(57)【要約】【課題】電波吸収材層の厚さを増大させることなく電波を十分に吸収できる電波吸収体を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、一面１ａが波形状となっている金属部材１と、金属部材１の一面１ａ側に設けられる平板状の電波吸収材層２を備える電波吸収体１０である。この電波吸収体１０によれば、電波が電波吸収材層２の表面２ａの法線１２ａに対して一定角度を超える入射角で入射される場合、電波吸収材層２を通過した電波は金属部材１で１回だけ反射されることとなる。このとき、金属部材１が波形状となっていることにより、電波が金属部材１で１回反射された後の電波吸収材層２に対する電波の入射角を小さくすることができ、電波吸収体１０における電波の吸収性能を向上させることができる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が波形状となっている金属部材と、
前記金属部材の前記一面側に設けられる平板状の電波吸収材層と、
を備えることを特徴とする電波吸収体。
【請求項２】
前記金属部材の波形状が、三角波又は正弦波であ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】
前記金属部材の波形のピッチが、吸収すべき電波の波長の１／２倍以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電波吸収体。
【請求項４】
前記金属部材の波形の振幅を２倍したものが、前記金属部材の波形のピッチの１／４倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンピュータ等の電子機器から出力される不要な電波を吸収したり、アンテナ、レーダから出力される電波の不要な反射を抑制する電波吸収体に関する。
【０００２】
【従来技術】
電波吸収体は、電波障害の原因となる不要な電波を吸収するものであり、コンピュータをはじめとする電子機器の筐体に取り付けられて電子機器内から発生する高周波パルスが機器外に漏れ出るのを防止したり、アンテナやレーダーなどの設備の周辺にある構造物の表面に取り付けられてアンテナやレーダーから放射された電波が構造物によって反射されるのを防止したりするために使用されている。
【０００３】
こうした電波吸収体として、従来から、いわゆる平板積層型電波吸収体が知られている。この平板積層型電波吸収体は、通常、平板状の金属層と、その表面に積層される少なくとも１つの平板状の電波吸収材層とで構成されており、こうした電波吸収体においては、大気中から電波吸収材層へ入射される電波が、電波吸収材層で徐々に吸収されながら通過して金属層で反射された後、その反射電波が再び電波吸収材層で吸収されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した平板積層型電波吸収体は、以下に示す課題を有している。
【０００５】
すなわち、広い周波数帯において電波吸収体の電波吸収能を向上させるためには、電波吸収材層の厚さを増大させればよいが、この場合、金属層に比べて高価な電波吸収材を大量に使用することとなるため電波吸収体のコストが増加するのみならず、電波吸収体自体が大型化するという課題がある。一方、電波吸収材層を薄くしたままでは広い周波数帯において電波が十分に吸収されないという問題がある。更に、平板積層型電波吸収体は、一般的にその表面の法線方向に対する電波の入射角度が４５°程度以上になると急激に吸収性能が落ちるという問題を有する。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電波吸収材層の厚さを増大させることなく且つ広い入射角に対して電波を十分に吸収することができる電波吸収体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、一面が波形状となっている金属部材と、金属部材の一面側に設けられる平板状の電波吸収材層とを備えることを特徴とする電波吸収体である。
【０００８】
