(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波吸収材料であるフェライト磁性体の電波到来方向よりみて前面に、空気層乃至誘電率が１に近い発泡体を挟んだ複数層のコンクリート乃至モルタル層を電波整合層として配置した、建造物の外壁に用いられる広帯域建材用電波吸収壁であり、
この広帯域建材用電波吸収壁は、電波吸収材料として前記フェライト磁性体を一層のみ有し、
前記フェライト磁性体の電波到来方向よりみて背面に電波反射体が配置されていて、
前記フェライト磁性体と、前記空気層乃至発泡体とが到来電波の磁界方向に連続に設けられていて、
電波吸収特性が、前記フェライト磁性体本来の整合特性に起因する第１の減衰量のピークと、前記電波整合層を配置したことによる第２の減衰量のピークとを有する双峰特性となっていて、かつ、
前記第２の減衰量のピークがＵＨＦ帯となるように前記電波整合層の空気層乃至誘電率が１に近い発泡体の厚さが設定されている、建造物の外壁に用いられる広帯域建材用電波吸収壁。
【請求項２】
前記空気層乃至誘電率が１に近い発泡体が前記電波整合層の整合特性を制御する制御層を構成している請求項１記載の建造物の外壁に用いられる広帯域建材用電波吸収壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビゴースト障害等、建造物の電波反射障害対策として建造物の外壁に用いられる建材用電波吸収体に係り、とくにＶＨＦ帯からＵＨＦ帯に至る広い周波数領域で電波吸収特性が優れた広帯域建材用電波吸収壁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビゴースト障害対策を目的に建造物の外壁材を兼ねた電波反射障害対策用電波吸収壁は数多く開発されている。その代表的電波吸収壁として図６に示す電波吸収材料としてフェライトを用いたコンクリート一体型プレキャストカーテンウール（ＰＣ）がある。
【０００３】
図６の電波吸収壁は、フェライト磁性体（フェライトタイル）１の落下防止対策として特殊足付き外装タイル（磁器タイル等）２を用いるもので、金属製反射メッシュ（電波反射体）をなす鉄筋３の前面にフェライト磁性体１を到来電波の磁界方向に連続に、電界方向に不連続となるように配置し、特殊足付き外装タイル２をフェライト磁性体１の前面に被せ、背面側にコンクリート４を打設することでフェライトとコンクリート一体型のプレキャスト・カーテンウォール構造電波吸収壁を構成している。
【０００４】
テレビゴースト障害は当初最も視聴者の多い、ＶＨＦ帯の９０ＭＨｚから２２０ＭＨｚ帯（１ｃｈから１２ｃｈ）が問題となり、その対策として建材用電波吸収壁が開発された。
【０００５】
その後、この技術開発が確立するにつれ、従来対策の遅れていたＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの１２ｃｈ以上のＵＨＦチャンネルについても、其の対策が求められるようになり、従来の電波吸収壁の特性改良即ち電波吸収特性の広帯域化が大きな課題として取り上げられるようになった。
【０００６】
其の結果、建材用電波吸収壁の開発も如何に広帯域特性を実現し得るか、種々の構造を有する電波吸収壁が検討されている。その１例として図７及び図８に示すようなフェライトの背面に空隙を設けたフェライト・コンクリート一体型電波吸収壁等が開発されている。
【０００７】
この図７及び図８に示す電波吸収壁は、中空押出成形コンクリートパネル５の中空部に、電波到来方向よりみてフェライト磁性体（フェライトタイル）１の背後に空気層７が位置するように当該フェライト磁性体１を接着層（接着剤）８を介し固着し、中空押出成形コンクリートパネル５の背面に電波反射体としての金属製反射メッシュ６を設けた構造である。この場合の電波吸収特性を図６の電波吸収壁の場合の特性と対比して図９に示す。従来の例えば図６に示した構造に比較し大幅にＵＨＦ帯の特性が改良されている。この結果コンクリート一体化によるフェライト電波吸収特性の劣化問題はかなり解消され、フェライト電波吸収体（フェライト背面を電波反射体で裏打ちした構造体）本来の特性再現に近い特性確保が計られるようになった。しかしＶＨＦ帯はもとよりＵＨＦ帯を全て満足する電波吸収特性は得られていないのが現状である。
【０００８】
