(57)【要約】【課題】特定周波数の電磁波を遮蔽するときの遮蔽性能を容易に向上させることを実現する。【解決手段】基材１１の一の平面上に、導電性を持つループ形状１が複数形成されるとともに間隔ｄを置いて規則的に配置され、導電性を持つループ形状１は、長さの等しい４つの弧がループ状に連結されて成り、それぞれの弧がループ形状の内側に凹のくぼみをなしていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の一の平面上に、導電性を持つループ形状が複数形成されるとともに間隔を置いて規則的に配置され、
前記ループ形状は、長さの等しい４つの弧がループ状に連結されて成り、それぞれの弧がループ形状の内側に凹のくぼみをなしている、
ことを特徴とする周波数選択性電磁波シールド材。
【請求項２】
格子状に配置された第１の導電性を持つループ形状間の隙間にさらに第２の導電性を持つループ形状が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の周波数選択性電磁波シールド材。
【請求項３】
前記第１の導電性を持つループ形状と前記第２の導電性を持つループ形状とでは弧の長さが異なることを特徴とする請求項２に記載の周波数選択性電磁波シールド材。
【請求項４】
前記弧の曲率半径は一定ではないことを特徴とする請求項１に記載の周波数選択性電磁波シールド材。
【請求項５】
弧の長さが異なる複数の種類の前記導電性を持つループ形状が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の周波数選択性電磁波シールド材。
【請求項６】
一の前記導電性を持つループ形状において、前記弧の連結部に関して対向する連結部間の距離が異なることを特徴とする請求項１に記載の周波数選択性電磁波シールド材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を反射、散乱または吸収する周波数選択性電磁波シールド材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話網や無線ＬＡＮ等の無線通信システムの利用が拡大するに伴い、情報の乗った電波の伝搬を抑制することが必要になってきている。例えば、業務情報の機密性保護のために事務所内の無線ＬＡＮ端末機から放射された電波が外部に伝搬しないよう遮断したり、或いは、周波数利用効率の向上のために干渉となり得る電波を遮断したりすることが要望されている。このため、特定の周波数の電磁波を遮蔽する周波数選択性電磁波シールド材が検討されている。
【０００３】
従来の周波数選択性電磁波シールド材としては、例えば、特許文献１，２に開示されている。特許文献１の周波数選択性電磁波シールド材は、透明基材の少なくとも片面に幅５０マイクロメートル以下の導電体の集合体によるアンテナパターンが形成されている。特許文献２の周波数選択性電磁波シールド材は、一の平面上に規則的に導電性を持つループ形状が複数配置された導電性ループパターンを有し、少なくとも導電性を持つループ形状を４個有する導電性ループブロックが複数個形成されている。その導電性ループパターンとしては、導電性を持つ、特に正方形のループ形状を格子状に配置したものが好ましいとしている。
【特許文献１】特開２００３−２５８４８７号公報
【特許文献２】特開２００１−１７７２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来の周波数選択性電磁波シールド材では、特定周波数の電磁波を遮蔽するときの遮蔽性能を向上させ難いという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、特定周波数の電磁波を遮蔽するときの遮蔽性能の向上を容易に図ることのできる周波数選択性電磁波シールド材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る周波数選択性電磁波シールド材は、基材の一の平面上に、導電性を持つループ形状が複数形成されるとともに間隔を置いて規則的に配置され、前記ループ形状は、長さの等しい４つの弧がループ状に連結されて成り、それぞれの弧がループ形状の内側に凹のくぼみをなしていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る周波数選択性電磁波シールド材においては、格子状に配置された第１の導電性を持つループ形状間の隙間にさらに第２の導電性を持つループ形状が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る周波数選択性電磁波シールド材においては、前記第１の導電性を持つループ形状と前記第２の導電性を持つループ形状とでは弧の長さが異なることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る周波数選択性電磁波シールド材においては、前記弧の曲率半径は一定ではないことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る周波数選択性電磁波シールド材においては、弧の長さが異なる複数の種類の前記導電性を持つループ形状が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る周波数選択性電磁波シールド材においては、一の前記導電性を持つループ形状において、前記弧の連結部に関して対向する連結部間の距離が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特定周波数の電磁波を遮蔽するときの遮蔽性能を容易に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る導電性を持つループ形状１を示す平面図である。図１において、導電性を持つループ形状１は、長さの等しい４つの弧２がループ状に連結されて成る。それぞれの弧２は、導電性を持つループ形状１においてループ形状の内側に凹のくぼみをなしている。弧２の曲率半径Ｒは一定である。その曲率半径Ｒに対応する曲率中心３は、導電性を持つループ形状１の外側にある。導電性を持つループ形状１は線幅Ｗを有する。また、図１には図示されないが、導電性を持つループ形状１は厚さＤを有する。導電性を持つループ形状１は導電性材料（例えば、銅、アルミニウム等の金属）で構成される。