この発明によれば、電波が電波吸収材層の表面の法線に対して一定角度以内の小さな入射角で入射した場合、電波吸収材層を通過した電波は金属部材で２回反射されることとなるが、電波が電波吸収材層の表面の法線に対して一定角度以上の大きな入射角で入射した場合、電波吸収材層を通過した電波は、金属部材で１回反射される。このとき、金属部材の一面が波形状となっているため、金属部材で１回反射された後の電波は、電波吸収材層の裏面の法線に対して一定角度以内の小さな入射角度で電波吸収材層に入射されることになる。すなわち電波吸収材層の表面の法線に対する電波の入射角が大きく電波吸収材層にとって電波が十分に吸収されない場合であっても、金属部材の一面が波形状となっていることにより、電波吸収材層の裏面の法線に対する電波の入射角を小さくすることが可能となり、結果的に電波吸収材層において大きな電波吸収性能を得ることが可能となる。よって、本発明の電波吸収体によれば、電波吸収材層の厚さを増大させることなく電波を十分に吸収させることが可能となる。また、金属部材の一面が波形状となっていることにより、電波吸収材層の表面の法線に対する入射角度の大きさに関係なく、電波吸収体から出射される電波を、電波吸収体への電波の入射方向に戻すことが可能となる。従って、本発明の電波吸収体は、例えば自動料金収受システムに設けられることにより、電波吸収体からの反射電波による車載器における誤作動を十分に防止できる。また本発明の電波吸収体が道路の側壁などに設けられる場合でも、電波吸収体で反射される電波が入射方向に戻されるため、反射電波の拡散を十分に防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電波吸収体の実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の電波吸収体の一実施形態を示す斜視図である。図１に示すように、電波吸収体１０は、波形状の金属部材１と、その金属部材１の表面１ａ側に設けられる平板状の電波吸収材層２とで構成されている。
【００１１】
金属部材１は、入射する電波を反射することができる部材であれば特に制限されないが、金属部材１としては、例えばアルミニウム、銅、鉄又はこれらの合金等が挙げられる。これらのうち、反射率が高く、プレス加工が容易であり、且つ軽量である点から、アルミニウムが好ましく用いられる。
【００１２】
また、図１に示す電波吸収体１０においては、金属部材１自体が波形状となっており、表面１ａのみならず、その反対側の面１ｂも波形状となっているが、表面１ａが波形状であればよい。従って、金属部材１としては、例えば平板状の金属部材の表面１ａのみが波形状に加工されているものでもよい。また、波形としては、図１に示す三角波のほか、正弦波等が挙げられる。なお、金属部材１の各凹凸部は、交差する反射面によって形成されており、この反射面同士の交差角度は、例えば９０°である。この場合、金属部材１と電波吸収材層２との交差角度は４５°である。
【００１３】
また、電波吸収体１０においては、金属部材１における波形のピッチＰが吸収すべき電波の波長の１／２倍以上の大きさであることが好ましい（図２参照）。波形のピッチＰが電波の波長の１／２倍未満では、対象とする電波に対して、電波吸収体１０が波形状よりはむしろ平面形状として機能することとなり、本発明の目的を十分に果さない傾向があるからである。また、波形のピッチＰの上限は、電波の波長によって異なるが、通常は波長の３倍であり、好ましくは波長の１〜２倍である。
【００１４】
また、波形の振幅をＨとした場合、２Ｈが、波形のピッチＰの１／４倍以上であることが好ましい（図２参照）。２Ｈが波形のピッチＰの１／４倍未満では、波形状と言えども平面形状に近づくので、本発明の利点が低減する傾向があるからである。一方、２Ｈの上限は、通常ピッチＰと同程度であり、好ましくはピッチＰの１／２倍である。
【００１５】
金属部材１の厚さは、特に制限されないが、通常は、０．０１〜５ｍｍであり、加工の容易化、電波吸収体１０の軽量化の観点からは、０．０１〜１．５ｍｍとすることが好ましい。
【００１６】
電波吸収材層２の電波吸収材は、例えばガラス繊維やポリエステル繊維に金属短繊維を混合して不織布状にしたもの、カーボン粉末を含有する発泡ポリエチレン、フェライトを含有する合成ゴム、カルボニル鉄を含有する樹脂などの公知の電波吸収材が用いられる。
【００１７】
電波吸収材層２は、厚さがほぼ一定の平板状となっている。電波吸収材層２は単層であっても、複数の層より構成される多層構造であってもよい。電波吸収材層２の厚さは、特に制限されないが、通常は０．３〜１００ｍｍであり、電波吸収体１０の電波吸収性能及び小型化の観点からは、１〜３０ｍｍであることが好ましい。
【００１８】
次に、上述した電波吸収体１０の作用について説明する。
図２に示すように、電波吸収体１０においては、金属部材１が波形状となっているため、平板状の電波吸収材層２の表面２ａの法線１２ａに対して一定角度（例えば４５°）以内の入射角で電波吸収体１０に入射される電波Ｅ１は、電波吸収材層２を通過して金属部材１で反射された後、電波吸収材層２と金属部材１との間の空間３を通り、再び金属部材１で反射される。そして、反射された電波Ｅ２は、その後、再度電波吸収材層２に入射され、電波吸収材層２を透過して大部分大気中へ出射される。即ち、電波は、金属部材１で２回反射されることとなる。また、このとき、電波Ｅ１とＥ２は平行となる。すなわち反射波は入射波の方向と全く逆方向に反射される。
【００１９】
