JP2005244043A - 電波吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、かつ薄型化および軽量化が可能な電波吸収体を提供する。
【解決手段】 導電体からなる全面導体層１と、第１誘電体層をなすガラスエポキシ基板２と、導体面に開けられた細長い穴であって開口がループ形状であるループ状スロットを該導体面に複数設けた層であり該ループ状スロットが周期的に配置されている層である周期スロット層３と、第２誘電体層をなすガラスエポキシ基板４と、ループ形状の導電体からなるループ状導体パターンが一定間隔で周期的に配置されてなるパターン層５とを順次積層した構造を有し、周期スロット層３における各ループ状スロットは、隣接する他のループ状スロットに対して、大きさと形状とのうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電波吸収体に関するものである。また、本発明は、電磁波の反射等による通信障害を防止でき、かつ薄型化および軽量化が可能な電波吸収体および電波吸収方法に関するものである。

近年、携帯電話、無線ＬＡＮ（Local Area Network）およびＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）などの無線通信システムの発達により、通信情報の保護および混信・誤通信の防止をする必要が生じている。主に通信情報の保護を目的とする場合には、外来電波の遮蔽と通信機器自身からの放射電波の遮蔽の為に、電磁波シールド材による室内外の電波を遮断することが行われている。しかし、この場合には通信機器自身からの放射電波が反射により室内に残ることになり、その反射波と所望の通信電波との干渉による通信品質の劣化を引き起こすことがある。このような通信品質の劣化および混信・誤通信などの通信障害を防止する為には、電磁波を吸収して熱に変換するような電波吸収体が用いられている。

このような電波吸収体には、一般に電磁波のエネルギーを熱に変換し消費することができる材料が用いられるが、それは磁性損、誘電体損、オーム損を持ち得る材料と言うことができる。電波吸収体としては、フェライト又は軟磁性金属などの磁性粉末をゴム又はプラスチックなどの絶縁マトリックスに混合分散させて、シート状又はブロック状に成型加工したものが考え出されている（例えば、特許文献１参照）。また、電波吸収体としては、カーボンブラックなどの誘電損失粉末を発泡ポリウレタンなどに含浸させ、ピラミッド状又は楔状に加工したものも考え出されている（例えば、特許文献２参照）。また、電波吸収体としては、反射体からλ/４（λ：特定の周波数における電波の波長）離れた位置に自由空間の特性インピーダンスである３７７Ωにほぼ等しい抵抗膜を設置したλ/４型と呼ばれるものなども考え出されている（例えば、特許文献３参照）。また、軽量化および薄型化を図った電波吸収体も考え出されている（例えば、特許文献４参照）。
特開２００１−３０８５８４号公報 特開平１０−０５１１８０号公報 特開平０５−３３５８３２号公報 特開２００１−３５２１９１号公報

しかしながら、特許文献１にあるような、フェライト又は軟磁性金属などの磁性粉末をゴム又はプラスチックなどの絶縁マトリックスに混合分散させて成型加工した電波吸収体においては、比較的厚さの薄い吸収体が形成可能であるが、高い電波吸収性能を求める場合にはある程度の厚さが必要となり、比重の大きな材料を用いることになる為にその重量が大きくなってしまうといった問題点を有している。

次に、特許文献２にあるような、カーボンブラックなどの誘電損失粉末を発泡ポリウレタンなどに含浸させて加工した電波吸収体においては、基本的にその吸収性能が厚さに依存するため、所望の性能を得る為にピラミッド状又は楔状にする工夫あるいは吸収方向に対する厚さが必要となるといった問題点を有している。

また、特許文献３にあるような、反射体からλ/４離れた位置に自由空間の特性インピーダンスである３７７Ωに近い値の抵抗膜を設置したλ/４型と呼ばれる電波吸収体においては、光学的に透明な抵抗膜を用いることにより透明電波吸収体が作製可能であるが、原理的に特定の周波数に対してのみ吸収性能を発揮するものであり、特定の周波数におけるλ/４の厚さが必要で薄型化が難しいという点で問題を有している。

