(57)【要約】【課題】低周波の電磁波を含む広帯域の電磁波に対して高い電磁波吸収特性を備え、薄膜且つ軽量化を実現した電磁波吸収体及び電磁波吸収方法を提供する。【解決手段】高誘電性材料で形成されるとともに立方体形状を有する基材２と、高磁性材料で形成されるとともに基材２の内部において３方向に形成された各長孔４、５、６に充填された充填材３とが複合した複合体によって電磁波吸収体１を成形し、各高誘電性材料及び高磁性材料をそれぞれ三次元的に連続させた構造とする。【選択図】図１
2009094502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高誘電性材料と高磁性材料とが複合された複合体からなり、
前記複合体中において前記高誘電性材料と前記高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有することを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項２】
前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の一方で成形され、内部に複数の長孔を備えた基材と、
前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の他方で成形され、前記長孔に充填された充填材と、を有し、
前記長孔は、
所定方向に沿って形成された第１長孔と、
前記第１長孔と交差する第２長孔と、
前記第１長孔及び前記第２長孔と交差する第３長孔と、
からなることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
【請求項３】
前記高誘電性材料で形成された第１紐状体と、
前記高磁性材料で形成された第２紐状体と、を有し、
前記第１紐状体と前記第２紐状体とが複数混合された構造を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
【請求項４】
前記高誘電性材料に導電材を添加したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電磁波吸収体。
【請求項５】
高誘電性材料と高磁性材料とを含む電磁波吸収体を備え、前記高誘電性材料及び高磁性材料に対して入射した電磁波を吸収する電磁波吸収方法であって、
前記高誘電性材料に対して入射した電磁波に対する第１反射波と、前記高磁性材料に対して入射した電磁波に対する第２反射波とを逆位相とすることにより反射波を相殺することを特徴とする電磁波吸収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等の電子部品から発せられる広帯域の電磁波を吸収可能とする電磁波吸収体及び電磁波吸収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動モータやコンピュータ等の電子機器から発せられる電磁波によって、他の電子機器の正常な動作を妨げる事態が少なからず生じていた。そこで、従来より電磁波を吸収する吸収体によってそれらの電子機器を囲ったり、隔壁を形成することによって、電磁波による悪影響を防止する方法が行われていた（例えば、特開２００４−２０７３２８号公報参照）。また、このような電磁波吸収体においては、電磁波吸収特性を向上させる為の要件として、入射した電磁波を減衰させる以外に、入射した電磁波を反射させること無く吸収体の内部へと取り込むことが重要であった。
【０００３】
ここで、従来用いられていた電磁波吸収体としては、以下のものがあった。
一つは、吸収体の表面において無反射となる無反射条件式を利用した電磁波吸収体である。この無反射条件式を利用した電磁波吸収体では、例えば金属製の電磁波反射膜の前面に定まった間隔（例えばλ／４）の誘電体を配置し、更にその上に電磁波吸収膜を重ねた構造とする。そして、電磁波が入射した際に、電磁波吸収膜の表面で反射された表面反射波と、吸収体内部の反射波で反射された内部反射波とが逆位相となるように、インピーダンスの整合をとることによって反射波を低減することができる。
【０００４】
しかしながら、上記無反射条件式を利用した電磁波吸収体では、特定の狭い帯域の電磁波に対しては非常に優れた電磁波吸収特性を備えるが、その他の帯域に対しては電磁波吸収特性が良くないという問題があった。
【０００５】
一方で、広帯域の電磁波吸収特性を得ることが可能な電磁波吸収体としてウェッジ構造やピラミッド構造の電磁波吸収体がある。これらの構造の電磁波吸収体は例えば電波暗室の壁部に用いられ、吸収体前面から奥に行くにつれて徐々に吸収体の空間に占める体積比率が増加するウェッジ構造又はピラミッド構造とする。そして、吸収体前面から電磁波が入射した際における電磁波の吸収効率を良くし、反射波を低減することができる。
【０００６】
