(57)【要約】【課題】構造が簡単な電磁波遮断装置を提供することを目的とする。【解決手段】電磁波遮断装置は、２つの面の間に形成された密閉空間と該密閉空間に封入された物質とを有し、上記２つの面の間の間隔、上記物質の種類及び上記物質の圧力又は密度の少なくとも１つを任意に選択することによって、所定の周波数帯域の電磁波を遮断するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの面の間に形成された密閉空間と該密閉空間に封入された物質とを有し、上記２つの面の間の間隔、上記物質の種類及び上記物質の圧力又は密度を任意に選択することによって、所定の周波数帯域の電磁波を遮断するように構成されている電磁波遮断装置。
【請求項２】
２つの面の間に形成された第１の密閉空間と該密閉空間に封入された第２の物質とを有する第１の電磁波遮断部と、２つの面の間に形成された第１の密閉空間と該密閉空間に封入された第２の物質とを有する第２の電磁波遮断部と、を有し、上記第１及び第２の電磁波遮断部の上記２つの面の間の間隔、上記物質の種類及び上記物質の圧力又は密度を任意に選択することによって、所定の周波数帯域の電磁波を遮断するように構成されている電磁波遮断装置。
【請求項３】
請求項２記載の電磁波遮断装置において、上記第１及び第２の電磁波遮断部の上記２つの面の間の間隔、上記物質の種類及び上記物質の圧力又は密度を任意に選択することによって、上記所定の周波数帯域は、互いに異なり且つ重なり合うことがない２つの周波数帯域を含むように構成されている電磁波遮断装置。
【請求項４】
請求項２記載の電磁波遮断装置において、上記第１及び第２の電磁波遮断部の上記２つの面の間の間隔、上記物質の種類及び上記物質の圧力又は密度を任意に選択することによって、上記所定の周波数帯域は、互いに異なり且つ両者によって互いに連続した１つの周波数帯域を含むように構成されている電磁波遮断装置。
【請求項５】
請求項２記載の電磁波遮断装置において、上記第１及び第２の電磁波遮断部の上記２つの面の間の間隔及び上記物質の圧力又は密度を任意に選択することによって、所定の周波数帯域を通過させるように構成されている電磁波遮断装置。
【請求項６】
第１の気体を封入する第１の空間と第２の気体を封入する第２の空間と、該第１及び第２の空間に接続された真空ポンプと、上記第１及び第２の空間に接続された気体供給部と、上記真空ポンプ及び気体供給部を制御するための制御部とを有し、該制御部は上記真空ポンプ及び気体供給部を制御することによって、上記第１及び第２の気体の圧力を調節し、それによって上記第１及び第２の気体に入射した電磁波のうち所定の周波数の電磁波を遮断するように構成されている電磁波遮断システム。
【請求項７】
オペレータによって入力された、遮断すべき周波数帯域の中心周波数と周波数帯域、および電磁波の減衰量を入力パラメータとして第１の気体の計算モデルや既知のデータに基づいて、第１の気体の圧力を算出することと、入力パラメータとして入力した周波数帯域と電磁波の減衰量が得られるか否かを判定することと、上記周波数帯域と電磁波の減衰量が得られなければ、第２の気体の計算モデルや既知のデータに基づき、第２の気体が遮断すべき周波数帯域を遮断する第２の気体の圧力を算出することと、第２の気体が遮断すべき周波数帯域と電磁波の減衰量が得られるか否かを判定することと、周波数帯域と電磁波の減衰量が得られない場合には、オペレータに、入力パラメータの条件の見直しを促すことと、を含む電磁波遮断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電磁波を遮断する電磁波遮断装置に関し、特に、特定の周波数帯域の電磁波を遮断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン放送電波等の必要な電磁波は通過させるが、妨害電波等の不要な電波を遮断するために、電磁シールドが使用される。電磁シールドは、医療機器を扱う病院、機密性のある情報を扱う情報処理機関、静寂性を要するコンサートホール等の様々な場所で使用される。
【０００３】
特開平１０−３３５８７７号公報には、特定の周波数帯の電磁波を遮断する方法が記載されている。この公報に記載された例では、遮断すべき電磁波の周波数帯に対応した形状の多数のアンテナ素子を空間中または窓ガラスのような非導電材料上に配列させ、このアンテナ素子によって電磁波を吸収または散乱させる。この例では、遮断すべき周波数帯に応じてアンテナ素子の形状を設計することによって周波数選択性を実現する。