更に、特許文献４には、これら従来の電波吸収体に比べて軽くて薄いものとして、複数の導電性ループが規則的に配置された導電性ループパターン、中間層および導電性層からなり、その厚さが吸収対象波長の0.027倍以上である電波吸収体について記載されているが、このような単一の大きさのパターンを周期的に並べた構造の電波吸収体においては、周波数帯域が限定され非常に狭帯域な特性となってしまうといった問題点を有している。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、かつ薄型化および軽量化が可能な電波吸収体を提供することを目的とする。
また、本発明は、従来よりも薄型化および軽量化が可能であって、反射減衰能力を発揮する帯域幅を従来よりも広くすることができる電波吸収体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の電波吸収体は、導電体からなる全面導体層（１）と、第１誘電体層（２）と、導体面に開けられた細長い穴であって開口がループ形状であるループ状スロット（１２，１３，１４）を該導体面に複数設けた層であり該ループ状スロットが周期的に配置されている層である周期スロット層（３）と、第２誘電体層（４）と、ループ形状の導電体からなるループ状導体パターン（１１）が一定間隔で周期的に配置されてなるパターン層（５）とを順次積層した構造を有し、前記周期スロット層（３）における各ループ状スロットは、隣接する他のループ状スロットに対して、大きさと形状とのうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする。
本発明の電波吸収体によれば、パターン層（５）のループ状導体パターン（１１）がアンテナとして機能して特定の周波数の電波（吸収対象とする電波）を受信して電流に変換できる。そして、パターン層（５）に対して第２誘電体層（４）を介して配置された周期スロット層（３）は電磁界結合によりループ状導体パターン（１１）から電力を吸収することができる。この電磁界結合の際に第１および第２誘電体層（２，４）への電磁波の漏れが生じ、その誘電体層を伝搬した電磁波は誘電体の損失成分により熱に変換され消費されることになる。これらにより、本発明は、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有しながら、従来に比べて薄型化および軽量化が可能な電波吸収体を提供することができる。

また、上記課題を解決するため、本発明の電波吸収体は、導電体からなる全面導体層（２１）と、第１誘電体層（２２）と、導体面に開けられた細長い穴であって開口がループ形状であるループ状スロットを該導体面に複数設けた層であり該ループ状スロットが周期的に配置されている層である周期スロット層（２３）と、第２誘電体層（２４）と、導電体からなるパッチパターン（２１１）が一定間隔で周期的に配置されてなるパターン層（２５）とを順次積層した構造を有し、前記周期スロット層（３）における各ループ状スロットは、隣接する他のループ状スロットに対して、大きさと形状とのうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする。
本発明の電波吸収体によれば、パターン層（２５）のパッチパターン（２１１）がアンテナとして機能して特定の周波数の電波（吸収対象とする電波）を受信して電流に変換できる。そして、パターン層（２５）に対して第２誘電体層（２４）を介して配置された周期スロット層（２３）は電磁界結合によりパッチパターン（２１１）から電力を吸収することができる。この電磁界結合の際に第１および第２誘電体層（２２，２４）への電磁波の漏れが生じ、その誘電体層を伝搬した電磁波は誘電体の損失成分により熱に変換され消費されることになる。これらにより、本発明は、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有しながら、従来に比べて薄型化および軽量化が可能な電波吸収体を提供することができる。

