(57)【要約】【課題】構造が簡単であり、薄型の電波吸収体１１を実現することができるインピーダンスシート１を提供すること。【解決手段】電波吸収体１１は、インピーダンスシート１と、干渉層８ｄと導電性皮膜層８ｃとを含む。インピーダンスシート１は、誘電体層１ｂの片側の表面にインピーダンス層１ａが形成されて構成される。インピーダンス層１ａの表面インピーダンスＺの実部Ｒは、０．０１〜１００Ωであり、虚部Ｘは−２００〜−３Ωであり、かつ−１００≦Ｘ／Ｒ≦−１に選ぶ。導電性皮膜層８ｃの表面低効率は、５０Ω以下である。インピーダンス層１ａには誘電体層１ｂが隣接して配置されて形成されるので、干渉層８ｄの誘電率の影響を受けず、インピーダンス層１ａのインピーダンス値は、予め定める前述の値に定められ、したがって大きな反射損失を達成することが常に確実になる。【選択図】      図１
2004319788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と、
前記誘電体層の片側の表面に配置されるインピーダンス層とを含み、
インピーダンス層の表面インピーダンスＺを次式で表したとき、
Ｚ＝Ｒ＋ｊ・Ｘ
ここで、Ｒは実部であり、Ｘは虚部であり、ｊは虚数単位であり、
インピーダンス層の表面インピーダンスの実部Ｒが０．０１Ω〜１００Ωの範囲であり、かつ、インピーダンス層の表面インピーダンスの虚部Ｘが−２００Ω〜−３Ωの範囲であり、かつ、実部Ｒと虚部Ｘとが
−１００≦Ｘ／Ｒ≦−１
の関係を満足することを特徴とするインピーダンスシート。
【請求項２】
一対の誘電体層と、
これらの誘電体層間に配置されるインピーダンス層とを含み、
インピーダンス層の表面インピーダンスＺを次式で表したとき、
Ｚ＝Ｒ＋ｊ・Ｘ
ここで、Ｒは実部であり、Ｘは虚部であり、ｊは虚数単位であり、
インピーダンス層の表面インピーダンスの実部Ｒが０．０１Ω〜１００Ωの範囲であり、かつ、インピーダンス層の表面インピーダンスの虚部Ｘが−２００Ω〜−３Ωの範囲であり、かつ、実部Ｒと虚部Ｘとが
−１００≦Ｘ／Ｒ≦−１
の関係を満足することを特徴とするインピーダンスシート。
【請求項３】
誘電体層およびインピーダンス層が可視光を透過することを特徴とする請求項１または２記載のインピーダンスシート。
【請求項４】
誘電体層表面に粘着層を形成したことを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載のインピーダンスシート。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの１つに記載のインピーダンスシートと、
電波吸収体用インピーダンスシートの誘電体層の表面に隣接して配置される干渉層と、
干渉層の電波吸収体用インピーダンスシートとは反対側の表面に配置される導電性皮膜層とを含むことを特徴とするインピーダンスシートを用いた電波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波の反射を抑制するために用いられる電波吸収体を構成するインピーダンスシートに関するものであり、さらに詳しくは、吸収すべき電磁波の波長の１／１０以下の厚みである薄型電波吸収体を構成するインピーダンスシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線ローカルエリアネットワーク（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、高度道路交通システム（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）における狭域通信（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）技術を用いた自動料金収受システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）等、高周波の電磁波を用いたシステムが実用化されている。これらの電磁波を用いた応用システムにおいては、その通信品質を確保するために壁等からの電磁波の反射を抑制する必要があり、そのために電波吸収体が必要となる。このような電波吸収体は天井や壁等の構造物に取り付けられることから、軽くて薄いものが求められている。
【０００３】
従来から、抵抗皮膜を使ったλ／４型電波吸収体が知られている。このλ／４型電波吸収体は厚みがλ／（４・√εｒ）（λ：電磁波の真空での波長、εｒ：誘電体の比誘電率）である誘電率εｒの誘電体層の片面に低抵抗の反射層を有し、誘電体のもう一方の面に空気中の電波インピーダンス（３７７Ω）である抵抗皮膜層を有する電波吸収体である。しかしながら、このλ／４型電波吸収体は誘電体層としてλ／（４・√εｒ）の厚みが必要であり、薄型化に限界がある。
【０００４】