しかしながら、上記ウェッジ構造やピラミッド構造の電磁波吸収体では、低周波（ＭＨｚ帯）の電磁波に対してまで電磁波吸収特性を広げる為には、厚みが非常に大きく（例えば、数ｍ）なるという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２０７３２８号公報（第３頁〜第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、近年ではハイブリッド車両において駆動モータやバッテリから生じる電磁波によって、車両に設置された車速センサ等の各種センサが誤作動を起こす問題があった。しかしながら、上記無反射条件式を利用した電磁波吸収体のシートを用いてこれらの電磁波の吸収を行う場合には、特に低周波の電磁波を吸収対象とすると、シートの厚みが非常に厚くなるという問題があった。また、上記ウェッジ構造やピラミッド構造の電磁波吸収体を用いることは、車両という限られたスペースでは非現実的である。
【０００８】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、低周波の電磁波を含む広帯域の電磁波に対して高い電磁波吸収特性を備え、薄膜且つ軽量化を実現した電磁波吸収体及び電磁波吸収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため本願の請求項１に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合された複合体からなり、前記複合体中において前記高誘電性材料と前記高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る電磁波吸収体は、請求項１に記載の電磁波吸収体において、前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の一方で成形され、内部に複数の長孔を備えた基材と、前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の他方で成形され、前記長孔に充填された充填材と、を有し、前記長孔は、所定方向に沿って形成された第１長孔と、前記第１長孔と交差する第２長孔と、前記第１長孔及び前記第２長孔と交差する第３長孔と、からなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る電磁波吸収体は、請求項１に記載の電磁波吸収体において、前記高誘電性材料で形成された第１紐状体と、前記高磁性材料で形成された第２紐状体と、を有し、前記第１紐状体と前記第２紐状体とが複数混合された構造を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る電磁波吸収体は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電磁波吸収体において、前記高誘電性材料に導電材を添加したことを特徴とする。
【００１３】
更に、請求項５に係る電磁波吸収方法は、高誘電性材料と高磁性材料とを含む電磁波吸収体を備え、前記高誘電性材料及び高磁性材料に対して入射した電磁波を吸収する電磁波吸収方法であって、前記高誘電性材料に対して入射した電磁波に対する第１反射波と、前記高磁性材料に対して入射した電磁波に対する第２反射波とを逆位相とすることにより反射波を相殺することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
前記構成を有する請求項１に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続しているので、磁気回路及び電気回路が分断されること無く、低周波の電磁波を含む広帯域の電磁波に対して高い電磁波吸収特性を備える。また、電磁波吸収体を用いて作製したシート厚さを薄くしても高い電磁波吸収特性を備えるので、使用用途を広げることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の電磁波吸収体によれば、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。
【００１６】
また、請求項３に記載の電磁波吸収体によれば、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。
【００１７】
また、請求項４に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収体の複素比誘電率の虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となる。従って、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、複素比透磁率の虚部μr″と複素比誘電率の虚部を含む項（εr″＋σ／ω）を同値とし、電磁波吸収体の特性インピーダンスを空気中の特性インピーダンスと同値とすることが可能となる。その結果、電磁波吸収体に入射した電磁波は電磁波吸収体の表面で反射することなく電磁波吸収体内に全て入射させることが可能となる。
【００１８】
更に、請求項５に記載の電磁波吸収方法によれば、電磁波吸収体を構成する高誘電性材料に対して入射した電磁波に対する第１反射波と、同じく電磁波吸収体を構成する高磁性材料に対して入射した電磁波に対する第２反射波とを逆位相とすることにより反射波を相殺するので、電磁波吸収体の表面で反射する反射波を減衰することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る電磁波吸収体及び電磁波吸収方法について具体化した第１乃至第６実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態に係る電磁波吸収体１について図１に基づき説明する。図１は第１実施形態に係る電磁波吸収体１について示した説明図である。