また、本発明の電波吸収体は、前記全面導体層（１，２１）又は前記パターン層（５，２５）の少なくとも一方の表面側に保護層（６）を積層した構成を有することを特徴とする。このような構成により保護層（６）が全面導体層（１，２１）又はパターン層（５，２５）における導体（例えば金属）の導電率変化（例えば酸化）を防止でき、ハードコートとして機能することもできる。したがって、製品寿命の長い電波吸収体を提供することが可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（５）におけるループ状導体パターン（１１）が、一定線路幅の方形のループパターンであり、前記周期スロット層（３）におけるループ状スロット（１２，１３，１４）は、前記ループ状導体パターンの線幅より細い一定線幅をもつ細長い穴であって該細長い穴が方形のループをなしているものからなることを特徴とする。このような構成により、大きな反射減衰量を得ることが可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（５）におけるループ状導体パターン（１１）が、一定線路幅の円形のループパターンであり、前記周期スロット層（３）におけるループ状スロット（１２，１３，１４）は、前記ループ状導体パターンの線幅より細い一定線幅をもつ細長い穴であって該細長い穴が円形のループをなしているものからなることを特徴とする。このような構成により、大きな反射減衰量を得ることが可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記周期スロット層（３）におけるループ状スロット（１２，１３，１４，２１２，２１３，２１４）が、前記パターン層（５，２５）におけるループ状導体パターン（１１）又はパッチパターン（２１１）の中央直下に位置する配置となっていることを特徴とする。
本発明によれば、前記電磁界結合を効果的に発生させて、その電磁界結合の際に生じる第１および第２誘電体層（２，４）への電磁波の漏れを効果的に発生させることができる。したがって、第１および第２誘電体層（２，４）などにおいて電磁波を熱として効率よく消費することができ、反射減衰能力を高めながら、薄型化および軽量化が可能な電波吸収体を提供することができる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（５）におけるループ状導体パターン（１１）が、該ループ状導体パターンの中心線における長さが吸収対象とする電磁波の波長(λg)の８０から１２０パーセントの長さであり、前記パターン層における全てのループ状導体パターン（１１）が同一形状であることを特徴とする。
このような構成により、パターン層（５）のループ状導体パターン（１１）がなすアンテナ機能を高めることができ、吸収対象とする電磁波をループ状導体パターン（１１）で効率よく受信でき、その電磁波について大きな反射減衰量を得ることが可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（５）におけるループ状導体パターン（１１）が、該ループ状導体パターンの中心線における長さが吸収対象とする電磁波の波長(λg)の８０から１２０パーセントの長さであり、前記パターン層における任意の一つのループ状導体パターン（１１）と該ループ状導体パターンに隣接する他のループ状導体パターンとは、中心線における長さが異なることを特徴とする。このような構成により、広帯域な反射減衰特性を得ることが可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（２５）におけるパッチパターン（２１１）が、該パッチパターンが円形であれば直径が、該パッチパターンが方形であれば一辺が、吸収対象とする電磁波の波長(λg)の４０から６０パーセントの長さであり、前記パターン層における全てのパッチパターン（２１１）が同一形状であることを特徴とする。このような構成により、大きな反射減衰量を得ることが可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（２５）におけるパッチパターン（２１１）において、該パッチパターンが円形であれば直径が、該パッチパターンが方形であれば一辺が、吸収対象とする電磁波の波長(λg)の４０から６０パーセントの長さであり、前記パターン層における任意の一つのパッチパターン（２１１）と該パッチパターン（２１１）に隣接する他のパッチパターンとは大きさ（サイズ）が異なることを特徴とする。このような構成により、広帯域な反射減衰特性を得ることが可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記周期スロット層（３，２３）におけるループ状スロット（１２，１３，１４，２１２，２１３，２１４）が、該ループ状スロットにおける開口の中心線の長さ（C_S2，C_S3，C_S4）が吸収対象とする電磁波の波長(λg)の４０から６０パーセントの長さであり、前記周期スロット層における任意の一つのループ状スロットと該ループ状スロットに隣接する他のループ状スロットとは、前記開口の中心線の長さが異なることを特徴とする。
このような構成により、広帯域でかつ大きな反射減衰量を得ることが可能となる。なお、前記ループ状導体パターン（１１）およびループ状スロット（１２，１３，１４，２１２，２１３，２１４）は、閉ループであってもよいし、一部が途切れた開ループであってもよく、パッチパターン（２１１）も含めてその形状は任意の形状をとることが可能である。

また、本発明の電波吸収体は、前記第１乃至第２誘電体層（２，４，２２，２４）のうちの少なくとも一方が、導電性を有するカーボン粉末が分散されて含まれている誘電体材料からなることを特徴とする。このような構成により、大きな反射減衰量を得ることが可能になるとともに、比誘電率の上昇による薄型化および軽量化が可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記第１乃至第２誘電体層（２，４，２２，２４）のうちの少なくとも一方が、ガラスクロスと導電性を有するカーボン粉末が分散されて含まれているエポキシ樹脂とを用いて作製したガラスエポキシ基板からなることを特徴とする。このような構成により、大きな反射減衰量を得ることが可能になるとともに、比誘電率の上昇による薄型化および軽量化が可能となり、更に機械的強度も向上させることが可能となる。

また、本発明の電波吸収体は、前記全面導体層（１）、周期スロット層（３）およびパターン層（５）に用いる導電体が（導電性酸化物又は導電性有機化合物などの）光学的に透明な導電性材料からなり、前記第１、第２誘電体層および保護層（２，４，６，２２，２４，２６）は、光学的に透明な誘電体材料からなることを特徴とする。このような構成により、従来のλ/４型透明電波吸収体に比べて、薄型でかつ高性能な透明電波吸収体が実現可能となる。

本発明によれば、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有しながら、従来に比べて薄型化および軽量化が可能な電波吸収体を提供することができる。
また、本発明によれば、従来よりも薄型化および軽量化が可能であって、反射減衰能力を発揮する帯域幅を従来よりも広くすることができる電波吸収体を提供することができる。