【特許文献１】
特開平１０−３３５８７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の電磁波シールドでは、遮断すべき周波数帯に応じてアンテナ素子の形状を設計し、複雑な形状のアンテナ素子を製造しなければならない。従って、製造工程が複雑であり、製造費が高くなる。
上述の従来の電磁波シールドでは、遮断すべき周波数帯を変更することはできない。従って、電磁波シールドを建物に設置した後に、遮断すべき周波数帯を変更する場合には、新たに電磁波シールドを作製し、設置しなければならない。
また、従来の電磁波シールドでは、遮断される周波数帯が決まっており、遮断すべき周波数帯を随時変更することができない。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な設計及び工程によって、所定の周波数帯域の電磁波を遮断することができる電磁波遮断装置を提供することにある。
本発明の目的は、簡単な工程によって、遮断すべき周波数帯域を変更することができる電磁波遮断装置を提供することにある。
本発明の目的は、何時でも自由に、遮断すべき周波数帯域を変更することができる電磁波遮断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、電磁波遮断装置は、２つの面の間に形成された密閉空間と該密閉空間に封入された物質とを有し、上記２つの面の間の間隔、上記物質の種類及び上記物質の圧力又は密度を任意に選択することによって、所定の周波数帯域の電磁波を遮断するように構成されている。
【０００７】
本発明によると、電磁波遮断装置は、２つの面の間に形成された密閉空間と該密閉空間に封入された物質とを有する第１の電磁波遮断部と、２つの面の間に形成された密閉空間と該密閉空間に封入された物質とを有する第２の電磁波遮断部と、を有し、上記第１及び第２の電磁波遮断部の上記２つの面の間の間隔、上記物質の種類及び上記物質の圧力又は密度を任意に選択することによって、所定の周波数帯域の電磁波を遮断するように構成されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明による電磁波遮断装置の第１の例を説明する。本例の電磁波遮断装置は、互いに平行に配置された２枚のガラス板１ａ、１ｂとこれらのガラス板を支持する枠部２ａ、２ｂとを有する。ガラス板と枠部によって内部に厚さｄの板状の密閉空間３が形成される。この密閉空間３に、電磁波を遮断する物質４が装填されている。物質４は、気体、液体、固体のいずれであってもよいが、好ましくは気体である。以下に、物質４が気体である場合を説明する。ガラス板１ａ、１ｂは透明であってよいが、不透明であってもよく、ガラス板の代わりにプラスチック、樹脂等を使用してもよい。
【０００９】
気体４は、所定の圧力にて封入され、温度などの条件によっては液体や固体の状態を呈してもよい。気体４の種類と圧力又は密度と温度と厚さｄを任意に設定することによって、所望の周波数の電磁波を遮断する電磁波遮断装置を構成することができる。
【００１０】
本例の電磁波遮断装置には、密閉空間３内に封入された気体４の圧力を調節するための圧力調節装置が設けられてよい。圧力調節装置の例は、後に、図７を参照して説明する。
【００１１】
ところで、電磁波が気体によって吸収される典型例は大気中の水分子と酸素分子によるマイクロ波帯、およびミリ波帯の吸収である。これはそれぞれの分子の固有振動数と一致する電磁波が、共鳴吸収によりエネルギーを失われることによる。電子レンジや赤外吸収分析などの分光光度計はこの原理を応用した製品である。
【００１２】
図２は地上近傍の平均的な条件での大気による減衰特性（地上気温１５℃、１０１３ｈＰａ、水蒸気密度７．５ｇ／ｍ３の場合）である（ＩＴＵ−Ｒ；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ−Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｅｃｔｏｒ、１９９６）。酸素（図中では乾燥大気として示す）による吸収減衰を周波数軸上に示す吸収線は６０ＧＨｚ付近に帯状に複数存在し、１１８ＧＨｚには孤立して存在する。気圧が高いほど分子の衝突により吸収線が広がりを持つ吸収帯となる。水蒸気（図中ではＨ２Ｏとして示す）による吸収線は２２．２ＧＨｚ、１８３．３ＧＨｚに孤立して存在する。図２の曲線は水蒸気密度が７．５ｇ／ｍ３の場合であるが、水蒸気密度の上昇に伴って減衰は大きくなる。