一オクターブに近い広帯域電波吸収体を得るには、フェライト電波吸収体を越える新たな発想による開発が求められている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は現在のテレビ電波周波数帯に着目し、ＶＨＦ帯の約９０ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚ帯及びＵＨＦ帯の約４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ帯において良好な電波吸収特性が得られることが、現状ＶＨＦ、ＵＨＦテレビ電波反射障害の課題解決であり、その課題解決として、テレビ放送周波数として割り当てのない、２３０ＭＨｚから４７０ＭＨｚ帯は無視した、電波吸収特性としては双峰特性を有するような電波吸収作用をフェライト電波吸収体に持たせ、且つ建造物の外壁材としても使用可能なコンクリート一体型等の構造を持つ広帯域建材用電波吸収壁に挑戦したものである。
【００１０】
なお、建材用電波吸収壁ではないが、電波暗室等に用いる電波吸収体として特開昭６３−２０４７９９号で提案されているものがあり、磁性材料の前面側の誘電損失層と磁性材料間に空気層を設けているが、電波吸収特性の広帯域化を目指すものではない。
【００１１】
本発明の目的は、上記の点に鑑み、ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯のテレビ放送周波数における電波吸収特性に優れ、ＶＨＦ及びＵＨＦテレビ電波反射障害を防止可能な広帯域建材用電波吸収壁を提供することにある。
【００１２】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の広帯域建材用電波吸収壁は、
電波吸収材料であるフェライト磁性体の電波到来方向よりみて前面に、空気層乃至誘電率が１に近い発泡体を挟んだ複数層のコンクリート乃至モルタル層を電波整合層として配置した、建造物の外壁に用いられる広帯域建材用電波吸収壁であり、
この広帯域建材用電波吸収壁は、電波吸収材料として前記フェライト磁性体を一層のみ有し、
前記フェライト磁性体の電波到来方向よりみて背面に電波反射体が配置されていて、
前記フェライト磁性体と、前記空気層乃至発泡体とが到来電波の磁界方向に連続に設けられていて、
電波吸収特性が、前記フェライト磁性体本来の整合特性に起因する第１の減衰量のピークと、前記電波整合層を配置したことによる第２の減衰量のピークとを有する双峰特性となっていて、かつ、
前記第２の減衰量のピークがＵＨＦ帯となるように前記電波整合層の空気層乃至誘電率が１に近い発泡体の厚さが設定されていることを特徴としている。
【００１５】
前記空気層乃至誘電率が１に近い発泡体は前記電波整合層の整合特性を制御する制御層を構成することができる。
【００１７】
【作用】
電波吸収材料であるフェライト磁性体の背面を電波反射体で裏打ちしてなるフェライト電波吸収体の基本特性は、既に多くの特許、文献等にて明らかのごとく図１０に示す一種の共振型の単峰特性であり、従来広帯域化の手段としてはこの特性の半値幅（最大吸収量の周波数を中心に３ｄＢ低下した両側の周波数）を如何に大きくするかが課題であった。
【００１８】
本発明はこの改善方法では限界があり、他の設計方法を検討した。建材として用いられる電波吸収体は一般にコンクリートとの一体化が必要である。他方従来はこのコンクリートがフェライト電波吸収特性を劣化させる原因にもなり、その対策が種々検討されてきた。本発明はコンクリートが損失の少ない一種の誘電材料であり、磁性材料であるフェライトとの組み合わせにより新たな電波吸収体設計法を試みたものである。
【００１９】
其の結果、コンクリートを電波整合層として設計し、フェライト電波吸収体の前面に取り付けたものである。
【００２０】
電波吸収体の基本設計は、電波を如何に電波吸収材料の表面で反射させることなく、吸収材料内部に導かせるかである。フェライトがある周波数帯でのみ電波吸収材料として動作し、その周波数より高くても、低くても動作しないのは、フェライトの複素透磁率が周波数特性を持ち、其の結果、入射電波に対しフェライトは整合条件を満足し得る複素透磁率の値を示す周波数帯においてのみ整合条件が成立し、フェライトの表面で電波が反射することなく内部に導かれ、その結果フェライトの損失により電波エネルギーを吸収し、電波吸収材料として動作する。
【００２１】
本発明は、フェライトがある周波数以上で入射電波との整合条件が崩れ、フェライト表面での反射が生じ、電波吸収材料として動作しなくなる高周波において、コンクリート誘電体をフェライトの整合素子として動作させ、電波をフェライトの内部に導き、電波吸収材料として動作させる新しいコンクリート一体型の電波吸収壁を構成するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る広帯域建材用電波吸収壁の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２３】