以下に、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である5.8GHz帯用電波吸収体の概略構成を示す断面図である。5.8GHz帯は、有料道路の料金所などに設置されたアンテナと自動車に搭載した端末とで通信を行い、自動車を止めずに有料道路の料金支払いなどをするシステムであるＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムの電波の帯域である。したがって、本実施形態の電波吸収体は、ＥＴＣシステムの不要電波を吸収してかかるシステムの誤動作を回避するものとして好適である。例えば、ＥＴＣシステムを備えた料金所のゲートにおける天井（天井の下面）又はゲートの側壁面に、本実施形態の電波吸収体を設置することが好ましい。

本実施形態の電波吸収体は、18μm厚の銅箔（すなわち導電体）で形成された全面導体層１と、第１誘電体層をなす1.6mm厚のガラスエポキシ基板２と、18μm厚の銅箔に周期的にスロット（細長い穴）が形成された周期スロット層３と、第２誘電体層をなす1.6mm厚のガラスエポキシ基板４と、18μm厚の銅箔でループ状導体パターンが形成されそのパターンが周期的に配置されているパターン層５と、保護層としての0.1mm厚のPET（ポリエチレンテレフタレート）シート６とを順次積層した構造となっている。ガラスエポキシ基板２，４は、ガラスクロスと導電性を有するカーボン粉末が分散されて含まれているエポキシ樹脂とを用いて作製されたものである。

図２は、図１に示す電波吸収体の平面図であり、パターン層５の詳細な構成を示す図である。パターン層５は、ガラスエポキシ基板４の上面に形成された複数のループ状導体パターン１１を有して構成されている。各ループ状導体パターン１１は、18μm厚の銅箔からなり、ガラスエポキシ基板４の上面に周期的に（すなわち互いに一定の間隔をもって規則的に）配置されている。各ループ状導体パターン１１は、図２に示すように、それぞれ同一形状であり、中心ループ長C_L、線路幅W_Lの方形ループとなっている。ここで、中心ループ長とは、ループ状導体パターン１１がなす線路の長手方向の中心軸についての長さをいう（以下、同じ）。また、各ループ状導体パターン１１の線路は一定幅（線路幅W_L）となっている。隣り合うループ状導体パターン１１の中心点同士は、中心間隔D_Lだけ離れた位置に配置されている。ループ状導体パターン１１における各部の寸法を表１に示す。

パターン層５におけるループ状導体パターン１１の中心線における長さ（中心ループ長C_L）は、吸収対象とする電磁波（例えば５．８０ＧＨｚ)の波長(λg)の８０から１２０パーセントの長さとするのが好ましい。

図３は図１に示す電波吸収体における周期スロット層３についての平面図であり、図３（ａ）における領域Ａの拡大図が図３（ｂ）である。周期スロット層３は、ガラスエポキシ基板２とガラスエポキシ基板４との間に配置された18μm厚の銅箔からなるものであり、その銅箔面（導体面）に開けられた細長い穴であって開口がループ形状のループ状スロット１２，１３，１４を該導体面に複数設けた層である。複数のループ状スロット１２，１３，１４は周期的に（規則的に）配置されている。

ループ状スロット１２，１３，１４は、それぞれ中心ループ長C_S2，C_S3，C_S4、スロット幅W_Sの方形ループとなっている。隣り合うのループ状スロット１２，１３，１４の中心点同士は、それぞれが中心間隔D_Sだけ離れた位置に配置されている。そして、ループ状スロット１２は閉ループとなっており、ループ状スロット１３，１４はその一部が途切れた開ループとなっている。ループ状スロット１３とループ状スロット１４とは、ループ形状における途切れている長さが異なっており、中心ループ長が異なっている。ループ状スロット１２，１３，１４における各部の寸法を表１に示す。

表１に示されているように、周期スロット層３におけるループ状スロット１２，１３，１４は、パターン層５におけるループ状導体パターン１１の線幅（線路幅W_L）より細い一定線幅（スロット幅W_S）となっている。また、ループ状スロット１２，１３，１４の中心ループ長C_S2，C_S3，C_S4は、吸収対象とする電磁波の波長(λg)の４０から６０パーセントの長さとするのが好ましい。