【００２１】
図１に示すように、第１実施形態に係る電磁波吸収体１は、高誘電性材料で形成されるとともに立方体形状を有する基材２と、高磁性材料で形成されるとともに円柱形状を有する充填材３とが複合した複合体によって構成される。尚、第１実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“９０”、複素比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“２”、複素比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。
【００２２】
そして、第１実施形態に係る電磁波吸収体１では、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。ここで、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造とは、どのような位置でどのような角度により構造体（第１実施形態では電磁波吸収体１）を切断したとしても、その切断面において高誘電性材料と高磁性材料とが互いに接触する構造をいう。
具体的には、高誘電性材料からなる基材２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔４、５、６に、高磁性材料からなる充填材３が充填されることによって電磁波吸収体１は構成される。
【００２３】
また、各長孔４、５、６は図１のＸ軸方向に沿って形成された第１長孔４と、Ｙ軸方向に沿って形成された第２長孔５と、Ｚ軸方向に沿って形成された第３長孔６とからなり、互いに交差する。尚、図１では電磁波吸収体１に対して入射する電磁波の入射方向（図１では矢印７の方向）はＺ軸に平行となっているが、入射方向はＺ軸と平行でなくても良い。また、充填材３及び各長孔４、５、６は図１に示すような円柱形状に限らず、四角柱等の多角柱形状等で構成しても良い。更に、電磁波吸収体１の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は比誘電率、比透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００２４】
次に、上記図１に示す第１実施形態に係る電磁波吸収体１の製造方法について説明する。
ここで、電磁波吸収体１の製造方法としては、基材２を成形した後に、基材２に対して各長孔４、５、６を形成し、その後に充填材３を充填する方法が挙げられる。
【００２５】
そして、上記製造方法によって作製された電磁波吸収体１は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続する構造となる。そして、高誘電性材料と高磁性材料を樹脂中に配合し、粒子単位で混合して電磁波吸収体を製造する場合と比較して、電磁波吸収体の比誘電率や比透磁率が大幅に低下することが無い。
【００２６】
ここで、図２は高誘電性材料と高磁性材料と導電性材料とを粒子単位で混合して製造した電磁波吸収体１１を示した図である。
図２に示すように、例えば、フェライト等の高磁性材料粒子１２と、チタン酸バリウム等の高誘電性材料粒子１３と、導電性材料である炭素粒子１４とを樹脂１５中に混合することによって製造した電磁波吸収体１１は、混合前の高磁性材料や導電性材料と比較して比誘電率や比透磁率が大幅に低下する。例えば、高誘電性材料としてチタン酸バリウム、高磁性材料としてフェライトが用いられた場合では、電磁波吸収体１１の比誘電率εrは約１／１００まで低下し、比透磁率μrについても約１／１００まで低下することとなる。
従って、このように粒子単位で混合した電磁波吸収体１１では、屈折率が低下し、内部に進入した電磁波の波長圧縮率が低下する。それにより、電磁波吸収シートとして十分な電磁波吸収特性を得る為には一定以上のシート厚みが必要となり、薄膜化が困難となる。それに対して、図１に示す電磁波吸収体１では後述のように高い電磁波吸収特性を備える。
【００２７】
続いて、図１に示すように高誘電性材料及び高磁性材料を三次元的に連続させた構造を有する電磁波吸収体１に関する電磁波吸収特性について以下に説明する。
【００２８】
先ず、図３では、電磁波吸収体１を構成する基材２（高誘電性材料）に対して、電磁波が入射した場合の入射波２１と、境界面で反射した反射波２２の特に電界成分について示す。
ここで、図３の式（１）に示すように、高誘電性材料では特性インピーダンスＺεがＺ0（Ｚ0は空気の特性インピーダンス）に比べて非常に小さくなる。
そして、図３の式（２）に示すように、特性インピーダンスＺεの項を無視することができ、電磁波吸収体の表面における反射係数Ｒεは略「−１」となる。
従って、基材２に対して、電磁波が入射した場合に発生する反射波２２は、入射波２１と略逆位相の波形となる。
【００２９】
次に、図４では、電磁波吸収体１を構成する充填材３（高磁性材料）に対して、電磁波が入射した場合の入射波２１と、境界面で反射した反射波２３の特に電界成分について示す。
ここで、図４の式（３）に示すように、高磁性材料では特性インピーダンスＺμがＺ0に比べて非常に大きくなる。