【００１５】
図２は、本発明の第１実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材１０の構成例を示す模式図である。図２において、周波数選択性電磁波シールド材１０は、基材１１の一の平面上に、導電性を持つループ形状１が複数形成されて成る。それら導電性を持つループ形状１は、基材１１の一の平面上に、間隔ｄを置いて格子状に配置される。間隔ｄは、隣り合う導電性を持つループ形状１における弧２の連結部間の距離である。間隔ｄは、導電性を持つループ形状１の線幅Ｗの２倍の長さを目安にして決定すればよい。基材１１は、絶縁性材料（例えば、プラスチックフィルム、ガラス等）で構成される。それぞれの導電性を持つループ形状１同士は電気的に絶縁されている。
【００１６】
なお、基材の一平面上に導電性を持つループ形状を複数形成する方法としては、従来の公知技術を利用すればよい。例えば、印刷、エッチング、無電解メッキ若しくは蒸着のいずれかの方法を用いてもよく、又は、それらのうち複数を組み合わせた方法を用いてもよい。
【００１７】
次に、導電性を持つループ形状１の詳細な構成要件（弧の長さ、線幅および厚さ）を説明する。
【００１８】
遮断したい電磁波の周波数をｆ（単位はヘルツ（Ｈｚ））、波長をλ（単位はメートル（ｍ））とする。また、基材１１の誘電率と空気の誘電率に基づいた実効誘電率をεとすると、波長短縮率Ｎは、「Ｎ＝１÷√ε」なる式で算出することができる。このとき、導電性を持つループ形状１を構成する弧２の長さＬ（単位はメートル）は、次式で算出することができる。
Ｌ＝λ×Ｎ／４
【００１９】
また、導電性を持つループ形状１の線幅Ｗ（単位はメートル）および厚さＤ（単位はメートル）は、次式で表される表皮深さδ（単位はメートル）以上にすればよい。
δ＝√（２÷（ω×μ×σ））
但し、ω＝２×π×ｆ、μは透磁率、σは導電率である。
【００２０】
本実施形態によれば、従来の導電性を持つ正方形のループ形状に比して、同じ周波数の電磁波を遮蔽する場合に、導電性を持つループ形状を配置するために要する面積を小さくすることができる。この点を説明する。
導電性を持つ正方形のループ形状を１個配置するために要する面積は、一辺の長さＬから、「Ｌ×Ｌ」である。これに対して、本実施形態に係る導電性を持つループ形状１を１個配置するために要する最小の面積は、曲率半径Ｒが最小となる条件「Ｒ＝２×Ｌ÷π」から、「√２×Ｒ×√２×Ｒ＝８×Ｌ×Ｌ÷（π×π）」となる。但し、πは円周率である。
【００２１】
従って、本実施形態に係る導電性を持つループ形状１は、導電性を持つ正方形のループ形状に比して、「８÷（π×π）」（約０．８１）倍の面積で済む。言い換えれば、本実施形態に係る導電性を持つループ形状１は、導電性を持つ正方形のループ形状に比して、単位面積あたり「（π×π）÷８」（約１．２３）倍の密度で配置することができる。
【００２２】
上述したように本実施形態によれば、基材の一の平面上に導電性を持つループ形状を格子状に配置すると、単位面積あたりの導電性を持つループ形状の個数を従来よりも多くすることができる。単位面積あたりの導電性を持つループ形状の個数が多くなれば、その分、電磁波の遮蔽性能が向上する。つまり、本実施形態に係る導電性を持つループ形状１を用いることにより、単位面積あたりの導電性を持つループ形状の個数を増加させることができ、特定周波数の電磁波を遮蔽するときの遮蔽性能を容易に向上させることができるという格別の効果が得られる。
【００２３】
また、電磁波の偏波方向は伝搬によってバラツクことが考えられるが、本実施形態に係る導電性を持つループ形状１によれば、偏波方向がばらついていたとしても、弧２によって複数の偏波方向の成分に対して遮蔽効果をあげることができる。これは、電磁波遮蔽性能の向上に貢献する。
【００２４】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材２０の構成例を示す模式図である。図３に示される周波数選択性電磁波シールド材２０は、図２の周波数選択性電磁波シールド材１０に対して、さらに単位面積あたりの導電性を持つループ形状１の密度を上げたものである。図３においては、図２の周波数選択性電磁波シールド材１０において格子状に配置された導電性を持つループ形状１間の隙間に、さらに導電性を持つループ形状１を配置している。この配置は、導電性を持つループ形状１が弧２によってループのくぼみを有することにより隙間が得られ、実現可能となったものである。なお、導電性を持つループ形状１間には、間隔ｄが設けられ、それぞれの導電性を持つループ形状１同士は電気的に絶縁されている。
【００２５】
上述の第２実施形態によれば、単位面積あたりの導電性を持つループ形状１の密度を一層高めることができる。これにより、電磁波遮蔽性能がさらに向上する。
【００２６】
［第３実施形態］
図４は、本発明の第３実施形態に係る導電性を持つループ形状１ａを示す平面図である。図４に示される導電性を持つループ形状１ａは、図１の導電性を持つループ形状１と同様の構成であるが、弧２ａの曲率半径は一定ではない。このため、図１の導電性を持つループ形状１では弧２の連結部に関して対向する連結部間の距離は全て等しいが、図４の導電性を持つループ形状１ａでは弧２ａの連結部に関して対向する連結部間の距離は異なる。
【００２７】
図５は、本発明の第３実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材３０の構成例を示す模式図である。図５に示される周波数選択性電磁波シールド材３０は、図２の周波数選択性電磁波シールド材１０と同様に、基材１１の一の平面上に、導電性を持つループ形状１ａが複数形成されるとともに間隔ｄを置いて格子状に配置されている。導電性を持つループ形状１ａ同士は電気的に絶縁されている。
【００２８】
［第４実施形態］