また、ループ状スロット１２の隣には異なる形状のループ状スロット１３又はループ状スロット１４が配置されるように、すなわち同一形状のループ状スロット１２，１３，１４が連続的に配置されないように、各形状のループ状スロット１２，１３，１４が配置されている。換言すれば、一つのループ状スロット１２，１３，１４と該ループ状スロット１２，１３，１４に隣接する他のループ状スロット１２，１３，１４とは、中心ループ長C_S2，C_S3，C_S4が異なるように、各ループ状スロット１２，１３，１４が配置されている。また、開ループであるループ状スロット１３，１４のループが途切れている位置も、該ループ状スロットの位置ごとに異なっている。すなわち、ループ状スロット１３におけるループが途切れている位置は左上，右上，左下，右下の４種類があり、ループ状スロット１４におけるループが途切れている位置も左上，右上，左下，右下の４種類があり、同種類のループ状スロットが集中しないように配置されている。これらのループが途切れている位置は、図３に示す位置以外にしてもよい。

これらのループ状パターン１１とループ状スロット１２，１３，１４との相対的な位置関係は、図２に示すように電波吸収体を平面図として見たときに、各ループ状パターン１１の中心点と各ループ状スロット１２，１３，１４の中心点とが一致するように配置されて積層されている。これらのループ状パターン１１およびループ状スロット１２，１３，１４は、ガラスエポキシ両面銅箔基板について、通常のプリント基板のパターニングと同様に、フォトレジストマスクと塩化第二鉄でのエッチングによりパターンすることで、形成することができる。なお、他の製造方法を用いて、ループ状パターン１１およびループ状スロット１２，１３，１４を形成してもよい。

次に、上記のような構成をした本実施形態の電波吸収体が持つ電波吸収特性の測定方法について説明する。先ず、測定対象とする所定周波数の電波に対する反射量が−３０ｄＢ以下のピラミッドコーン型電波吸収体を、測定室内における壁面、床および測定面側方に設置しておく。そして、測定試料（電波吸収体）に対する電波の入射角が20°となるように送信用ホーンアンテナを配置し、送信用ホーンアンテナから出射された光が測定試料で反射して向かう方向（光学反射の方向）に受信用ホーンアンテナを設置する。次いで、
これら送受信用ホーンアンテナをベクトルネットワークアナライザ（Agilent 8722ES）に接続し、フリースペースタイムドメイン法を用いて測定試料（電波吸収体）から反射され到来する電波のみを分離して、Ｓパラメータ（S21）を測定する。

先ず、それぞれのアンテナからおよそ100cmの距離となる位置に金属反射板（Cu板）を設置し、送信用ホーンアンテナから所定周波数および所定強度の電波を出射させ、受信アンテナの受信レベルを測定する。次に、金属反射板（Cu板）の代わりに同一サイズの測定試料（電波吸収体）を前記金属反射板（Cu板）と同じ位置に設置し、前記金属反射板（Cu板）に出射した電波と同一の電波を送信用ホーンアンテナから出射させ、そのときの受信アンテナの受信レベルを測定する。このようにして測定された金属反射板（Cu板）のときの受信レベルと、電波吸収体のときの受信レベルとの差（電力比）を反射減衰量として評価する。その結果例を表２に示す。表２より、本実施形態の電波吸収体は、広帯域（100MHz以上の帯域）に20dB以上の減衰特性を有していることが分かる。

（実施形態２）
図４は、本発明の第２実施形態である5.8GHz帯用電波吸収体の概略構成を説明するための断面図である。本実施形態の電波吸収体は、18μm厚の銅箔で形成された全面導体層２１と、第１誘電体層をなす1.6mm厚のガラスエポキシ基板２２と、18μm厚の銅箔に周期的にスロット（細長い穴）が形成された周期スロット層２３と、第２誘電体層をなす1.6mm厚のガラスエポキシ基板２４と、18μm厚の銅箔で円形のパッチパターンが形成されそのパターンが周期的に配置されているパターン層２５と、保護層としての0.1mm厚のPET（ポリエチレンテレフタレート）シート２６とを順次積層した構造となっている。ガラスエポキシ基板２２，２４は、ガラスクロスと導電性を有するカーボン粉末が分散されて含まれているエポキシ樹脂とを用いて作製されたものである。

図５は、図４に示す電波吸収体の平面図であり、パターン層２５の詳細な構成を示す図である。パターン層２５は、ガラスエポキシ基板２４の上面に形成された複数の円形のパッチパターン２１１を有して構成されている。各パッチパターン２１１は、直径d_Lの円板形状の導体からなる円形パッチとなっている。隣り合うパッチパターン２１１の中心点同士は、中心間隔D_Lだけ離れた位置に配置されている。パッチパターン２１１における各部の寸法を表１に示す。