前記λ／４型電波吸収体の抵抗皮膜層と反射層の間に、分割された導電性フィルム（ＤＣＦ；Ｄｉｖｉｄｅｄ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）を挿入することで、誘電体層の厚みをλ／（４・√εｒ）よりも薄くできる電波吸収パネルが提案されている（たとえば特許文献１〜４および非特許文献１）。このＤＣＦを用いた電波吸収体は、整合用導電膜、反射層、ＤＣＦ層の３層が必要であり、整合用導電膜とＤＣＦ層間の空気層または樹脂層およびＤＣＦ層と反射層間の空気層または樹脂層の厚みを両方とも均一になるように制御しなければならないため、これらの厚みが均一でない場合に期待された性能が得られ難いという問題がある。
【０００５】
そこで、前記ＤＣＦを用いた電波吸収パネルの構造が複雑であるという問題を解決するために、ＤＣＦ層を形成したガラスと反射層を形成したガラスをポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を介して貼り合わせた電波吸収ガラスが提案されている（非特許文献２）。前記文献中には、このＤＣＦを用いた電波吸収ガラスは、分割する導電性フィルムの抵抗値をコントロールする必要がなく、ＤＣＦの幾何学的大きさのコントロールにより薄型の電波吸収体を得ることができるという利点がある、と記載されている。しかしながら、電波入射側にガラスを配置する必要があり、薄型化に限界があるとともに窓以外の場所で使い難いという問題がある。
【０００６】
このように従来の技術では、λ／４型電波吸収体の厚みを、小さい値にするには、限界がある。また、ＤＣＦを用いた電波吸収パネルでは、電波吸収特性の再現性が悪いという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
アメリカ特許ＵＳＰ６，１９５，０３４Ｂ１
【特許文献２】
特開２００２−７６６７６
【特許文献３】
特開２００２−７６６７７
【特許文献４】
特開２００２−１５１８８５
【非特許文献１】
Ｔ．  Ｔｓｕｎｏ，  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ＩＥＩＣＥ，  ＥＭＣＪ９９−１２８（２０００−０１），  ｐ．１１３
【非特許文献２】
Ｋ．  Ｈａｒａｋａｗａ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＡＰＭＣ２００２（Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １９−２２，  ２００２），  ＦＲ３Ｂ−５
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、構造が簡単であり、かつ窓以外へも適用可能であり、さらに電波吸収特性に優れた薄型の電波吸収体を構成するためのインピーダンスシート、およびそのインピーダンスシートを用いた電波吸収体を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘電体層と、
前記誘電体層の片側の表面に配置されるインピーダンス層とを含み、
インピーダンス層の表面インピーダンスＺを次式で表したとき、
Ｚ＝Ｒ＋ｊ・Ｘ
ここで、Ｒは実部であり、Ｘは虚部であり、ｊは虚数単位であり、
インピーダンス層の表面インピーダンスの実部Ｒが０．０１Ω〜１００Ωの範囲であり、かつ、インピーダンス層の表面インピーダンスの虚部Ｘが−２００Ω〜−３Ωの範囲であり、かつ、実部Ｒと虚部Ｘとが
−１００≦Ｘ／Ｒ≦−１
の関係を満足することを特徴とするインピーダンスシートである。
【００１０】
また本発明は、一対の誘電体層と、
これらの誘電体層間に配置されるインピーダンス層とを含み、
インピーダンス層の表面インピーダンスＺを次式で表したとき、
Ｚ＝Ｒ＋ｊ・Ｘ
ここで、Ｒは実部であり、Ｘは虚部であり、ｊは虚数単位であり、
インピーダンス層の表面インピーダンスの実部Ｒが０．０１Ω〜１００Ωの範囲であり、かつ、インピーダンス層の表面インピーダンスの虚部Ｘが−２００Ω〜−３Ωの範囲であり、かつ、実部Ｒと虚部Ｘとが
−１００≦Ｘ／Ｒ≦−１
の関係を満足することを特徴とするインピーダンスシートである。
【００１１】
また本発明は、誘電体層およびインピーダンス層が可視光を透過することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、誘電体層表面に粘着層を形成したことを特徴とする。
また本発明は、前記インピーダンスシートと、
電波吸収体用インピーダンスシートの誘電体層の表面に隣接して配置される干渉層と、
干渉層の電波吸収体用インピーダンスシートとは反対側の表面に配置される導電性皮膜層とを含むことを特徴とする電波吸収体である。
【００１３】
