(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を反射する反射層と、
該反射層の一方の面側に配される電波吸収層と、
薄体の一方の面に形成されたインピーダンスが１０ＭΩ／ｃｍ以上且つ空間法によるアルミ板の反射レベルを基準（０ｄｂ）とした電波吸収特性が３ＭＨｚ〜１０ＭＨｚで３ｄｂ〜１７ｄｂの範囲である金属、合金または金属酸化物の皮膜であって前記電波吸収層の前記反射層とは反対側に配される高インピーダンス皮膜と
を備えることを特徴とする電波吸収体。
【請求項２】
請求項１記載の電波吸収体において、
前記高インピーダンス皮膜の前記電波吸収層とは反対側に積層された誘電性の表面被覆層を備えることを特徴とする電波吸収体。
【請求項３】
請求項１または２記載の電波吸収体において、
前記電波吸収層と前記高インピーダンス皮膜との間にスペーサ層を設けたことを特徴とする電波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波吸収体の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
電波吸収体には、例えばフェライトゴム等の電波吸収層の一面に金属板等の反射層を積層したものがある。この形態の電波吸収体は、電波吸収層側から入射した電波と反射層で反射した電波とが干渉しあうことで吸収効率を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射層にて反射されて電波吸収層を通過した電波は外部に放射されるわけで、吸収効果の向上にも限界があった。
本発明は、外部に放射される電波を再度電波吸収層に戻すことにより、電波吸収効率を向上させることを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の電波吸収体は、電波を反射する反射層と、該反射層の一方の面側に配される電波吸収層と、該電波吸収層の前記反射層とは反対側に設けられるスペーサ層と、薄体の一方の面に形成されたインピーダンスが１０ＭΩ／ｃｍ以上且つ空間法によるアルミ板の反射レベルを基準（０ｄｂ）とした電波吸収特性が３ＭＨｚ〜１０ＭＨｚで３ｄｂ〜１７ｄｂの範囲である金属、合金または金属酸化物の皮膜であって前記電波吸収層の前記反射層とは反対側に配される高インピーダンス皮膜とを備えることを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の電波吸収体は、請求項１記載の電波吸収体において、前記高インピーダンス皮膜の前記電波吸収層とは反対側に積層された誘電性の表面被覆層を備えることを特徴とする。
請求項３記載の電波吸収体は、請求項１または２記載の電波吸収体において、前記電波吸収層と前記高インピーダンス皮膜との間にスペーサ層を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
電波吸収層は公知の電波吸収材、例えばフェライトゴム、カーボニル鉄ゴム、カーボンブラックゴム等を使用できる。ただし、これらに限定されるものではない。要は、電波を吸収できればよいのである。
【０００７】
また、反射層も公知の反射材例えば金属板、金属薄、金属の蒸着層を使用すればよい。ただし、これらに限定されるものではない。要は、電波を反射できればよいのである。なお、反射層は電波吸収層に密着して積層されているほうが良いが、多少の隙間があってもかまわない。
【０００８】
スペーサ層は、例えばプラスチック板等で形成できるが、板などの部材を備えずに空気をスペーサ層として用いてもよい。
高インピーダンス皮膜は、電波を透過させる薄体（例えばプラスチックフィルム、織物、編物、不織布等）の一方の面に形成される。高インピーダンス皮膜の形成方法には特に限定はなく、スパッタリング、蒸着、イオンプレーティング等の手法を採用できる。
【０００９】
高インピーダンス皮膜に使用する金属、合金、金属酸化物の種類に限定はないが、高インピーダンス皮膜のインピーダンスが１０ＭΩ／ｃｍ以上且つ図１７に示す高インピーダンス皮膜吸収特性基準を中心として±８ｄｂの範囲、好ましくは±５ｄｂの範囲に収まる高インピーダンス皮膜吸収特性であるものが必要である。
【００１０】