図６は図４に示す電波吸収体における周期スロット層２３についての平面図であり、図６（ａ）における領域Ｂの拡大図が図６（ｂ）である。周期スロット層２３は、ガラスエポキシ基板２２とガラスエポキシ基板２４との間に配置された18μm厚の銅箔からなるものであり、その銅箔面（導体面）に開けられた細長い穴であって開口がループ形状のループ状スロット２１２，２１３，２１４を該導体面に複数設けた層である。複数のループ状スロット２１２，２１３，２１４は周期的に（規則的に）配置されている。

ループ状スロット２１２，２１３，２１４は、それぞれ中心ループ長C_S2，C_S3，C_S4、スロット幅W_Sの円形ループとなっている。隣り合うのループ状スロット２１２，２１３，２１４の中心点同士は、それぞれが中心間隔D_Sだけ離れた位置に配置されている。そして、ループ状スロット２１２は閉ループとなっており、ループ状スロット２１３，２１４はその一部が途切れた開ループとなっている。ループ状スロット２１３とループ状スロット２１４とは、ループ形状における途切れている長さが異なっており、中心ループ長が異なっている。ループ状スロット２１２，２１３，２１４における各部の寸法を表１に示す。

ループ状スロット２１２，２１３，２１４の中心ループ長C_S2，C_S3，C_S4は、吸収対象とする電磁波の波長(λg)の４０から６０パーセントの長さとするのが好ましい。また、ループ状スロット２１２の隣には異なる形状のループ状スロット２１３又はループ状スロット２１４が配置されるように、すなわち同一形状のループ状スロット２１２，２１３，２１４が連続的に配置されないように、各形状のループ状スロット２１２，２１３，２１４が配置されている。また、開ループであるループ状スロット２１３，２１４のループが途切れている位置も、該ループ状スロットの位置ごとに異なっている。すなわち、ループ状スロット２１３におけるループが途切れている位置は上側，下側，左側，右側の４種類があり、ループ状スロット２１４におけるループが途切れている位置は左上，右上，左下，右下の４種類があり、同種類のループ状スロットが集中しないように配置されている。これらのループが途切れている位置は、図６に示す位置以外にしてもよい。

これらのパッチパターン２１１とループ状スロット２１２，２１３，２１４との相対的な位置関係は、図５に示すように電波吸収体を平面図として見たときに、各パッチパターン２１１の中心点と各ループ状スロット２１２，２１３，２１４の中心点とが一致するように配置されて積層されている。本実施形態の電波吸収体の作製方法およびその特性の測定方法については、第１実施形態の手法を用いることこととした。このようにして反射減衰量を測定した結果を表２に示す。本実施形態の電波吸収体は、第１実施形態のものに比べやや帯域は狭いものの5.8GHzの周波数において20dB以上の減衰特性を有していることが分かる。

（比較例）
次に、従来の電波吸収体(比較例)と本発明の第１および第２実施形態の電波吸収体との相違点について、図７および図８を参照して説明する。
図７は、従来の電波吸収体(比較例)の概略構成を示す断面図である。この従来の電波吸収体は、18μm厚の銅箔で形成された全面導体層３１と、誘電体層をなす4.8mm厚のガラスエポキシ基板３２と、18μm厚の銅箔で形成され周期的に配置された複数の方形ループ状導体パターン３１１からなるパターン層３３とを順次積層した構造となっている。すなわち、従来の電波吸収体は、第１実施形態の電波吸収体から周期スロット層３のみを除いた構造となっている。

図８は、図７に示す従来の電波吸収体の平面図であり、パターン層３３の詳細な構成を示す図である。パターン層３３は、ガラスエポキシ基板３２の上面に形成された複数の方形ループ状導体パターン３１１を有して構成されている。各方形ループ状導体パターン３１１は、図２に示す第１実施形態のループ状導体パターン１１と同一のものであり同様に配置されている。すなわち、各方形ループ状導体パターン３１１は、18μm厚の銅箔からなり、中心ループ長C_L、線路幅W_Lの方形ループとなっており、同一サイズの方形ループ状導体パターンそれぞれが中心間隔D_Lで配置された構成となっている。これら各部の寸法を表１に示す。なお、この従来の電波吸収体の作製方法および測定方法については、第１実施形態の手法を用いることこととした。このようにして反射減衰量を測定した結果を表２に示す。