本発明に従えば、インピーダンス層を、誘電体層の片側の表面に配置して形成し、または一対の誘電体層間に配置してサンドイッチして構成することによって、前記絶縁性誘電体から成る干渉層の一方の表面に貼り付けるなどして配置した構成において、インピーダンス層のインピーダンス値が、干渉層の影響を受けず、予め定める値のままとすることができる。干渉層のインピーダンスシートとは反対側の表面に導電性皮膜層を配置して電波吸収体を構成する。
【００１４】
インピーダンス層の表面インピーダンスの実部Ｒの値は、小さいほうが望ましく、たとえば前述のように０．０１Ω以上であってもよく、この実部Ｒが１００Ωを超えると、インピーダンスシート、したがって電波吸収体の厚みが厚くなるので好ましくない。虚部Ｘの絶対値が２００Ωを超えると、周波数および反射損失の制御が困難になる。虚部Ｘの絶対値が３Ω未満では、本件インピーダンスシートの実現が困難となる。Ｘ／Ｒの絶対値が１００を超えるとき、周波数および反射損失の制御が困難になる。Ｘ／Ｒの絶対値が１未満では、インピーダンスシートの実現が困難である。
【００１５】
導電性皮膜層の表面抵抗率は、できるだけ小さい値であることが好ましく、５０Ω以下であり、０Ω程度であってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の電波吸収体用インピーダンスシート１を用いた電波吸収体１１の全体の構成を示す断面図である。電波吸収体１１は基本的に、インピーダンスシート１と干渉層８ｄと導電性皮膜層８ｃとがこの順序で隣接して配置されて構成される。
【００１７】
図２は、インピーダンスシート１の断面図である。インピーダンスシート１は、誘電体層１ｂの片側の表面に、インピーダンス層１ａが配置されて構成される。前述の図１に示されるように誘電体層１ｂのインピーダンス層１ａとは反対側の表面には、干渉層８ｄが隣接して配置される。この干渉層８ｄのインピーダンスシート１とは反対側の表面に、導電性皮膜層８ｃが配置される。
【００１８】
図３は、図１および図２に示されるインピーダンスシート１の左方から見た一部を示す図である。インピーダンス層１ａの抵抗被膜１ｃ１は、斜線を施して示す。
【００１９】
図４は、本発明のインピーダンスシート１の原理を説明するための電波吸収体１２を示す断面図である。この電波吸収体１２は、表面抵抗率０Ωの導電性皮膜層３ａ上に、比誘電率εｒ＝３．９の電気絶縁性誘電体から成る干渉層３ｂを介して、インピーダンス層３ｃを積層した構成を有する。インピーダンス層３ｃ側から入射した電磁波を完全に、または大きな反射損失で吸収することができる。
【００２０】
本発明は、この図４における表面抵抗Ｒと表面リアクタンスＸとが制御されたインピーダンス層３ｃを用いることによって、誘電体層３ｂがλ／（４・√εｒ）よりも薄い場合でも、効率良くインピーダンス層３ｃで電波を吸収することができるという原理に基づくものである。平面波である電磁波に対する電波吸収体１の吸収特性は伝送線理論を応用することによって計算することができ、さらにその計算結果は実験と良く一致することが示されている（「電波吸収体入門」（森北出版））。
【００２１】
図５は、本発明の原理を説明するための分布定数線路を示す図である。伝送線理論では、単位長さあたりの抵抗がＲ［Ω／ｍ］、単位長さあたりのインダクタンスがＬ［Ｈ／ｍ］、単位長さあたりの容量がＣ［Ｆ／ｍ］、単位長さあたりのコンダクタンスがＧ［Ｓ／ｍ］の分布定数線路の微小区間ｄｚにおける電流Ｉおよび電圧Ｖとして以下の式が導かれる。ωは、伝送される電磁波の角周波数である。
ｄ２Ｖ／ｄｚ２＝（Ｒ＋ｊωＬ）（Ｇ＋ｊωＣ）Ｖ          …（１）
ｄ２Ｉ／ｄｚ２＝（Ｒ＋ｊωＬ）（Ｇ＋ｊωＣ）Ｉ          …（２）
【００２２】
この微分方程式１，２を解くことにより、電流および電圧の基礎式として以下の式３，４が導出される。
Ｖ＝Ｖ＋ｅｘｐ（−γｚ）＋Ｖ−ｅｘｐ（γｚ）              …（３）
Ｉ＝（Ｖ＋／Ｚｃ）ｅｘｐ（−γｚ）−（Ｖ−／Ｚｃ）ｅｘｐ（γｚ） …（４）
【００２３】
ここで、Ｖ＋、Ｖ−、Ｚｃ、γは以下のとおりである。
Ｖ＋  ；ｚの正方向へ伝送する信号の電圧の振幅係数
Ｖ−  ；ｚの負方向へ伝送する信号の電圧の振幅係数
Ｚｃ  ；線路の特性インピーダンス（＝｛（Ｒ＋ｊωＬ）／（Ｇ＋ｊωＣ）｝１／２）
γ    ；線路の伝搬定数（＝｛（Ｒ＋ｊωＬ）（Ｇ＋ｊωＣ）｝１／２）
【００２４】
一方、複素誘電率ε（≡ε’−ｊε”）、複素透磁率μ（≡μ’−μ”）、導電率σの媒質中をｚ方向へ伝搬する電磁波が平面波の場合、マクスウェル方程式は以下のスカラー式５〜８に分解できる。すなわち、ｘｙｚ直交座標系において、電界のｘ成分Ｅｘおよび磁界のｙ成分Ｈｙに関して、
∂Ｅｘ／∂ｚ＝−μ（∂Ｈｙ／∂ｔ）                      …（５）
−∂Ｈｙ／∂ｚ＝σＥｘ＋ε’（∂Ｅｘ／∂ｔ）            …（６）
さらに、電界のｙ成分Ｅｙおよび磁界のｘ成分Ｈｘに関して、
∂Ｅｙ／∂ｚ＝−μ（∂Ｈｘ／∂ｔ）                    …（７）