【００１３】
しかし明らかに上記の地上近傍の大気条件では、充分な減衰を得るために二重ガラスの空間は少なくとも数ｋｍの間隔が必要になってしまう。
そこで酸素分子および水蒸気分子の吸収特性を、分光学的研究に基づき導かれた計算モデル（ＩＴＵ−Ｒ、１９９６）によって気体の圧力と温度の適当な条件を求める。このモデルによると、３５０ＴＨｚ以下の周波数帯における任意の気圧、気温、水蒸気密度に対する大気減衰係数γ〔ｄＢ／ｋｍ〕は以下のように与えられる。
【００１４】
【数１】
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【００１５】
但し、ｆは周波数〔ＧＨｚ〕、ＮＩ（ｆ）は大気屈折率の虚部である。ＮＩ（ｆ）は実験的に求められた分光学的パラメータと乾燥大気圧、水蒸気圧力、温度によって決定する。このモデルにより求められた気体圧力に制御すれば、特定周波数帯を所望のレベルまで減衰させることが可能となる。また、気体圧力を更に高く制御すると吸収帯が広がることにより遮断される周波数帯域を広げることが可能となる。
【００１６】
図３を参照して本発明による電磁波遮断装置の第２の例を説明する。本例の電磁波遮断装置は、互いに平行に配置された３枚のガラス板３１ａ、３１ｂ、３１ｃとこれらのガラス板を支持する枠部３２ａ、３２ｂとを有する。ガラス板と枠部によって内部に厚さｄ１、ｄ２の板状の密閉空間３３ａ、３３ｂが形成される。この密閉空間３３ａ、３３ｂに、電磁波を遮断する物質３４１、３４２がそれぞれ装填されている。物質３４１、３４２は、気体、液体、固体のいずれであってもよいが、気体が好ましい。以下に、物質３４１、３４２が気体である場合を説明する。ガラス板板３１ａ、３１ｂ、３１ｃは透明であってよいが、不透明であってもよく、ガラス板の代わりにプラスチック、樹脂等を使用してもよい。
【００１７】
気体３４１、３４２は、所定の圧力にて封入され、温度などの条件によっては液体や固体の状態を呈してもよい。２つの気体３４１、３４２の種類と圧力又は密度と温度と厚さｄ１、ｄ２を任意に設定することによって、所望の周波数の電磁波を吸収する電磁波遮断装置を構成することができる。
【００１８】
本例の電磁波遮断装置には、密閉空間３３ａ、３３ｂ内に封入された気体３４１、３４２の圧力を調節するための圧力調節装置が設けられてよい。圧力調節装置の例は、後に、図７を参照して説明する。
【００１９】
２つの気体３４１、３４２の種類と圧力と温度と厚さｄ１、ｄ２は、互いに異なるものであってよい。即ち、２つの気体３４１、３４２は互いに異なる周波数帯の電磁波を遮断するものであってよい。
【００２０】
図４〜図６は、図３の電磁波遮断装置の２つの密閉空間３３ａ、３３ｂに封入される２つの気体３４１、３４２によって遮断される周波数帯域のスペクトルを示す。図４に示す例では、第１の気体３４１によって遮断される周波数帯域４０１はｆ１〜ｆ３、中心周波数はｆ２であり、第２の気体３４２によって遮断される周波数帯域４０２はｆ４〜ｆ６、中心周波数はｆ５である。ｆ３＜ｆ４であり、２つの周波数帯域４０１、４０２は、重ならない。
【００２１】
図５に示す例では、第１の気体３４１によって遮断される周波数帯域５０１はｆ１〜ｆ３、中心周波数はｆ２であり、第２の気体３４２によって遮断される周波数帯域５０２はｆ３〜ｆ５、中心周波数はｆ４である。即ち、第１の気体３４１によって遮断される周波数帯域５０１の上限は、第２の気体３４２によって遮断される周波数帯域５０２の下限に一致する。従って、２つの気体３４１、３４２によって、単一の広い範囲の周波数帯域ｆ１〜ｆ５が遮断される。
【００２２】
図６に示す例では、第１の気体３４１によって遮断される周波数帯域６０１はｆ１より小さい範囲であり、第２の気体３４２によって遮断される周波数帯域６０２はｆ２より大きい範囲である。従って、２つの気体３４１、３４２を通過することができるのは、周波数がｆ１〜ｆ２の周波数帯域６０３である。この通過周波数帯域ｆ１〜ｆ２以外の周波数は遮断される。
【００２３】