表２に示されているように、従来の電波吸収体は、反射減衰量が10dB以上にならず、本発明の第１および第２実施形態の電波吸収体よりも、電波吸収特性が大幅に低いことが分かる。換言すれば、本発明の第１および第２実施形態の電波吸収体は、従来の電波吸収体と比較して、電波の入射角が20度の場合、電波吸収特性が大幅に向上している。したがって、本発明の第１および第２実施形態の電波吸収体は、従来の電波吸収体よりも薄型化および軽量化を図りながら、ＥＴＣシステムにおいて用いられる電波吸収体として十分な性能を持つことができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記第１および第２実施形態では、各ループ状スロット１２，１３，１４，２１２，２１３，２１４は、隣接する他のループ状スロット１２，１３，１４，２１２，２１３，２１４に対して主に形状が異なっているが、その形状は相似形としながら大きさ（サイズ）を異なるものとしてもよい。

また、第１実施形態の電波吸収体におけるパターン層５のループ状導体パターン１１は方形のループパターンであるが、そのループ状導体パターン１１を円形のループパターンとしてもよい。この場合、その円形のループ状導体パターン１１の線幅（W_Ｌ）は、周期スロット層３におけるループ状スロット１２，１３，１４のスロット幅W_Sよりも太いことが好ましい。

また、第１実施形態の電波吸収体におけるパターン層５において、任意の一つのループ状導体パターン１１と該ループ状導体パターン１１に隣接する他のループ状導体パターン１１とは、中心線における長さ（中心ループ長C_L）が異なることとしてもよい。このようにすると、電波吸収特性を高めながらその電波吸収特性の帯域幅を広げることが可能となる。

また、第２実施形態の電波吸収体におけるパターン層２５のパッチパターン２１１は、円形としているが、方形としてもよい。そして、パッチパターン２１１が円形であれば直径が、パッチパターン２１１が方形であれば一辺が、吸収対象とする電磁波（例えば５．８０ＧＨｚ）の波長(λg)の４０から６０パーセントの長さであることが好ましい。また、パターン層２５において、任意の一つのパッチパターン２１１と該パッチパターン２１１に隣接する他のパッチパターン２１１とは大きさ（サイズ）が異なることとしてもよい。このようにすると、電波吸収特性を高めながらその電波吸収特性の帯域幅を広げることが可能となる。

また、第１および第２実施形態の電波吸収体において、全面導体層、周期スロット層およびパターン層に用いる導電体が、導電性酸化物または導電性有機化合物などの光学的に透明な導電性材料からなり、前記誘電体層および保護層の全てが光学的に透明な誘電体材料からなるものとしてもよい。このようにすると、全体的に透明な電波吸収体を構成することができ、美観に優れた電波吸収体などを提供することができる。

また、第１および第２実施形態の電波吸収体において、複数のループ状導体パターン１１又はパッチパターン２１１を１つのユニットとして、そのユニットを複数並べた集合体をパターン層５として形成することにより、大面積の電波吸収体を簡便に実現することができる。この場合、周期スロット層３，２３では、複数の大きさ又は形状の異なるループ状スロット（１２，１３，１４，２１２，２１３，２１４）を１つのユニットとして、そのユニットを複数並べた集合体を形成することが好ましい。これらにより、高い電波吸収特性を有し、且つ大面積の電波吸収体を簡便に実現することができる。

上記の実施形態では本発明の電波吸収体をＥＴＣシステムに適用する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＥＴＣシステム以外に適用することができる。すなわち、ループ状導体パターン１１についての中心ループ長C_L、線路幅W_Lおよび中心間隔D_L、ループ状スロット１２，１３，１４についての中心ループ長C_S2，C_S3，C_S4、スロット幅W_S、および中心間隔D_Sなどについて、調整することにより、吸収対象とする電波の周波数および帯域を変更することができる。

本発明の第１実施形態である電波吸収体の断面図である。 同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。 同上の電波吸収体における周期スロット層についての平面図である。 本発明の第２実施形態である電波吸収体の断面図である 同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。 同上の電波吸収体における周期スロット層についての平面図である。 従来の電波吸収体（比較例）の断面図である。 同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。

符号の説明

１…全面導体層
２，４…ガラスエポキシ基板（第１，第２誘電体層）
３…周期スロット層
５…パターン層
６・・・PETシート保護層
１１…ループ状導体パターン
１２，１３，１４…ループ状スロット
２１…全面導体層
２２，２４…ガラスエポキシ基板（第１，第２誘電体層）
２３…周期スロット層
２５…パターン層
２６・・・PETシート保護層
３１…全面導体層
３２…ガラスエポキシ基板
３３…パターン層
２１１…パッチパターン
２１２，２１３，２１４…ループ状スロット
３１１…方形ループ状導体パターン

Claims (14)