また電波が電波吸収材層２の表面２ａの法線１２ａ’に対して一定角度（例えば４５°）以上の入射角で入射した場合、電波吸収材層２を通過した電波は、金属部材１で１回反射される。このとき、金属部材１で反射された後の電波は、電波吸収材層２の裏面２ｂの法線１２ｂ’に対して一定角度以内で電波吸収材層２に入射されることになる。すなわち電波吸収材層２の表面の法線１２ａ’に対する電波Ｅ３の入射角が大きく電波吸収材層２にとって電波が十分に吸収されない場合であっても、金属部材１の一面１ａが波形状となっていることにより、電波吸収材層２の裏面２ｂの法線１２ｂ’に対する電波Ｅ４の入射角を小さくすることが可能となり、結果として電波吸収材層２において大きな電波吸収性能を得ることが可能となる。例えば金属部材１と電波吸収材層２の交差角度が４５°で、電波Ｅ３の入射角度θが７０°とすると、電波Ｅ４の裏面２ｂへの入射角度φ＝９０°−θ＝２０°と非常に小さくなる。従って、電波吸収体１０によれば、電波吸収材層２の厚さを増大させることなく電波を十分に吸収させることが可能となる。また反射電波Ｅ４は、法線１２ｂ’に対し入射電波Ｅ３と同じ側に反射され前方へは伝播しない。また電波吸収体１０においては電波吸収材層２を平板状としているため、電波吸収材層２の作製にあたり、電波吸収材層２を波形状にする場合に比べて、高価な電波吸収材の使用量を十分に低減することができ、且つ電波吸収材層２を容易に作製できる。つまり、電波吸収体１０によれば、電波吸収体１０の電波吸収性能を向上させることができると共に、小型化、低コスト化が可能となる。
【００２０】
上記のように金属部材１の一面が波形状となっていることにより、電波吸収材層２の表面２ａの法線１２ａに対する入射角度の大きさに関係なく、電波吸収体１０から出射される電波を、電波吸収体１０への電波の入射方向に戻すことが可能となる。従って、電波吸収体１０は、例えば自動料金収受システムに設けられることにより、電波吸収体１０からの反射電波による車載器における誤作動を十分に防止できる。また電波吸収体１０が道路の側壁などに設けられることにより、電波吸収体１０からの反射電波が入射方向に戻されるため、反射電波の拡散を十分に防止できる。
【００２１】
なお、金属部材１と電波吸収材層２との間の空間は、空隙であってもよいが、電波を透過する物質を充填されていてもよい。
【００２２】
次に、本発明の電波吸収体の第２実施形態について説明する。
図３は、平板積層型電波吸収体を用いた自動料金収受システムを概略的に示す側面図である。また図４、図５は、本発明の電波吸収体の第２実施形態を概略的に示す側面図であり、電波吸収体を自動料金収受システムに適用する例を示している。
【００２３】
図３に示すように、自動料金収受システム２０は、車両２１が進入するレーン２２上に天井２３を有しており、天井２３には平板積層型電波吸収体１００が固定されている。平板積層型電波吸収体１００は、平板状の電波吸収材層と平板状の金属部材を積層したものである。またレーン２２には天井２３の下方に通信エリアＡが設けられている。天井２３には、車両２１の進行先側に路側アンテナ２４が設置され、路側アンテナ２４は、電波を通信エリアＡに向けて出射するようになっている。
【００２４】
このような自動料金収受システム２０においては、本来、路側アンテナ２４から通信エリアＡに向けて電波が出射され、通信エリアＡに進入した車両２１がそれに搭載された車載器２５で電波を受信し、また車載器２５からも路側アンテナ２４に向け電波を出射し、これにより料金の収受が行われる。
【００２５】
ところが、車両２１が通信エリアＡに到達していない状態であっても、路側アンテナ２４から出射された電波が通信エリアＡで反射された後、天井２３の電波吸収体１００で反射されることがある。この場合、通信エリアＡの外で車載器２５による電波の不安定な受信が行われる。そして、結果として、システムが誤動作し、料金が正当に徴収されないおそれがある。
【００２６】
そこで、図４、図５に示すように、自動料金収受システム２０においては、天井２３に電波吸収体１００に代えて、上述した電波吸収体１０が設置されている。
【００２７】
ここで、電波吸収体１０においては、金属部材１の波形のピッチＰが路側アンテナ２４から出射される電波の波長の１／２倍以上の大きさであることが好ましい（図２参照）。
【００２８】
具体的には、自動料金収受システム２０においては、電波として、通常５．８ＧＨｚ（波長５．２ｃｍ）のものが使用される。従って、電波吸収体１０において、金属部材１の波形のピッチＰが２．６ｃｍ以上であればよい。
【００２９】
次に、前述した自動料金収受システム２０の作用について説明する。
【００３０】