そして、図４の式（４）に示すように、空気中の特性インピーダンスＺ0の項を無視することができ、電磁波吸収体の表面における反射係数Ｒμは略「１」となる。
従って、充填材３に対して、開口部から垂直に電磁波が入射した場合に発生する反射波２３は、入射波２１と略同位相の波形となる。
【００３０】
続いて、図５では、上述した基材２（高誘電性材料）と充填材３（高磁性材料）とが複合され、それぞれが三次元的に連続した構造を備えた第１実施形態に係る電磁波吸収体１に対して、電磁波が入射した場合の入射波２１と反射波２２、２３の特に電界成分について示す。
上記したように、基材２からの反射波２２は入射波２１と略逆位相の波形となり、充填材３からの反射波２３は入射波２１と略同位相の波形となるので、各材料から発せられる反射波２２と反射波２３は互いに逆位相となり相殺されることとなる。尚、図示は省略するが、電磁波が入射した場合の入射波と反射波の特に磁界成分についても、基材２からの反射波と充填材３からの反射波２３とは互いに逆位相となり相殺されることとなる。
【００３１】
従って、電磁波吸収体１ではシート表面で反射する反射波を大きく減衰させることができる。また、電磁波吸収体１では高誘電性材料の比誘電率εrや高磁性材料の比透磁率μrを低下させずに適用することができる。従って、屈折率が高くなることから、電磁波の入射方向に対して薄いシート状としても電磁波の減衰と波長の十分な圧縮を行うことが可能となる。
【００３２】
一方で、第１実施形態に係る電磁波吸収体１のように、高誘電性材料と高磁性材料とが高密度で複合されている電磁波吸収体は、低周波（ＭＨｚ帯）の電磁波にとっては図６に示すように高誘電率で且つ高透磁率の均一材料により形成された電磁波吸収体３１とみなすことも可能となる。
従って、基材２（高誘電性材料）の比誘電率εrの実部及び虚部の値と充填材３（高磁性材料）の比透磁率μrの実部及び虚部の値とが同値である場合には、図６の式（５）に示すように電磁波吸収体３１の特性インピーダンスは空気中の特性インピーダンスと同値となる。従って、入射した電磁波は電磁波吸収体３１の表面で反射することなく電磁波吸収体３１内に全て入射させることが可能となる。更に、電磁波吸収体３１の屈折率が非常に高くなることから、電磁波の入射方向に対して薄いシート状としても電磁波の減衰と波長の十分な圧縮を行うことが可能となる。
【００３３】
以上説明したように、第１実施形態に係る電磁波吸収体１では、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することなく、低周波の電磁波を含む広帯域の電磁波に対して高い電磁波吸収特性を備える。更に、電磁波吸収体１を用いて作製したシート厚さを薄くしても高い電磁波吸収特性を備えるので、使用用途を広げることができる。
【００３４】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る電磁波吸収体４１について図７に基づき説明する。図７は第２実施形態に係る電磁波吸収体４１について示した説明図である。
【００３５】
図７に示すように、第２実施形態に係る電磁波吸収体４１は、高磁性材料で形成されるとともに立方体形状を有する基材４２と、高誘電性材料で形成されるとともに円柱形状を有する充填材４３とが複合した複合体によって構成される。尚、第２実施形態では高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“２”、複素比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。また、高誘電性材料としては、例えば水（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“８０．４”、複素比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。尚、充填材４３として水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００３６】
尚、基材４２と充填材４３は以下の材料の組み合わせによって構成しても良い。
（ａ）“多孔質フェライト”からなる基材４２と“導電ゲル（ゲル状体にＮａＣｌ等の電解質を溶解させたもの）”からなる充填材４３。
（ｂ）“多孔質フェライト”からなる基材４２と“導電フィラーを混練したＢａＴｉＯ３”からなる充填材４３。
【００３７】
そして、第２実施形態に係る電磁波吸収体４１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。具体的には、高磁性材料からなる基材４２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔４４、４５、４６に、高誘電性材料からなる充填材４３が充填されることによって電磁波吸収体４１は構成される。
【００３８】
また、各長孔４４、４５、４６は図７のＸ軸方向に沿って形成された第１長孔４４と、Ｙ軸方向に沿って形成された第２長孔４５と、Ｚ軸方向に沿って形成された第３長孔４６とからなり、互いに交差する。尚、図７では電磁波吸収体４１に対して入射する電磁波の入射方向（図７では矢印４７の方向）はＺ軸に平行となっているが、入射方向はＺ軸と平行でなくても良い。また、充填材４３及び各長孔４４、４５、４６は図７に示すような円柱形状に限らず、四角柱等の多角柱形状等で構成しても良い。更に、電磁波吸収体４１の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は誘電率、透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００３９】