図７を参照して、本発明による電磁波遮断システムの構成例を説明する。本例の電磁波遮断システムは、第１の気体３４１を封入する空間３３１と第２の気体３４２を封入する空間３３２とを有する密閉室７０と、管７１を介して密閉室７０の空間３３１、３３２に接続された真空ポンプ部７２と、管７３を介して密閉室７０の空間３３１、３３２に接続された気体供給部７３１、７３２と、管７３に設けられた圧力計７４１、７４２とを有する。
【００２４】
本例の電磁波遮断システムは更に、真空ポンプ部７２、圧力計７４１、７４２、気体供給部７３１、７３２を制御するための制御部７５と、密閉室７０の空間３３１、３３２に封入された第１及び第２の気体３４１、３４２の圧力をオペレータが入力するための入力処理部７６とを有する。
【００２５】
先ず真空ポンプ部７２によって、密閉室７０の空間３３１、３３２を排気し、次に、気体供給部７３１、７３２によって、気体３４１、３４２を空間３３１、３３２に供給する。
【００２６】
図８を参照して、図７に示した電磁波遮断システムの入力処理部７６における処理手順を説明する。ステップＳ１００にて、オペレータは、遮断すべき周波数帯域の中心周波数と周波数帯域、および電磁波の減衰量を入力パラメータとして入力する。ステップＳ２００にて、第１の気体３４１の計算モデルや既知のデータに基づき、入力パラメータを満たすように、第１の気体３４１の圧力を算出する。
【００２７】
ステップＳ３００にて、入力パラメータとして入力した周波数帯域と電磁波の減衰量が得られるか否かを判定する。必要な周波数帯域と電磁波の減衰量が得られるなら、算出した第１の気体３４１の圧力値を制御部７５に送信して処理を終了する。必要な周波数帯域と電磁波の減衰量が得られなければ、第２の気体が遮断を補うべき周波数帯域をステップＳ３２０に渡す。
【００２８】
ステップＳ３２０にて、第２の気体３４２の計算モデルや既知のデータに基づき、第２の気体が遮断するべき周波数帯域を満たす第２の気体３４２の圧力を算出する。ステップＳ３３０にて、第２の気体が遮断するべき周波数帯域と電磁波の減衰量が得られるか否かを判定する。必要な周波数帯域と電磁波の減衰量が得られるなら、第１の気体３４１と第２の気体３４２の圧力を制御部７５に送信して処理を終了する。必要な周波数帯域と電磁波の減衰量が得られなければ、ステップＳ４００に進む。ステップＳ４００ではエラーメッセージを表示し、オペレータに、入力パラメータの条件の見直しを促して処理を終了する。
【００２９】
以上本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて、様々な変更が可能であることは当業者に理解されよう。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の電磁波遮断装置によると、簡単な設計及び工程によって、所定の周波数帯域の電磁波を遮断することができる効果がある。
本発明の電磁波遮断装置によると、簡単な工程によって、遮断すべき周波数帯域を変更することができる効果がある。
本発明の電磁波遮断装置によると、何時でも自由に、遮断すべき周波数帯域を変更することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電磁波遮断装置の第１の例を示す図である。
【図２】地上付近の平均的な条件における大気による電磁波の減衰特性を示す図である。
【図３】本発明による電磁波遮断装置の第２の例を示す図である。
【図４】２つの気体によって遮断される周波数帯域のスペクトルを示す図である。
【図５】２つの気体によって遮断される周波数帯域のスペクトルを示す図である。
【図６】２つの気体によって遮断される周波数帯域のスペクトルを示す図である。
【図７】本発明による電磁波遮断システムの構成を示す図である。
【図８】図７の電磁波遮断システムの入力処理部における処理手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…ガラス、  ２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ…枠部、  ３、３３ａ、３３ｂ、３３１、３３２…空間、  ４、３４１、３４２…気体、  ７０…密閉室、  ７１、７３…管、  ７２…真空ポンプ部、  ７５…制御部、  ７６…入力処理部、  ７３１、７３２…気体供給部、  ７４１、７４２…圧力計
【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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