図１は本発明の基本構成を示す第１の実施の形態であって、フェライト電波吸収体の基本構造である、フェライト磁性体（フェライトタイル）１１の背面に電波反射体としての金属製反射メッシュ１２を裏打ちした構造体の到来電波よりみて前面側に、空気層２１を含む複数層（図示の場合２層）のコンクリート（又はモルタル）層２２を電波整合層２０として配置し、一体化したものである。ここで、各コンクリート層２２はフェライト電波吸収体を建材としての強度を持たせるための補強材として同時に機能している。前記フェライト磁性体１１は到来電波の磁界方向に連続しており、空気層２１も磁界方向に連続していることが望ましい。この空気層２１は電波整合層２０の整合特性を制御する制御層（制御素子）として働く。なお、フェライト磁性体１１及び電波整合層２０は到来電波の電界方向には不連続であっても差し支えない。
【００２４】
図２は、空気層２１を間に挟んだ各コンクリート層２２の厚みを、外壁材の強度等を考慮し、各々１３ミリとし、空気層２１の厚み方向寸法ｘを３５〜７５ミリまで変化させる基礎実験を実施したときの電波吸収特性を示す（但し、フェライト厚み８mmとした。）。この電波吸収特性は、フェライト磁性体本来の整合特性に起因するＶＨＦ帯での第１の減衰量のピークと電波整合層２０を配置したことによるＵＨＦ帯での第２の減衰量のピークとを有する双峰特性となっている。そして、空気層２１の厚みｘを変化させるのに伴い、前記第２の減衰量のピークの周波数が変化していることが判る。つまり、空気層２１を含む２層コンクリートがフェライト電波吸収体の整合素子として動作し、空気層２１が整合素子の制御素子として動作する事が確認された。
【００２５】
このことは、本発明が対象としているような、高層建造物の外壁材として、コンクリート壁にかなりの厚み制約が課せられる電波吸収壁において、誘電体としてのコンクリート材での制御ではなく空気層２１により整合条件を制御出来、前記第２の減衰量のピークを適切な周波数領域に設定可能なこと意味し、実用的にも大きな特徴となる。
【００２６】
この結果、コンクリート乃至モルタルを整合素子として用いた本基礎実験では図２に示すごとく空気層厚さ約５５ミリにて、目的とするＶＨＦ、ＵＨＦ両周波数帯のテレビ電波に対し、双峰により優れた電波吸収特性を示すことが明らかになった。
【００２７】
この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２８】
(1)  電波吸収材料であるフェライト磁性体１１の前面に、空気層２１を含む複数層のコンクリート（又はモルタル）層を電波整合層２０として配置しており、電波吸収特性が、フェライト磁性体本来の整合特性に起因する第１の減衰量のピークと電波整合層２０を配置したことに起因する第２の減衰量のピークとを有する双峰特性となり、従来の単峰特性の場合よりも電波吸収特性の広帯域化が可能である。
【００２９】
(2)  前記空気層２１が電波整合層２０の整合特性を制御する制御層を構成しており、誘電体としてのコンクリートの材質、厚み等を変化させなくとも、空気層２１の厚み寸法で前記第２の減衰量のピークを所望の周波数領域に設定可能である。
【００３０】
(3)  従って、フェライト磁性体１１本来の特性によって電波吸収特性における第１の減衰量のピークをＶＨＦ帯のテレビ放送周波数領域に合わせ、前記空気層２１の厚さを適切に設定することで、第２の減衰量のピークをＵＨＦ帯のテレビ放送周波数領域に合わせることができ、ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯のテレビ放送についての受信障害を解消できる。
【００３１】
(4)  フェライト電波吸収体を建材として補強しているコンクリート補強材で電波整合層２０を構成でき、広帯域化のために特別に構造が複雑化することがない。
【００３２】
図３は本発明の第２の実施の形態であり、高層建造物の外壁材としての要件とテレビ電波の偏波特性を考慮に入れた具体的な構成を示している。この図において、フェライト磁性体（フェライトタイル）３１の背面に電波反射体としての金属製反射メッシュ３２を裏打ちした構造体の到来電波よりみて前面側に、空気層４１を挟んだ複数層（図示の場合２層）のコンクリート（又はモルタル）層４２を電波整合層４０として配置、一体化しているが、コンクリート層４２を相互に繋ぐ結合コンクリート層４３を到来電波の電界方向に間隔をおいて配置（強度的に十分必要な間隔で配置）している。この場合、結合コンクリート層４３は到来電波の磁界方向（フェライト磁性体の配列方向）に平行に形成されており、空気層４１は磁界方向に連続している。尚、外側のコンクリート層には外装材として外装塗料４４の塗装を施してある。
【００３３】