なお、図１７の高インピーダンス皮膜吸収特性基準は、発明者が最適と評価した高インピーダンス皮膜の電波吸収特性を図１に概要を示す空間法によって測定した結果のグラフである。このグラフはアルミ板の反射レベルを基準（０ｄｂ）としたものであり、横軸（測定範囲）は３ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ、縦軸の１目盛りは５ｄｂである。この基準グラフは両端（３ＭＨｚと１０ＭＨｚ）では約８ｄｂ、中央の６．５ＭＨｚ付近では約１２ｄｂであるから、この基準グラフに依らない場合には、空間法によるアルミ板の反射レベルを基準（０ｄｂ）とした電波吸収特性が、３ＭＨｚ〜１０ＭＨｚで３ｄｂ〜１７ｄｂの範囲に収まればよいといえる。
【００１１】
つまり、本発明には上記のようなそのような高インピーダンスと電波吸収特性を実現できる種類の金属、合金、金属酸化物を選択して使用するのが好ましい。いくつか例示すれば、７０Ｎｉ−３０Ｃｕ合金（モネル合金）、ニクロム、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等がある。
【００１２】
ところで、ここに例示したモネルやＳＵＳ等は良導体である。しかしながら、これを例えばスパッタリングにて皮膜にすると上述の高インピーダンスを示す。その原因を調査したところ、モネルの場合は皮膜に微細なクラックが生じており、このために高インピーダンスとなっていることが判った。ＳＵＳの場合は、膜厚が薄くなればなるほど高インピーダンスとなっている。また、織物、編物、不織布等では糸同士または繊維同士の接触部分にて導通が不良となるので高インピーダンスが実現される。
【００１３】
請求項１記載の電波吸収体は、電波吸収層と反射層だけ（公知の反射層付きの電波吸収体と同様の構造）による電波吸収効果を飛躍的に向上させることができるが、そのような優れた効果が発揮される理由は未解明である。ただし、発明者は次のように推測している。
【００１４】
まず、高インピーダンス皮膜側から入射した電波は、電波吸収層に至ってここで一部が吸収される。吸収されずに反射層に達した電波は、反射層で反射されて電波吸収層で一部が吸収され、吸収されなかった電波は高インピーダンス皮膜で反射されて電波吸収層に向かう。つまり、高インピーダンス皮膜側から入射した電波は、反射層と高インピーダンス皮膜とで繰り返し反射されながら、その度に電波吸収層で吸収されるので、吸収効率が高まると考えられる。この場合、高インピーダンス皮膜はハーフミラーとして機能することになる。
【００１５】
もう一つの理由としては、高インピーダンス皮膜から反射層に向かう電波と反射層で反射された電波との位相差が原因で、両者が打ち消し合うことが考えられる。
あるいは、電波吸収体内での反射の繰り返しと位相差による打ち消し合いが複合的に生じて、吸収効率を高めているとも考えられる。
【００１６】
なお、請求項３記載のスペーサ層を設ける場合、スペーサ層の誘電率が高いほど中心周波数付近での吸収性が高まり（ピークが高くなり）、その付近から外れた周波数域での吸収性が低下する傾向がある。一方、スペーサ層の誘電率が低いと中心周波数付近での吸収性の高まりは少ないが、そこから外れた周波数域での吸収性の低下も小さくなる（全体としてなだらかな山形になる）。
【００１７】
また、スペーサ層の厚みが増すに従って中心周波数が下方に移動する。
したがって、特定の周波数域での電波吸収性を高めるには、スペーサ層の誘電率を高くして、スペーサ層の厚みの設定によって中心周波数を目標とする周波数域に合わせればよい。一方、広い周波数域での電波吸収を目的とするならスペーサ層の誘電率を低めればよい。
【００１８】
さらに、請求項２記載の表面被覆層を備えることにより、電波吸収性をより高めることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、発明の実施の形態の具体的な例として、実施例及び比較例の電波吸収体による電波の吸収実験を説明する。
なお、以下の実験に使用した電波吸収体の構造は図１に示すとおりで、アルミニウム板（板厚０．１〜０．２ｍｍ）の反射層、フェライト（７０％〜８０％）とカーボンブラックの混合材である電波吸収層（厚さは１〜２．５ｍｍ）、塩化ビニル板（板厚０．１〜２ｍｍ）のスペーサ層、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムにモネルをスパッタリングした高インピーダンス皮膜（膜厚は０．３μｍ以下、インピーダンスは１０6 〜１０14Ω／ｃｍ以上）及び塩化ビニル板（板厚０．１〜０．２ｍｍ）の表面被覆層からなる。ただし、実験で使用した電波吸収体にはスペーサ層、高インピーダンス皮膜、表面被覆層のいずれか又は全部を備えないものもある。
