの程度も緩和することができている。なお、磁性損失層３に穿設する孔を１５ｗｔ％で説明したが、この数値に限定されず、適用対象に対して要求する電波吸収特性、帯域に応じてより小さく、またより大きなｗｔ％を採用してもよい。
【００４４】
（第６実施例）
図１５〜図１９は、第６実施例を説明する図である。図１５（Ａ）は磁性損失層３の断面の三次元構造を示している。第６実施例では、磁性損失層３として、金属鉄磁性粉を８４ｗｔ％含有するシリコーン樹脂性液体を選択して板状に成形し、さらに半径１５ｍｍで高さ０．９ｍｍの円錐形状の孔３０１が形成された成形体を金型により作製した（いわゆる凹型コーン）。図１５（Ａ）中、黒色部分が磁性損失層３の断面に相当する。なお、いわゆる３次元プリンタを用いて作製してもよい。
【００４５】
また、図１９（Ａ）に示すように、同体積を有する平面型の厚さ０．７４ｍｍの磁性損失樹脂成形体３Ｂも作製した。
【００４６】
そして、磁性損失層３及び磁性損失樹脂成形体３Ｂに、空気類似層２として厚さ２．４７ｍｍの前記アラミドハニカムと、誘電損失層１として前記ケッチェンブラックを３ｗｔ％含有した厚さ０．３５ｍｍのエポキシ樹脂成形体を積層した。
【００４７】
図１５（Ｂ）は電界成分強度分布を示し、強度は、０．００００ｅ＋０００〜６．００００ｅ＋００２を１２段階で表している。図１５（Ｃ）は磁界成分強度分布を示し、強度は、０．００００ｅ＋０００〜３．００００ｅ＋０００を１２段階で表している。図１５（Ｂ）に示すように、電界強度は電波入射面側ほど高く、下層に向かうほど低くなり、かつ磁性損失層３の層厚に対応して波形の低電界強度部位が定在的に現れている。また、図１５（Ｃ）に示すように、磁界強度は孔３０１の空間部位に対応して高くなっている。なお、図１９（Ｂ）は、電界成分強度分布を示し、強度は、０．００００ｅ＋０００〜６．００００ｅ＋００２を１２段階で表している。図１９（Ｃ）は磁界成分強度分布を示し、強度は、１．５２３３ｅ−００２〜３，２６６１ｅ＋０００を１７段階で表している。図１９（Ｂ）に示すように、電界強度は電波入射面側ほど高く、下層に向かうほど低くなり、かつ途中に低電界強度部位が現れている。また、図１９（Ｃ）では厚さ方向の途中に低磁界強度部位が現れている。
【００４８】
図１６は、図１５（Ａ）に示す電波吸収体（凹型コーン）と図１９（Ａ）に示す電波吸収体（加工なし）との反射損失特性を評価した特性図である。図１５（Ａ）に示す円錐状の孔３０１を持つ樹脂成形体を使用した場合、図１９（Ａ）の磁性粉樹脂成形体３Ｂと同体積（同重量）を使用しているにも関わらず、吸収周波帯域は、磁性粉樹脂成形体３Ｂに比して、図１６に示すように、低周波数側にシフトしていることがわかった。より具体的には、磁性樹脂成形体３Ｂでは、−１５ｄＢ以上の吸収損失が９ＧＨｚ〜１８ＧＨｚであるのに対し、第６実施例の電波吸収体では、８ＧＨｚ〜１７ＧＨｚであり、約１ＧＨｚだけ低周波数側にシフトしている。また、円錐形状の孔３０１が形成された電波吸収体においては、構造に由来する電磁界の取り込みにより電波を吸収していることがわかった。これによれば、前記寸法の円錐形状の他、他の円錐形状、さらに種々の形状で磁性損失層３に凹型コーンを形成することで、吸収周波数帯域を、「加工なし」の場合に比して低周波側にシフトすることが可能となり、適用対象に応じた形状を採用することで、所望帯域を維持しつつ所望分だけ周波数シフトを実現することが可能となる。
【００４９】
図１７（Ａ）は、図１５（Ａ）とは逆に円錐状の突起を有する形状の磁性粉含有樹脂成形体３Ａ（凸型コーン）を金型により作製したもので、図１５（Ａ）と同様、誘電損失層１、空気類似層２及び図略の導体層４が積層されている。空孔３０２は、磁性粉含有樹脂が穿設された空間部位である。なお、円錐と接触するアラミドハニカムの部位は、アラミドハニカムが空気類似の材料であるため、円筒状に切り抜いても反射損失特性には影響しない。図１７（Ｂ）、（Ｃ）は、図１５（Ｂ）、（Ｃ）に対応するものである。図１７（Ｃ）に示すように、磁界強度は全体的に低いものとなっている。
【００５０】
図１８の特性図に示すように、磁性粉含有樹脂成形体３Ａ（凸型コーン）の場合、円錐状に孔３０１を設けた場合（図１５（Ａ））とは対照的に電波吸収能は低下した。図１５（Ａ）と図１７（Ａ）の積層型電波吸収体について電磁界の振る舞いをシミュレーションにより検討した結果、円錐形状に孔３０１が形成された図１５（Ａ）の電波吸収体が構造に由来する電磁界の取り込みにより電波を吸収しているのに対して、図１７（Ａ）の電波吸収体３Ａでは、吸収周波数帯域は高周波数側にシフトしていると共に狭くなり、また、インピーダンスを整合させながら電波のエネルギーを損失により熱エネルギーに変換していることがわかった。また、その熱変換の効率が「加工なし」よりも低いことがわかった。なお、図１５（Ａ）の磁性損失層３の孔の形状は、円錐の他、多角形錐でもよい。また、孔の錐形状の斜壁角度は、インピーダンスの緩和な変化が好ましく、電波入射方向に対して数１０度以上、例えば４５度以上がより好ましく、さらには６０°以上が好ましい。
【符号の説明】
【００５１】
１  誘電損失層
２  空気類似層
３  磁気損失層
３１〜３６  孔
３０１  円錐状の孔
４  導体層
【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１０】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１９】
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