次に、上記図７に示す第２実施形態に係る電磁波吸収体４１の製造方法について説明する。
ここで、電磁波吸収体４１の製造方法としては、基材４２を成形した後に、基材４２に対して各長孔４４、４５、４６を形成し、その後に充填材４３を充填する方法が挙げられる。
【００４０】
上記第２実施形態に係る電磁波吸収体４１は、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがない。更に、図３〜図６に既に示した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同様に、低周波の電磁波を含む広帯域の電磁波に対しても高い電磁波吸収特性を備える。また、電磁波吸収体４１を用いて作製したシート厚さを薄くしても高い電磁波吸収特性を備えるので、使用用途を広げることができる。
【００４１】
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態に係る電磁波吸収体５１について図８に基づき説明する。図８は第３実施形態に係る電磁波吸収体５１について一部を拡大して示した説明図である。
【００４２】
図８に示すように、第３実施形態に係る電磁波吸収体５１は、高誘電性材料で形成される第１紐状体５２と、高磁性材料で形成される第２紐状体５３とが複合した複合体によって構成される。尚、第３実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“９０”、複素比透磁率μrの実部の値“１”）や水（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“８０．４”、複素比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“２”、複素比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。尚、第２紐状体５３として特に水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００４３】
そして、第３実施形態に係る電磁波吸収体５１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。具体的には、複数の第１紐状体５２と第２紐状体５３とが互いに三次元方向に絡み合った状態で固定されることによって電磁波吸収体５１は構成される。更に、電磁波吸収体５１の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は誘電率、透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００４４】
上記第３実施形態に係る電磁波吸収体５１は、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。また、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εｒや比透磁率μｒが大きく低下することがない。更に、図３〜図６に既に示した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同様に、低周波の電磁波を含む広帯域の電磁波に対しても高い電磁波吸収特性を備える。また、電磁波吸収体５１を用いて作製したシート厚さを薄くしても高い電磁波吸収特性を備えるので、使用用途を広げることができる。
【００４５】
〔第４実施形態、第５実施形態〕
次に、第４実施形態及び第５実施形態に係る電磁波吸収体６１、７１について図９及び図１０に基づき説明する。図９は第４実施形態に係る電磁波吸収体６１について一部を拡大して示した説明図、図１０は第５実施形態に係る電磁波吸収体７１について一部を拡大して示した説明図である。
【００４６】
図９に示すように、第４実施形態に係る電磁波吸収体６１は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合した複合体によって構成される。同じく図１０に示すように、第５実施形態に係る電磁波吸収体７１は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合した複合体によって構成される。
尚、第４実施形態及び第５実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“９０”、複素比透磁率μrの実部の値“１”）や水（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“８０．４”、複素比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける複素比誘電率εrの実部の値“２”、複素比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。尚、高誘電性材料として特に水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００４７】