【００２０】
電波の吸収実験は空間法により、要部の構成は図１に示すとおりである。具体的には電波暗室内で発信用のホーンアンテナから電波吸収体に向けて電波を照射し、電波吸収体からの反射波を受信用のホーンアンテナで受信して、その強度を測定した。なお、両ホーンアンテナの軸は反射層の法線に対して同角度θである。
【００２１】
図２は、反射層と電波吸収層（厚さは２ｍｍ）のみからなる電波吸収体（比較例１）の電波の吸収実験の結果を表すグラフである。８．６ＧＨｚ付近にピークが見られる。なお、このグラフはアルミ板の反射レベルを基準（０ｄｂ）としたものであり、横軸（測定範囲）は３ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ、縦軸の１目盛りは５ｄｂである。図３〜１６についても同様である。
【００２２】
図３は、比較例１の電波吸収体にモネルの高インピーダンス皮膜（膜厚は０．３μｍ）を積層した電波吸収体（比較例２）の電波の吸収実験の結果を、比較例１と重ねてプロットしたグラフである。比較例２の電波吸収体は、７．９ＧＨｚよりも低い周波数域では比較例１よりも優れた吸収性を示しており、中心周波数が比較例１よりも低周波数側に移動していることが判る。
【００２３】
図４は、フェライト７５％ＷＴ、カーボンブラック１０％ＷＴ、チタン酸バリウム５％ＷＴの組成で厚みが１．６ｍｍの電波吸収体（比較例３）と比較例３の電波吸収体にモネル皮膜（膜厚０．３μｍ）を積層した電波吸収体（比較例４）の電波の吸収実験の結果を重ねてプロットしたグラフである。モネル皮膜によって周波数全域において電波吸収性が向上することが判る。
【００２４】
図５は、比較例３の電波吸収体にモネル皮膜（膜厚は０．３μｍ）とチタン酸バリウム４５％ＷＴ（板厚１．７ｍｍ）のスペーサ層を積層した電波吸収体（比較例５）の電波吸収実験の結果を、比較例３の電波吸収体の実験結果と重ねてプロットしたグラフである。強誘電体のスペーサ層を積層しただけで、電波吸収性能が大きく向上することが判る。
【００２５】
図６は、比較例１の電波吸収体にモネル合金の高インピーダンス皮膜（膜厚は０．３μｍ）とチタン酸バリウム４５ＷＴ％（板厚１．７ｍｍ）を積層した電波吸収体（比較例６）の電波の吸収実験の結果を、比較例１の電波吸収体の実験結果と重ねてプロットしたグラフである。ピークが６．９ＧＨｚ付近にあり、約７ＧＨｚよりも低い周波数域では比較例１よりも優れた吸収性を示している。また、図３との比較から、スペーサ層の効果が判る。
【００２６】
図７は、比較例１の電波吸収体に塩化ビニル（板厚１ｍｍ）のスペーサ層を積層した電波吸収体（比較例７）の電波吸収実験の結果を比較例１の電波吸収体の実験結果と重ねてプロットしたグラフである。誘電体のスペーサ層を積層しただけでは電波吸収性能はあまり変化しないことが判る。
【００２７】
図８は、比較例３の電波吸収体に金属皮膜（膜厚は０．３μｍ）を積層した電波吸収体（実施例１）の電波の吸収実験の結果を、比較例１の電波吸収体の実験結果と重ねてプロットしたグラフである。ピークが７．３ＧＨｚ付近にあり、約８ＧＨｚよりも低い周波数域では比較例１よりも優れた吸収性を示している。また、図３との比較から、スペーサ層の効果が判る。
【００２８】
図９は、実施例１の電波吸収体にさらに塩化ビニル（板厚０．５ｍｍ）の表面被覆層を積層した電波吸収体（実施例２）の電波の吸収実験の結果を、比較例１の電波吸収体の実験結果と重ねてプロットしたグラフである。ピークが７．６ＧＨｚ付近にあり、約８ＧＨｚよりも低い周波数域では比較例１よりも優れた吸収性を示している。また、図６との比較から、表面被覆層を備えることによって中心周波数での電波吸収性能が向上されることが判る。
【００２９】
図１０〜図１４は、実施例１の電波吸収体（反射層＋電波吸収層＋塩化ビニルのスペーサ層＋０．３μｍの高インピーダンス皮膜）と同構造で、スペーサ層の板厚を２ｍｍ（実施例３、図１０）、３ｍｍ（実施例４、図１１）、４ｍｍ（実施例５、図１２）、５ｍｍ（実施例６、図１３）及び６ｍｍ（実施例７、図１４）に変化させて行った電波吸収実験の結果を、いずれも比較例１の電波吸収体の実験結果と重ねてプロットしたグラフである。
【００３０】
スペーサ層の厚みが増すに従って、吸収される電波の中心周波数が低周波数側に移動することが判る。