−∂Ｈｘ／∂ｚ＝σＥｙ＋ε’（∂Ｅｙ／∂ｔ）            …（８）
【００２５】
ここで、複素誘電率の虚部ε”に関する損失は導電率σによる損失として考えている。
式５および式６からＨｙを消去すると、Ｅｘに関する以下の方程式９が得られる。
∂２Ｅｘ／∂ｚ２＝σμ（∂Ｅｘ／∂ｔ）＋ε’μ（∂２Ｅｘ／∂ｔ２）…（９）
【００２６】
ここで、Ｅｘの特解として
Ｅｘ＝Ｅ０ｅｘｐ（ｊωｔ）                              …（１０）
を考えると、式９は以下のとおり書きかえることができる。ｔは、時間を表わす。
∂２Ｅｘ／∂ｚ２＝（ｊωσμ−ω２ε’μ）Ｅｘ          …（１１）
【００２７】
ここで導電率σは、誘電率の虚数成分ε”と、
ε”＝σ／ω                                            …（１２）
の関係にあると考えることができ、式１１は以下のように書きかえることができる。
∂２Ｅｘ／∂ｚ２＝−ω２εμＥｘ                        …（１３）
【００２８】
電磁波のインピーダンスＺは、
Ｚ＝Ｅｘ／Ｈｙ＝（μ／ε）１／２                        …（１４）
で定義されるから、Ｈｙについても同様に以下の式１５が導かれる。
∂２Ｈｙ／∂ｚ２＝−ω２εμＨｙ                        …（１５）
【００２９】
式１３および式１５は、式１または式２と同形であり、伝搬定数γおよび特性インピーダンスＺが
γ＝ｊω（εμ）１／２                                  …（１６）
Ｚ＝（μ／ε）１／２                                    …（１７）
である分布定数線路と考えることができる。このように、平面波である電磁波の伝搬は、伝送線理論に基づいて計算することができる。
【００３０】
前述した伝送線理論を用いることにより、複数の境界を持つ媒体での電磁波の反射係数と透過係数を計算できる。すなわち、図４に示されるような媒体における電磁波の反射・透過は次のように計算できる。図４の媒体は、図５に示されるような２つの境界がある伝送線モデルとして考えることができる。ここで、線路Ａ、Ｃは無限長線路であり、特性インピーダンスがそれぞれ、ＺＡ、ＺＣ（ＺＡ＝Ｚ０、ＺＣ＝Ｚ０、ここでＺ０は空気中の電波インピーダンス）である。線路Ｂは、線路長（すなわち誘電体層１ｂの厚み）ｄ、特性インピーダンスＺＢ、伝搬定数γＢ（γＢ＝２πεｒ１／２ｊ／λ）である。さらに、低抵抗の導電層の表面抵抗ＺＬ、インピーダンス層の表面インピーダンスをＺとする。このとき、伝送線理論を用いると、線路Ａと線路Ｂの接続面０−０’から見て、接続面０−０’より右側の低抵抗の導電層を含むインピーダンスＺ’は以下のように表すことができる。
Ｚ’＝ＺＬ・ＺＣ／（ＺＬ＋ＺＣ）                          …（１７ａ）
【００３１】
ここで、ＺＬ≪ＺＣの場合には、
Ｚ’≒ＺＬ                                              …（１８）
となることが導かれる。
【００３２】
次に線路Ａと線路Ｂの接続面１−１’から見て、接続面１−１’より右側のインピーダンス層を含まないインピーダンスＺ”は以下のように表すことができる。
Ｚ”＝ＺＢ（Ｚ’＋ＺＢ・ｔａｎｈγＢｄ）／（ＺＢ＋Ｚ’・ｔａｎｈγＢｄ）…（１９）
【００３３】
さらに線路Ａと線路Ｂの接続面１−１’から見て、接続面１−１’より右側のインピーダンス層を含むインピーダンスＺｉｎは以下のように表すことができる。γＢは、線路Ｂの伝搬定数を表わす。
Ｚｉｎ＝Ｚ・Ｚ”／（Ｚ＋Ｚ”）                          …（２０）
【００３４】
このインピーダンスＺｉｎを用いることによって、接続面１−１’での反射係数Γは以下のように表される。
Γ＝（Ｚｉｎ−  ＺＡ）／（Ｚｉｎ＋  ＺＡ）                …（２１）
【００３５】
さらにエネルギー反射率ＲはＲ＝｜Γ｜２であり、反射損失Ｒｌｏｓｓ［ｄＢ］は以下のように計算される。
Ｒｌｏｓｓ＝−１０ｌｏｇ１０Ｒ                          …（２２）
【００３６】
また、線路Ｂでのエネルギー吸収量Ａは、同様に伝送線理論から求められるエネルギー透過率Ｔを用いることによって、以下のように計算される。
Ａ＝１−Ｒ−Ｔ                                          …（２３）
【００３７】
電波吸収体では終端を短絡することによってエネルギー透過率Ｔが０になるように設計する。この場合、
Ａ＝１−Ｒ                                              …（２４）
となるので、電波吸収体の電波吸収特性は一般に反射損失Ｒｌｏｓｓによって表される。
【００３８】