1. 導電体からなる全面導体層と、第１誘電体層と、導体面に開けられた細長い穴であって開口がループ形状であるループ状スロットを該導体面に複数設けた層であり該ループ状スロットが周期的に配置されている層である周期スロット層と、第２誘電体層と、ループ形状の導電体からなるループ状導体パターンが一定間隔で周期的に配置されてなるパターン層とを順次積層した構造を有し、
   前記周期スロット層における各ループ状スロットは、隣接する他のループ状スロットに対して、大きさと形状とのうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする電波吸収体。
2. 導電体からなる全面導体層と、第１誘電体層と、導体面に開けられた細長い穴であって開口がループ形状であるループ状スロットを該導体面に複数設けた層であり該ループ状スロットが周期的に配置されている層である周期スロット層と、第２誘電体層と、導電体からなるパッチパターンが一定間隔で周期的に配置されてなるパターン層とを順次積層した構造を有し、
   前記周期スロット層における各ループ状スロットは、隣接する他のループ状スロットに対して、大きさと形状とのうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする電波吸収体。
3. 前記全面導体層およびパターン層の少なくとも一方の表面側に保護層を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の電波吸収体。
4. 前記パターン層におけるループ状導体パターンは、一定線路幅の方形のループパターンであり、
   前記周期スロット層におけるループ状スロットは、前記ループ状導体パターンの線幅より細い一定線幅をもつ細長い穴であって該細長い穴が方形のループをなしているものからなることを特徴とする請求項１記載の電波吸収体。
5. 前記パターン層におけるループ状導体パターンは、一定線路幅の円形のループパターンであり、
   前記周期スロット層におけるループ状スロットは、前記ループ状導体パターンの線幅より細い一定線幅をもつ細長い穴であって該細長い穴が円形のループをなしているものからなることを特徴とする請求項１記載の電波吸収体。
6. 前記周期スロット層におけるループ状スロットは、前記パターン層におけるループ状導体パターン又はパッチパターンの中央直下に位置する配置となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の電波吸収体。
7. 前記パターン層におけるループ状導体パターンは、該ループ状導体パターンの中心線における長さが吸収対象とする電磁波の波長の８０パーセントから１２０パーセントの長さであり、
   前記パターン層における全てのループ状導体パターンが同一形状であることを特徴とする請求項１記載の電波吸収体。
8. 前記パターン層におけるループ状導体パターンは、該ループ状導体パターンの中心線における長さが吸収対象とする電磁波の波長の８０パーセントから１２０パーセントの長さであり、
   前記パターン層における任意の一つのループ状導体パターンと該ループ状導体パターンに隣接する他のループ状導体パターンとは、中心線における長さが異なることを特徴とする請求項１記載の電波吸収体。
9. 前記パターン層におけるパッチパターンは、該パッチパターンが円形であれば直径が、該パッチパターンが方形であれば一辺が、吸収対象とする電磁波の波長の４０パーセントから６０パーセントの長さであり、
   前記パターン層における全てのパッチパターンが同一形状であることを特徴とする請求項２記載の電波吸収体。
10. 前記パターン層におけるパッチパターンは、該パッチパターンが円形であれば直径が、該パッチパターンが方形であれば一辺が、吸収対象とする電磁波の波長の４０パーセントから６０パーセントの長さであり、
    前記パターン層における任意の一つのパッチパターンと該パッチパターンに隣接する他のパッチパターンとは大きさが異なることを特徴とする請求項２記載の電波吸収体。
11. 前記周期スロット層におけるループ状スロットは、該ループ状スロットにおける開口の中心線の長さが吸収対象とする電磁波の波長の４０パーセントから６０パーセントの長さであり、
    前記周期スロット層における任意の一つのループ状スロットと該ループ状スロットに隣接する他のループ状スロットとは、前記開口の中心線の長さが異なることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項記載の電波吸収体。
12. 前記第１誘電体層と第２誘電体層のうちの少なくとも一方は、導電性を有するカーボン粉末が分散されて含まれている誘電体材料からなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項記載の電波吸収体。
13. 前記第１誘電体層と第２誘電体層のうちの少なくとも一方は、ガラスクロスと導電性を有するカーボン粉末が分散されて含まれているエポキシ樹脂とを用いて作製したガラスエポキシ基板からなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項記載の電波吸収体。
14. 前記全面導体層、周期スロット層およびパターン層に用いる導電体は、光学的に透明な導電性材料からなり、
    前記第１、第２誘電体層および保護層は、光学的に透明な誘電体材料からなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項記載の電波吸収体。
    

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