図１５は、実施例７の電波吸収体にさらに塩化ビニル（板厚０．５ｍｍ）の表面被覆層を積層した電波吸収体（実施例８）の電波の吸収実験の結果を、比較例１の電波吸収体の実験結果と重ねてプロットしたグラフである。図１４との比較から、中心周波数（３．５ＧＨｚ付近）の吸収性が向上していることが判る。
【００３１】
図１６は、反射層及び電波吸収層は比較例１と同じものを用い、電波吸収層から４ｍｍの間隔をおいて高インピーダンス皮膜（膜厚は０．３μｍ）を配した電波吸収体（実施例９）の電波の吸収実験の結果を、比較例１の電波吸収体の実験結果と重ねてプロットしたグラフである。実施例１〜８と比べると電波吸収のピーク値は小さくなっているが、広い周波数域で良好な吸収性能を発揮することが判る。
【００３２】
以上、実施例に従って本発明の電波吸収体の構成、効果等を説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上の通り、請求項１記載の電波吸収体は、きわめて良好な電波吸収性能を発揮する。
請求項２記載の電波吸収体は、表面被覆層を備えることにより、特に中心周波数付近での電波吸収性をより高める（吸収特性のピーク値を高める）ことができる。
【００３４】
請求項３記載の電波吸収体は、スペーサ層の誘電率を高くすれば、中心周波数付近での電波吸収性を一層高めることができ、スペーサ層の誘電率を低くすれば広い周波数域で良好な電波吸収性を発揮させることができる。
また、スペーサ層の厚みを増すことによって中心周波数を低周波数側に移動させることができるので、誘電率が高い物質をスペーサ層に用いて、その厚みを適宜調整することにより、特定の周波数域での電波吸収性を非常に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例の電波吸収体の構造と電波吸収実験の装置構成を模式的に説明する模式図である。
【図２】  比較例１の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図３】  比較例２の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図４】  比較例３、４の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図５】  比較例３、５の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図６】  比較例１、６の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図７】  比較例１、７の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図８】  実施例１の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図９】  実施例２の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図１０】  実施例３の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図１１】  実施例４の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図１２】  実施例５の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図１３】  実施例６の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図１４】  実施例７の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図１５】  実施例８の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図１６】  実施例９の電波吸収体の吸収実験の結果を表すグラフである。
【図１７】  本発明の電波吸収体に使用する高インピーダンス被膜の電波吸収特性の基準グラフである。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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