この第２の実施の形態の作用効果は前述した第１の実施の形態と同様であり、この第２の実施の形態において、各コンクリート層４２の厚みを各々１４ミリ、その間の空気層４１の厚みを３２ミリ、結合コンクリート層４３の厚みを１４ミリとしたときの電波吸収特性を図４に示す。反射減衰量１５ｄＢ程度の優れた特性がＵＨＦ帯においても得られた。
【００３４】
図５は本発明の第３の実施の形態であって、空気層の代わりに誘電率が１に近い発泡スチロール等の発泡体を使用した例を示す。この場合、フェライト磁性体（フェライトタイル）５１を止め板５３で到来電波の磁界方向に連続させた状態で保持し、電波反射体としての金属製反射メッシュ５２をその背後に配置してフェライト磁性体５１の背後側にコンクリート５４を打設する。また、到来電波よりみてフェライト磁性体５１の前面側に誘電率が１に近い発泡体６１を配置しつつコンクリート層６２を打設し、さらに外装タイル６５の下地となるモルタル層６３を発泡体６１の前側に設けて外装タイル６５を固着する。なお、前記発泡体６１は磁界方向に連続しており、発泡体６１の前後のコンクリート層６２とモルタル層６３との結合を補強するために逆釘等の連結補強部材６６を設けている。
【００３５】
この場合、フェライト磁性体５１の前面側のコンクリート層６２、発泡体６１、モルタル層６３の各層が電波整合層６０を構成しており、発泡体６１を電波整合層６０の制御素子として用いた電波吸収特性が双峰特性となる電波吸収壁を実現可能である。
【００３６】
この第３の実施の作用効果も前述の第１の実施の形態と同様であるが、とくに外壁面を外装タイル貼りとしたい場合に有用である。
【００３７】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る広帯域建材用電波吸収壁によれば、電波吸収材料であるフェライト磁性体の前面に、空気層乃至誘電率が１に近い発泡体を含む複数層のコンクリート乃至モルタル層を電波整合層として配置した構成としたので、フェライト磁性体がある周波数以上で入射電波との整合条件が崩れ、フェライト磁性体表面での反射が生じ、電波吸収材料として動作しなくなる高周波において、前記電波整合層をフェライト磁性体の整合素子として動作させ、電波をフェライト磁性体の内部に導き、電波吸収材料として動作させることができる。従って、電波吸収特性は、前記フェライト磁性体本来の整合特性による第１の減衰量のピークの他に前記電波整合層を配置したことによる第２の減衰量のピークを有する双峰特性となり、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯にわたって良好な電波吸収特性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る広帯域建材用電波吸収壁の第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態の場合の電波吸収特性（反射減衰量の周波数特性）を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す横断面図である。
【図４】第２の実施の形態の場合の電波吸収特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す横断面図である。
【図６】従来の建材用電波吸収壁の１例を示す斜視図である。
【図７】従来の建材用電波吸収壁の他の例を示す斜視図である。
【図８】同縦断面図である。
【図９】図６及び図７の例の電波吸収特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１０】基本的なフェライト電波吸収体の電波吸収特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１，１１，３１，５１  フェライト磁性体
２，６５  外装タイル
３  鉄筋
４，５４  コンクリート
５  コンクリートパネル
６，１２，３２，５２  反射メッシュ
２０，４０，６０  電波整合層
２１，４１  空気層
２２，４２，６２  コンクリート層
４３  結合コンクリート層
４４  外装塗料
５３  止め板
６１  発泡体
６３  モルタル層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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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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