また、電磁波がｚ軸に対して角度θで媒質へ入射する場合（ＴＥ波の電界方向をｙ軸とする）には、ＴＥ波およびＴＭ波の反射・透過の問題は、ｚ方向への伝搬のみを考えることで解析することができる。
【００３９】
今、簡単のために、低抵抗導電層の表面抵抗をＺＬ＝０［Ω］とおくと、Γ＝０となる条件は、次式のとおりとなる。
2004319788.tif 000003
ここで、
Ｄ＝２πｄ（εｒ）１／２／λ                            …（２６）
【００４０】
すなわち、インピーダンス層の表面抵抗Ｒおよび表面リアクタンスＸを制御することにより、高性能の電波吸収体を得ることできると考えられる。
【００４１】
図６は、図４に示される電波吸収体１２の干渉層３ｂとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴと略称することがある。比誘電率εｒ＝３．９）を用いた場合について種々の干渉層３ｂの厚みにおいてインピーダンス層３ｃの最適な表面インピーダンスをプロットしたものである。これらの結果から、表面リアクタンス成分を積極的に利用することで、薄型の電波吸収体１２が可能と考えられる。
【００４２】
さらに詳細な検討を行った結果、インピーダンス層３ｃの表面インピーダンスを以下の条件１〜４にすることで、薄型の電波吸収体を得ることができることが判った。すなわち、
（条件１）導電性皮膜層３ａの表面抵抗率が５０Ω以下であり、かつ、
インピーダンス層３ｃの表面インピーダンスＺを次式で表したとき、
Ｚ＝Ｒ＋ｊ・Ｘ                                          …（２７）
ここで、ｊは虚数単位である。
（条件２）インピーダンス層３ｃの表面インピーダンスの実部である表面抵抗率Ｒが０．０１Ω〜１００Ωの範囲であり、かつ、
（条件３）インピーダンス層３ｃの表面インピーダンスの虚部である表面リアクタンス成分Ｘが−２００Ω〜−３Ωの範囲であり、かつ、
（条件４）表面抵抗率Ｒと表面リアクタンス成分Ｘとが
−１００≦Ｘ／Ｒ≦−１                                  …（２８）
の関係を満足する場合に薄型の電波吸収体１２を得ることができる。
【００４３】
図７および図８は、図４の電波吸収体１２におけるインピーダンス層３ｃ側から入射した電磁波を完全に吸収することができる電波吸収体１２について、インピーダンス層３ｃの表面インピーダンスを、伝送線理論を用いて計算した結果を図示したものである。図７は、干渉層３ｂの厚みが０．０５λ以下におけるインピーダンス層の最適インピーダンスをプロットしたものである。さらに、図８は、図６における最適インピーダンスの実部Ｒと虚部Ｘとの関係を示した図である。
【００４４】
リアクタンス成分がない（Ｘ＝０）場合は、インピーダンス層３ｃの表面抵抗率が空気中における電波インピーダンス（３７７Ω）と等しく、かつ、干渉層３ｂの厚みｄが、
ｄ＝λ／（４・εｒ１／２）                              …（２９）
のときに最も効率良く電波を吸収することが判る。干渉層３ｂの厚みｄを、前述の式２９の値以下として、全体の構成を薄くすることができる。
【００４５】
負のリアクタンス成分がある場合、すなわち、容量成分がある場合には、干渉層３ｂの厚みｄがλ／（４・εｒ１／２）よりも薄い場合に最も効率良く電波を吸収することが判る。
【００４６】
図７、図８に示されるように、図４のインピーダンス層３ｃの表面インピーダンスにおける抵抗成分Ｒが５０Ω以下、かつ、インピーダンス層３ｃの表面インピーダンスにおけるリアクタンス成分Ｘが−２００Ω〜−３Ω、かつ、リアクタンス成分Ｘと抵抗成分Ｒの比が
−１００≦Ｘ／Ｒ≦−１                                  …（３０）
のときに、干渉層３ｂの厚みｄは０．０５λ以下とすることができ、薄型の電波吸収体が可能であることが判る。図６〜図８において、横軸に示される誘電体層厚み／波長の値は、０．０５以下として、全体の構成を薄くすることができる。
【００４７】
しかしながら、図４に示される電波吸収体１２のインピーダンス層３ｃのインピーダンス値は、インピーダンス層が接する媒体である干渉層３ｂの誘電率の影響を受け、その媒体である干渉層３ｂの厚みが変わると、インピーダンス値も変わるという問題がある。前述の図１に示される本発明のインピーダンスシート１はこの問題を解決するために、誘電体層１ｂ上にインピーダンス層１ａを予め形成することで、このインピーダンスシート１を電波吸収体１１の干渉層８ｄに貼りつけても、インピーダンス層１ａのインピーダンス値が、電波吸収体の干渉層８ｄの影響を受けないようにすることができる。
【００４８】