図６は、本発明の第４実施形態に係る導電性を持つループ形状１ｂを示す平面図である。図６に示される導電性を持つループ形状１ｂは、図４の導電性を持つループ形状１ａと同様に図１の導電性を持つループ形状１の変形であり、弧２ｂの曲率半径は一定ではない。
【００２９】
図７は、本発明の第４実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材４０の構成例を示す模式図である。図７に示される周波数選択性電磁波シールド材４０は、導電性を持つループ形状１ａ及び導電性を持つループ形状１ｂが、基材１１の一の平面上に、複数形成されている。それら導電性を持つループ形状１ａと導電性を持つループ形状１ｂは、基材１１の一の平面上に、交互に間隔ｄを置いて格子状に配置されている。導電性を持つループ形状１ａ，１ｂ間は電気的に絶縁されている。
【００３０】
なお、上述の第３，第４実施形態に係る導電性を持つループ形状１ａ，１ｂについても、その構成要件（弧の長さ、導電性を持つループ形状の線幅Ｗおよび厚さＤ）は上述の導電性を持つループ形状１と同じである。
【００３１】
［第５実施形態］
図８は、本発明の第５実施形態に係る導電性を持つループ形状１ｃ，１ｄを示す平面図である。図８に示される導電性を持つループ形状１ｃ，１ｄは、図１の導電性を持つループ形状１と同様の構成であるが、それぞれの弧２ｃ，２ｄは長さが異なっている。上述した導電性を持つループ形状１の構成要件で示したように、弧２ｃ，２ｄの長さは遮断したい電磁波の周波数から決まる。従って、弧の長さが異なる導電性を持つループ形状１ｃ，１ｄは、それぞれ異なる周波数ｆ１，ｆ２を遮蔽するものである。
【００３２】
図８の例では、導電性を持つループ形状１ｃの方が導電性を持つループ形状１ｄよりも、弧の長さが短い。従って、導電性を持つループ形状１ｃが遮蔽する電磁波の周波数ｆ１は、導電性を持つループ形状１ｄが遮蔽する電磁波の周波数ｆ２よりも、高い。
【００３３】
図９は、本発明の第５実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材５０の構成例を示す模式図である。図９に示される周波数選択性電磁波シールド材５０は、図３の周波数選択性電磁波シールド材２０と同様に、格子状に配置された導電性を持つループ形状１ｄ間の隙間に、さらに導電性を持つループ形状１ｃを配置している。導電性を持つループ形状１ｄ間には、間隔ｄ１が設けられている。導電性を持つループ形状１ｃ間には、間隔ｄ２が設けられている。それぞれの導電性を持つループ形状１ｃ，１ｄ間は電気的に絶縁されている。
【００３４】
上述の第５実施形態によれば、異なる周波数の電磁波を遮断することが可能になる。
【００３５】
図１０は、本発明に係るシミュレーション結果のグラフ図である。図１０において、横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は電界強度（デシベル（ｄＢ））である。波形１０１は、周波数選択性電磁波シールド材を使用しない場合の周波数特性である。波形１０２は、図２に示される周波数選択性電磁波シールド材１０を使用した場合の周波数特性である。シミュレーション条件は、遮断対象周波数が２．４ギガヘルツ、導電性を持つループ形状１の弧２の長さＬが２４．３１ミリメートル、導電性を持つループ形状１の線幅Ｗが０．２５ミリメートル、導電性を持つループ形状１の厚さＤが６ミリメートル、導電性を持つループ形状１の弧２の曲率半径Ｒが１６．７５ミリメートル、基材１１の比誘電率が７．４、基材１１上の導電性を持つループ形状１間の間隔ｄが２ミリメートルである。
【００３６】
図１０に示されるように、第１実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材１０によれば、約２５ｄＢの減衰効果が得られる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る導電性を持つループ形状１を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材１０の構成例を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材２０の構成例を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る導電性を持つループ形状１ａを示す平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材３０の構成例を示す模式図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る導電性を持つループ形状１ｂを示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材４０の構成例を示す模式図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る導電性を持つループ形状１ｃ，１ｄを示す平面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る周波数選択性電磁波シールド材５０の構成例を示す模式図である。
【図１０】本発明に係るシミュレーション結果のグラフ図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…導電性を持つループ形状、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…弧、１０，２０，３０，４０，５０…周波数選択性電磁波シールド材、１１…基材
【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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【図９】
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【図１０】
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