そして、第４実施形態に係る電磁波吸収体６１及び第５実施形態に係る電磁波吸収体７１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。
また、電磁波吸収体６１及び電磁波吸収体７１には図９及び図１０に示すように、三次元網目状に連続的に繋がる空隙を備える。従って、高誘電性材料として特に水を用いる場合には、この空隙に水を充填させることによって高誘電性材料を三次元的に連続した構造とすることが可能となる。
【００４８】
上記第４実施形態に係る電磁波吸収体６１及び第５実施形態に係る電磁波吸収体７１は、高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体により成形することにより、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがない。更に、図３〜図６に既に示した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同様に、低周波の電磁波を含む広帯域の電磁波に対しても高い電磁波吸収特性を備える。また、電磁波吸収体６１、７１を用いて作製したシート厚さを薄くしても高い電磁波吸収特性を備えるので、使用用途を広げることができる。
【００４９】
〔第６実施形態〕
次に、第６実施形態に係る電磁波吸収体について図１１乃至図１４に基づき説明する。第６実施形態に係る電磁波吸収体は、複素比誘電率の実部と虚部及び複素比透磁率の実部と虚部をそれぞれ整合させることにより、電磁波吸収体の特性インピーダンスと空気中の特性インピーダンスとを整合させることを特徴とする。
ここで、第１実施形態乃至第５実施形態に係る電磁波吸収体は、前記したように高誘電性材料と高磁性材料の複数種類の材料により構成されているが、低周波（ＭＨｚ帯）の電磁波にとっては高誘電率で且つ高透磁率の均一材料により形成された電磁波吸収体とみなすことも可能となる。
そして、均一材料により形成されたとみなされた電磁波吸収体の特性インピーダンスを空気中の特性インピーダンスと同値とすることにより、入射した電磁波は電磁波吸収体の表面で反射することなく電磁波吸収体内に全て入射させることが可能となる。
上記のインピーダンスの整合を行うためには、図１１の式（６）において以下の（Ａ）及び（Ｂ）の条件を満たす必要がある。
（Ａ）分子の実数項（複素比透磁率の実部）μr´と分母の実数項（複素比誘電率の実部）εr´を同値とする。
（Ｂ）分子の虚数項（複素比透磁率の虚部）μr″と分母の虚数項（複素比誘電率の虚部εr″を含む項）εr″＋σ／ωを同値とする。
【００５０】
次に、サンプル１〜３の測定結果を用いて、電磁波吸収体の複素比透磁率の実部と複素比誘電率の実部を整合させ、且つ複素比透磁率の虚部と複素比誘電率の虚部を整合させる為の条件の導出について説明する。
【００５１】
（測定対象とするサンプル１及びサンプル２）
測定に用いるサンプル１は、第２実施形態に係る電磁波吸収体４１と同じ構成を備えた電磁波吸収体を用いる。ただし、基材４２としてフェライトを用いる。また、充填材４３としてＡｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３を用いる。
具体的には、サンプル１の作製は、以下の（ａ）〜（ｅ）の工程により行う。
（ａ）ウルトラアペックスミルを用い、ＢａＴｉＯ３を湿式粉砕する。尚、溶剤としては、１−プロパノールを用いる。ＢａＴｉＯ３と溶剤の分量比は１：３とする。更に、粉砕時間は２０分間とする。
（ｂ）粉砕後に溶剤を除去する。
（ｃ）Ａｕナノコロイドを作製する。具体的には、ＨＡｕＣｌ４・４Ｈ２Ｏをクエン酸三ナトリウム水溶液で還元（８０℃×３０ｍｉｎ）する。
（ｄ）上記Ａｕナノコロイドの溶液に粉砕されたＢａＴｉＯ３を投入し、混合する。
（ｅ）洗浄→遠心分離を繰り返し行った後、乾燥させ、Ａｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３を作製する。
（ｆ）作製されたＡｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３とシアノエチルプルランとＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を１００：１０：５０の重量比で配合しスラリーを作製する。
（ｇ）その後は、第１実施形態で説明した第１工程〜第６工程と同様に、フェライトからなる基材４２に形成された長孔４４、４５、４６にスラリーを充填し、充填材４３を形成する。
以上より、サンプル１として用いる電磁波吸収体を製造する。
尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していない基材４２のみから構成されるサンプル２も製造した。
【００５２】
（サンプル測定１）
上記サンプル１について複素比透磁率の実部μr´と複素比誘電率の実部εr´を測定すると、図１２に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していないサンプル２の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００５３】