誘電体層１ｂとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーンボネート、アクリル樹脂、等に例示される絶縁性高分子材料、アルミナ等に代表される絶縁性セラミックス材料等を用いることができる。透光性電波吸収体が望まれる場合には、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、アクリル樹脂等の透光性の絶縁性高分子材料を用いることができる。
【００４９】
インピーダンス層１ｃとしては、図３のように、ある抵抗値の皮膜１ｃ１を面内に孤立して分散させることで得ることができる。つまり、抵抗皮膜１ｃ１を孤立分散させることで、その孤立分散した抵抗皮膜１ｃ１間にコンデンサ成分が生じ、よって虚部成分を付与することができる。分散させる抵抗皮膜１ｃ１としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属薄膜、ＩＴＯや酸化スズに代表される透光性導電膜等を規定の抵抗値になる厚みにスパッタ法等の蒸着法にて成膜したものを用いることができる。
【００５０】
これらの薄膜１ｃ１を面内に孤立して分散させるには、インピーダンス層を蒸着法にて面内均一に成膜した後で、写真蝕刻法を用いて薄膜の一部を除去する方法、レーザーにより薄膜を除去する方法、サンドブラストにて薄膜の一部を除去する方法等を採用することができる。
【００５１】
インピーダンス層１ｃの別の作製法として、カーボン粉末、カーボンフレーク、カーボンファイバー、等の抵抗性フィラーを樹脂と混合したものをフィルム状に成形することでも得ることができる。このとき、フィラー間が相互に接触しないように樹脂中に分散させることで、虚部成分を付与することができる。たとえば押出し成形した後、延伸することによって、製造することができる。この場合、所望のインピーダンス層を形成した後に誘電体層と接着剤等を用いて貼り合わせることにより本発明のインピーダンスシート１を得ることができる。
【００５２】
本発明における導電性皮膜層８ｃとしては種々の導電性材料を用いることができる。これら導電性材料としてはＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属薄膜、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や酸化スズに代表される透光性導電膜等が例示される。この導電性皮膜層８ｃは、これら金属材料や透光性導電膜を干渉層８ｄにスパッタ等の蒸着法にて形成することができる。または、金属箔を干渉層８ｄと接着剤を用いて貼ってもよい。透光性電波吸収体が望まれる場合には、ＩＴＯ、酸化スズなどの透光性導電膜８ｃを用いることができる。導電性皮膜層８ｃを蒸着法にて形成する場合には、フィルム基材上に成膜し、フィルム基材側もしくは導電性皮膜側を、干渉層８ｄと、接着剤等を用いて貼り合わせることができる。
【００５３】
図１の電波吸収体１１における干渉層８ｄは、インピーダンスシート１の誘電体層１ｂと同一の材料から成ってもよく、そのほかの電気絶縁性誘電体、たとえば合成樹脂などの材料から成ってもよい。
【００５４】
こうして図１に示される本発明の実施の一形態の電波吸収体１１では、インピーダンスシート１における誘電体層１ｂの片側にインピーダンス層１ｃを形成してインピーダンスシート１を構成し、このインピーダンスシート１の誘電体層１ｂにおけるインピーダンス層１ａとは反対側の表面を、電波吸収体を構成する干渉層８ｄの片側の表面に貼り付け、干渉層８ｄのもう一方の側の表面に、反射層である低抵抗の導電性皮膜層８ｃを貼り合わせる。インピーダンス層１ａは、誘電体層１ｂの上に形成されているので、干渉層８ｄの誘電率の影響を受けず、希望するインピーダンス値を得ることができ、これによって高性能の電波吸収体１１を実現することができる。
【００５５】
図９は、本発明の実施の他の形態のインピーダンスシート９を備える電波吸収体１３の断面図である。電波吸収体１３の電気絶縁性合成樹脂などの誘電体材料から成る干渉層９ｄの一方表面には低抵抗の導電性皮膜層９ｃが配置されて形成され、他方の表面にはインピーダンスシート９が配置されて形成される。
【００５６】
図１０は、図９に示されるインピーダンスシート９の断面図である。このインピーダンスシート９は、一対の誘電体層９ｂ，９ｅ間にインピーダンス層９ａが介在されてサンドイッチされ、構成される。誘電体層９ｂ，９ｅは、前述の図１〜図８の実施の形態におけるインピーダンスシート１の誘電体層１ｂと同様な構成を有し、インピーダンス層９ａは前述のインピーダンス層１ａと同様な構成を有する。
【００５７】
インピーダンスシート９を構成するインピーダンス層９ａは、前述の図３に示される形状を有する抵抗被膜１ｃ１を有してもよく、その他の形状を有する抵抗被膜を有してもよい。インピーダンスシート９では、インビーダンス層９ａが一対の誘電体層９ｂ、９ｅ間にサンドイッチされているので、インピーダンス層９ａのインピーダンス値は、前述のように、インピーダンスシート９に隣接する各干渉層１０ｄ，１０ｆの誘電率の影響を受けず、希望する正確なインピーダンス値を達成することができる。またインピーダンスシート１のインピーダンス層１ａは誘電体層１ｂに隣接し、したがって干渉層１０ｆの誘電率の影響を受けず、誘電体層１ａの希望する正確なインピーダンス値を有する反射損失特性に優れた高性能の電波吸収体１４を実現することができる。