まず路側アンテナ２４から出射される電波は、通信エリアＡで反射され、この反射波は、天井２３に設置された電波吸収体１０に入射される。このとき、電波吸収体１０の表面２ａの法線１２ａに対し図４のように一定角度以内の入射角で入射された電波は、電波吸収材層２を通過して金属部材１で２回反射された後、再び電波吸収材層２を通過して大部分は大気中であって入射方向と全く逆の方向に戻される。
【００３１】
また図５に示すように、電波が電波吸収材層２の表面２ａの法線１２ａ’に対して一定角度以上の入射角で入射した場合、金属部材１で１回反射された後の電波は、電波吸収材層２の裏面２ｂの法線１２ｂ’に対して一定角度以内で電波吸収材層２に入射されることになる。すなわち電波吸収材層２の表面２ａの法線１２ａ’に対する電波の入射角が大きく電波吸収材層２にとって電波が十分に吸収されない場合であっても、金属部材１が波形状となっていることにより、電波吸収材層２の裏面２ｂの法線１２ｂ’に対する電波の入射角が小さくなり、結果的に、電波吸収材層２において大きな電波吸収性能を得ることが可能となる。
【００３２】
従って、電波吸収体１０で電波が十分に吸収されることとなる。よって、路側アンテナ２４から出射される電波が通信エリアＡの外で受信されることが十分に防止され、システムが誤作動する事態が十分に防止される。
【００３３】
更に電波吸収体１０で電波が反射される場合であっても、金属部材１の一面が波形状となっていることにより、電波吸収材層２の表面２ａの法線１２ａに対する入射角度の大きさに関係なく、電波吸収体１０で反射される電波を、電波吸収体１０への電波の入射方向と逆方向に戻すことが可能となる。よって、路側アンテナ２４から出射される電波が通信エリアＡの外で受信されることが十分に防止され、システムが誤作動する事態が十分に防止される。
【００３４】
なお、上記実施形態では、本発明の電波吸収体の応用として、車の道路自動料金収受システムの例を述べたが、本発明の電波吸収体は、道路自動料金収受システムにおける無線通信技術を応用したＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｓｈｏｒｔ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）システム、例えば駐車料金システム、ガソリンスタンドでの料金決済システム、ドライブスルーシステム等においても適用できる。
【００３５】
また、本発明の電波吸収体は、自動料金収受システム以外に、高度道路交通システムにおいても適用可能である。例えば道路の両側に設けられた側壁に沿って広範囲に本発明の電波吸収体を設置し、交通情報等の送受信を行うアンテナを両側の側壁のそれぞれに沿って又は道路上に沿って適当な間隔で配置したシステムにおいては、アンテナから発信された電波が、本発明の電波吸収体で十分に吸収されるので、電波の不要反射による通信エラーを防ぐことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電波吸収体によれば、電波吸収材層の厚さを増大させることなく電波を十分に吸収することができる。
【００３７】
また、本発明の電波吸収体によれば、自動料金収受システムに適用した場合、通信エリアで反射された後、料金所の天井等で反射されて車両の車載器で受信されるおそれのある不要電波が電波吸収体で十分に吸収されるので、システムの誤作動等の事態を十分に防止することができる。更に電波吸収体から電波が反射される場合であっても、金属部材の一面が波形状となっていることにより、電波吸収体への入射角度に関係なく、電波吸収体で反射される電波を、電波吸収体への電波の入射方向と逆方向に戻すことが可能となるため、システムが誤作動する事態が十分に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電波吸収体の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の電波吸収体を示す側面図である。
【図３】平板積層型電波吸収体を用いた自動料金収受システムを概略的に示す側面図である。
【図４】本発明の電波吸収体の他の実施形態を概略的に示す側面図であり、電波吸収材層の法線に対し一定角度以内の入射角度で電波が入射した場合の反射電波の方向を示すものである。
【図５】本発明の電波吸収体の他の実施形態を概略的に示す側面図であり、電波吸収材層の法線に対し一定角度を超える入射角度で電波が入射した場合の反射電波の方向を示すものである。
【符号の説明】
１…金属部材、２…電波吸収材層、１０…電波吸収体、２０…自動料金収受システム、２１…車両、２２…レーン、２３…天井、２４…路側アンテナ、Ａ…通信エリア、２５…車載器。
【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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