図１２に示すように、サンプル１の複素比透磁率の実部μr´は、測定周波数に対してμr´＝５〜１２の間で変化する。一方、複素比誘電率の実部εr´は測定周波数に対して依存せず略固定の値となったが、誘電体を充電していないサンプル２がεr´≒７であるのに対して、誘電体を充電したサンプル１はεr´≒１７まで上昇した。
従って、図１２に示す測定結果を比較すると、基材４２に対して誘電体を充填することにより、複素比誘電率の実部εr´の値を制御することが可能となることが分かる。即ち、材料定数や誘電体の充填率の設計値を調整することによって、複素比透磁率の実部μr´と複素比誘電率の実部εr´を同値とすることが可能となる。
【００５４】
（サンプル測定２）
次に、上記サンプル１について複素比透磁率の虚部μr″と複素比誘電率の虚部εr″を測定すると、図１３に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していないサンプル２の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００５５】
図１３に示すように、サンプル１の複素比透磁率の虚部μr″は、測定周波数に対してμr″＝２０〜４０の間で変化する。一方、複素比誘電率の虚部εr″は誘電体を充電していないサンプル２がεr″＝０〜０．２の値となるのに対して、誘電体を充電したサンプル１はεr″＝１〜２の値まで上昇した。
従って、図１３に示す測定結果を比較すると、誘電体を充電したとしても複素比透磁率の虚部μr″に比べて複素比誘電率の虚部εr″が非常に小さい。従って、複素比透磁率の虚部μr″と複素比誘電率の虚部を含む項（εr″＋σ／ω）を同値とする為には、複素比誘電率の虚部εr″を更に上昇させる必要があることが分かる。
【００５６】
（測定対象とするサンプル３）
測定に用いるサンプル３（第６実施形態に係る電磁波吸収体）は、サンプル１と同じく第２実施形態に係る電磁波吸収体４１と同じ構成を備えた電磁波吸収体を用いる。ただし、基材４２としてフェライトを用いる。また、充填材４３としてＡｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３に導電材（例えばＡｇ）を添加した材料を用いる。
尚、具体的なサンプル３の作製工程については、スラリーにＡｇを添加する点以外はサンプル１と同一であるので省略する。
【００５７】
（サンプル測定３）
次に、上記サンプル３について複素比誘電率の虚部εr″を測定すると、図１４に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体にＡｇを添加していないサンプル１の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００５８】
図１４に示すように、誘電体にＡｇを添加していないサンプル１の複素比誘電率の虚部εr″は、前記したようにεr″＝１〜２の値が測定される。一方、誘電体にＡｇを添加したサンプル３の複素比誘電率の虚部εr″は、εr″＝５０〜１００の値まで上昇した。
従って、図１４に示す測定結果を比較すると、長孔４４、４５、４６に充填する誘電体に対して導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、複素比誘電率の虚部εr″の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となることが分かる。即ち、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、複素比透磁率の虚部μr″と複素比誘電率の虚部を含む項（εr″＋σ／ω）を同値とすることが可能となる。
その結果、電磁波吸収体の特性インピーダンスを空気中の特性インピーダンスと同値とすることが可能となる。それにより、電磁波吸収体に入射した電磁波は電磁波吸収体の表面で反射することなく電磁波吸収体内に全て入射させることが可能となる。
【００５９】
尚、上記説明では第２実施形態に係る電磁波吸収体４１と同一構成を有する電磁波吸収体をサンプルに用いた例を説明したが、第１実施形態、第３実施形態〜第５実施形態に係る電磁波吸収体と同一構成を有する電磁波吸収体をサンプルにした場合でも同様の結果を得ることが可能となる。
即ち、高誘電性材料に導電材を添加することにより、電磁波吸収体の複素比誘電率の虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となる。従って、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、複素比透磁率の虚部μr″と複素比誘電率の虚部を含む項（εr″＋σ／ω）を同値とし、電磁波吸収体の特性インピーダンスを空気中の特性インピーダンスと同値とすることが可能となる。
【００６０】
尚、本発明は前記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内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では基材２、４２に形成する長孔の数を、一方向当たり９本としているが、９本より多く又は少なくしても良い。また、高誘電性材料及び高磁性材料として用いる材料は上記実施形態に記載した材料以外であっても良い。