【００５８】
さらに干渉層９ｄは、前述の干渉層８ｄと同様な構成を有し、導電性皮膜層９ｃは前述の導電性皮膜層８ｃと同様な構成を有する。
【００５９】
インピーダンスシート９を製造するにあたっては、まず一方の誘電体層９ｂの表面上にインピーダンス層９ａをたとえば蒸着法によって成膜し、その後、たとえば前述の図２に示されるようにパターニングを行う。パターニングされたインピーダンス層９ａ上に、もう１つの誘電体層９ｅを、たとえば接着剤などを用いて貼り合わせる。こうしてインピーダンスシート９が完成する。
【００６０】
インピーダンス層９ａは、一対の誘電体層９ｂ，９ｅの間に形成されているので、インピーダンス層９ａのインピーダンス値は、干渉層９ｄの誘電率の影響を受けない。しかも外側の誘電体層９ｅは、インピーダンス層９ａの保護をする機能を果たす。こうして高性能かつ信頼性の高い電波吸収体１３を得ることができる。
【００６１】
図１１は、本発明の実施の他の形態のインピーダンスシート１，９を備える電波吸収体１４を示す断面図である。干渉層１０ｄの片側の表面には、前述の図１０に示されるインピーダンスシート９が配置されて貼り付けられ、この干渉層１０ｄのインピーダンスシート９とは反対側の表面には、反射層である低抵抗の導電性皮膜層１０ｃが配置されて貼り付けられる。
【００６２】
インピーダンスシート９の誘電体層９ｅには、もう１つの干渉層１０ｆの表面が配置されて貼り合わされる。この干渉層１０ａの他方表面には、前述の図２および図３に示されるもう１つのインピーダンスシート１の誘電体層１ｂが配置されて貼り合わされる。
【００６３】
図１２は、本発明の実施のさらに他の形態のインピーダンスシート９，１９を備える電波吸収体１５の断面図である。図１２に示される電波吸収体１５は、前述の図１１の電波吸収体１４に類似するが、注目すべきは図１１のインピーダンスシート１に代えて、図１０のインピーダンスシート９と同様な構成を有するインピーダンスシート１９が用いられる。その他の構成は、前述の実施の形態と同様である。図１２に示される電波吸収体１５では、干渉層１０ｆの外方の表面に配置されたインピーダンスシート１９が、インピーダンス層１９ａを一対の誘電体層１９ｂ，１９ｅによってサンドイッチされた構成を有する。したがってインピーダンス層１９ａの外表面が誘電体層１９ｅによって保護され、電波吸収体１５の信頼性を高めることができる。その他の構成と作用は、前述の実施の形態と同様である。
【００６４】
本発明の実施のさらに他の形態では、電波吸収体は、前述のインピーダンスシート１，９，１９を３枚以上、干渉層を介在して積層されてもよく、これによって電波吸収体の反射損失特性をさらに向上して高性能の電波吸収体を実現することができる。
【００６５】
【実施例】
本件発明者の実験結果を述べる。
【００６６】
【実施例１】
図１〜図３に示されるように、誘電体層１ｂである７５μｍ厚みのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に、導電性薄膜をスパッタ成膜した導電性フィルム（三井化学（株）製商品名  ＴＣＰ２．４、表面抵抗値２．２Ω）の導電性薄膜１ａを、ＹＡＧ３倍波レーザー（波長３５５ｎｍ）を用いることで、除去幅ΔＬ１＝ΔＬ２＝１３０μｍ、除去ピッチＬｐ１＝Ｌｐ２＝１１ｍｍ、にて格子状に除去し、インピーダンスシート１を作成した。また、この格子状に除去した導電性フィルムであるインピーダンスシート１の周波数５．８ＧＨｚでの表面インピーダンスをベクトルネットワークアナライザを用いて測定された反射係数から算出した結果、
表面インピーダンス実部Ｒ＝３０Ω
表面インピーダンス虚部Ｘ＝−１００Ω
であった。このときＸ／Ｒ≒−３．４である。
【００６７】
前述のように導電膜を除去したインピーダンスシート１を表面インピーダンス層として干渉層である厚み１．８ｍｍのＰＥＴシート８ｄの片側に貼りつけた。さらに、ＰＥＴシート８ｄの反対側の面に、アルミ箔を反射層８ｃとして貼り合わせて、電波吸収体１１を作製した。
【００６８】
このようにして作製した電波吸収体１１の反射損失特性を５．０ＧＨｚから８．２ＧＨｚの範囲で測定した。その結果を図１３に示すように、６．６ＧＨｚにて最大反射損失４６ｄＢが得られた。また図１４に示すように、６．２ＧＨｚにて最大反射損失４０ｄＢが得られた。
【００６９】
【表１】
2004319788.tif 000004
【００７０】
【実施例２】