【００６１】
また、上記第１実施形態乃至第６実施形態に示すような、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した三次元連続体構造を備えた電磁波吸収体を用いて作製した電磁波吸収シートは、厚さを薄くしても高い電磁波吸収特性を備える。以下に、それを説明する理論式について図１５を用いて説明する。
【００６２】
図１５に示す分布定数回路で表したとき、電磁波吸収体の表面における特性インピーダンスＺinは式（７）となる。尚、式（７）は電波吸収体の電磁波入射方向に対して背面側に金属板等を配置し、該金属で短絡させた場合において成立する。また、電磁波吸収体の複素比透磁率をμr（＝μr´−ｊμr″）とし、複素比誘電率をεr（＝εr´−ｊεr″）とする。
その後、インピーダンスの整合がなされているとして、比誘電率εｒと比透磁率μｒとが同値であり、且つ電磁波吸収体の特性インピーダンスＺinと空気中の特性インピーダンスＺ0とが同値であるとする条件を考慮すると、式（８）が導出される。
更に、式（８）に基づいて式（９）が導出される。
また、式（９）を満たすためには、式（１０）が成り立つ。
ここで、入射波の周波数ｆ＝３００ＭＨｚ（波長λ＝１．０ｍ）を仮定した場合において、シートの厚みｄ＝２０ｍｍとすると、εr″に対する式（１０）に示す減衰項の値は図１６に示す値となる。
例えば、複素比透磁率の虚部の値をεr″＝４０とすると、図１６に示すように減衰項の値は０．６５×１０−２となる。これは、電磁波吸収体が８７．３８ｄＢの減衰効果を有することを示す。従って、例えば、複素比透磁率の虚部の値をεr″＝４０となる電磁波吸収体を用いれば、２０ｍｍの厚みのシートによる周波数ｆ＝３００ＭＨｚ（波長λ＝１．０ｍ）の電磁波の吸収量は、８７．３８ｄＢとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態に係る電磁波吸収体について示した説明図である。
【図２】高誘電性材料と高磁性材料と導電性材料とを粒子単位で混合して製造した電磁波吸収シートを示した図である。
【図３】第１実施形態に係る電磁波吸収体を構成する基材（高誘電性材料）に対して、電磁波が入射した場合の入射波と反射波を示した図である。
【図４】第１実施形態に係る電磁波吸収体を構成する充填材（高磁性材料）に対して、電磁波が入射した場合の入射波と反射波を示した図である。
【図５】第１実施形態に係る電磁波吸収体に対して、電磁波が入射した場合の入射波と反射波を示した図である。
【図６】第１実施形態に係る電磁波吸収体の電磁波吸収特性を示した図である。
【図７】第２実施形態に係る電磁波吸収体について示した説明図である。
【図８】第３実施形態に係る電磁波吸収体について一部を拡大して示した説明図である。
【図９】第４実施形態に係る電磁波吸収体について一部を拡大して示した説明図である。
【図１０】第５実施形態に係る電磁波吸収体について一部を拡大して示した説明図である。
【図１１】電磁波吸収体の特性インピーダンスと空気中の特性インピーダンスとを整合させる条件を示した図である。
【図１２】サンプル１とサンプル２について複素比透磁率の実部μr´と複素比誘電率の実部εr´の測定結果を示した図である。
【図１３】サンプル１とサンプル２について複素比透磁率の虚部μr″と複素比誘電率の虚部εr″の測定結果を示した図である。
【図１４】サンプル１とサンプル３について複素比誘電率の虚部εr″の測定結果を示した図である。
【図１５】三次元連続構造を備えた電磁波吸収体が薄膜化可能であることを説明する理論式を示した図である。
【図１６】三次元連続構造を備えた電磁波吸収体が薄膜化可能であることを説明した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、４１、５１、６１、７１    電磁波吸収体
２、４２                      基材
３、４３                      充填材
４、５、６、４４、４５、４６  長孔
５２                          第１紐状体
５３                          第２紐状体
【図１】
2009094502.tif 000003
【図２】
2009094502.tif 000004
【図３】
2009094502.tif 000005
【図４】
2009094502.tif 000006
【図５】
2009094502.tif 000007
【図６】
2009094502.tif 000008
【図７】
2009094502.tif 000009
【図８】
2009094502.tif 000010
【図９】
2009094502.tif 000011
【図１０】
2009094502.tif 000012
【図１１】
2009094502.tif 000013
【図１２】
2009094502.tif 000014
【図１３】
2009094502.tif 000015
【図１４】
2009094502.tif 000016
【図１５】
2009094502.tif 000017
【図１６】
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