図１〜図３に示されるように、一方の誘電体層１ｂである５０μｍ厚みのＰＥＴフィルム上に導電性薄膜をスパッタ成膜した導電性フィルム（三井化学（株）製商品名  ＸＩＲ、表面抵抗値９．３Ω）の導電性薄膜１ａを、ＹＡＧ３倍波レーザー（波長３５５ｎｍ）を用いることで、図３のように除去幅ΔＬ１＝ΔＬ２＝２５０μｍ、除去ピッチＬｐ１＝Ｌｐ２＝１１ｍｍ、にて格子状に除去した。また、この格子状に除去した導電性フィルムであるインピーダンスシート１の周波数５．８ＧＨｚでの表面インピーダンスをベクトルネットワークアナライザを用いて測定された反射係数から算出した結果、
表面インピーダンス実部Ｒ＝４０Ω
表面インピーダンス虚部Ｘ＝−１２０Ω
であった。このときＸ／Ｒ＝−３である。
【００７１】
前述のように導電膜を除去した導電性フィルムであるインピーダンスシート１を表面インピーダンス層として干渉層である厚み２．２ｍｍのＰＥＴシート８ｄの片側に貼りつけた。さらに、ＰＥＴシート８ｄの反対側の面に、アルミ箔を反射層８ｃとして貼り合わせて、電波吸収体１１を作製した。
【００７２】
このようにして作製した電波吸収体１１の反射損失特性を５．０ＧＨｚから８．２ＧＨｚの範囲で測定した。結果を図１５に示すように、６．６ＧＨｚにて最大反射損失５０ｄＢが得られた。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明のインピーダンスシートによって、薄型の高性能電波吸収体を提供することができる。本発明の電波吸収体は、このように薄型であり、しかもその電波吸収特性が優れており、大きな電波の反射損失を達成することができる。さらに本発明の電波吸収体の構造は、簡単であり、しかも窓以外へも適用することができ、使い勝手が良好である。本発明のインピーダンス層には、誘電体層が予め配置されて形成されるので、この誘電体層の誘電率εｒによってインピーダンス値が決定され、したがって電波吸収体を構成するための干渉層の影響を受けず、希望する大きな反射損失を達成することが確実になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の電波吸収体用インピーダンスシート１を用いた電波吸収体１１の全体の構成を示す断面図である。
【図２】インピーダンスシート１の断面図である。
【図３】図１および図２に示されるインピーダンスシート１の左方から見た一部を示す図である。
【図４】本発明のインピーダンスシート１の原理を説明するための電波吸収体１２を示す断面図である。
【図５】本発明の原理を説明するための分布定数線路を示す図である。
【図６】図４に示される電波吸収体１２の干渉層３ｂとしてポリエチレンテレフタレートを用いた場合について種々の干渉層３ｂの厚みにおいてインピーダンス層３ｃの最適な表面インピーダンスをプロットした図である。
【図７】干渉層３ｂの厚みが０．０５λ以下におけるインピーダンス層の最適インピーダンスをプロットしたものである。
【図８】図６における最適インピーダンスの実部Ｒと虚部Ｘとの関係を示した図である。
【図９】本発明の実施の他の形態のインピーダンスシート９を備える電波吸収体１３の断面図である。
【図１０】図９に示されるインピーダンスシート９の断面図である。
【図１１】本発明の実施の他の形態のインピーダンスシート１，９を備える電波吸収体１４を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施のさらに他の形態のインピーダンスシート９、１９を備える電波吸収体１５の断面図である。
【図１３】本件発明者の実験結果を示す図である。
【図１４】本件発明者の他の実験結果を示す図である。
【図１５】本件発明者のさらに他の実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１，９，１９  インピーダンスシート
１ａ，９ａ，１９ａ  インピーダンス層
１ｂ；９ａ，９ｅ；１９ｂ，１９ｅ  誘電体層
８ｃ，９ｃ，１９ｃ  導電性皮膜層
８ｄ，９ｄ，１０ａ，１０ｆ，１９ｄ  干渉層
１１〜１５  電波吸収体
【図１】
2004319788.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004319788.tif 000009
【図６】
2004319788.tif 000010
【図７】
2004319788.tif 000011
【図８】
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【図９】
2004319788.tif 000013
【図１０】
2004319788.tif 000014
【図１１】
2004319788.tif 000015
【図１２】
2004319788.tif 000016
【図１３】
2004319788.tif 000017
【図１４】
2004319788.tif 000018
【図１５】
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