KR101021188B1

KR101021188B1 - 전자파 흡수체

Info

Publication number: KR101021188B1
Application number: KR1020067020520A
Authority: KR
Inventors: 타카히코 요시다; 하루히데 고; 요시하루 키요하라; 시니치 사토; 마코토 마에자와; 마모루 마에나카
Original assignee: 니타 가부시키가이샤
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2011-03-15
Anticipated expiration: 2024-03-01
Also published as: US7804439B2; JPWO2005084096A1; JP4445962B2; US20080084259A1; KR20060123659A; EP1722618A4; EP1722618A1; CN1926933B; CN1926933A; WO2005084096A1

Abstract

본 발명은 얇고, 가벼우며, 또한 연하고, 시공성이 우수한 전자파 흡수체를 제공한다. 제 1 도체 소자층(6)의 제 1 도체 소자군(12)은 정렬배치되는 十자 도체 소자(30)와, 十자 도체 소자(30)에 둘러싸여지는 영역에 방형 도체 소자(31)로 이루어진다. 제 1 도체 소자층(6)측으로부터 입사되는 전자파를 각 소자(30, 31)에서 수신하고, 내부에서 다중 반사시켜 제 1 손실재층에 의해 전자파를 흡수한다. 제 1 도체 소자군(12)을 十자 도체 소자(30)와 방형 도체 소자(31)에 의해 실현함으로써 수신 효과를 높게 해서 전자파를 높은 수집 효율로 수집할 수 있다.

전자파 흡수체

Description

전자파 흡수체{ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORBER}

본 발명은 예를 들면, 오피스 등의 공간의 전자파 환경을 개선하기 위해 사용되는 전자파 흡수체에 관한 것이다.

현재, 컴퓨터 네트워크의 LAN(Local Area Network) 구축에 있어서 마이크로파를 이용한 무선 LAN 등이 이용되고, 보다 플렉서블(flexible)하고 모바일(mobile)성이 높은 통신 시스템이 발달하고 있다. 또한, WPAN(Wireless Personal Area Network)의 대표가 되는 Bluetooth로 불리는 근거리 무선 기술이 유선 케이블의 대체물로서 이용되고 있다. 이들 기술을 서로 다수 사용하는 환경에서는 동일 대역의 전자파를 사용하는 결과로 생기는 전자파 간섭의 문제, 및 반사파 등에 의한 전송 오류의 문제[멀티 패스(multi-path)의 문제]가 생긴다. 구체적으로는, 상기 무선 기술을 탑재한 기기간의 전송 속도의 저하, BER(Bit Error Rate)의 열화이며, 최악의 사태에는 기기의 오동작이 생길 우려가 있다.

이들 문제를 해결하기 위해, 종래부터 전자파 흡수 재료로서 페라이트에 대표되는 자성 손실 재료나 카본 블랙에 대표되는 유전 손실 재료 등이 이용되어 왔다. 이들 전자파 흡수 재료를 제공하기 위해 소정의 복소비 유전율, 복소비 투자율을 가지고 있는 전자파 흡수체가 개발되고 있다. 이 선행 기술에서는 예를 들면, 무선 LAN 등의 2.45GHz대에 있어서 페라이트를 구성 재료로서 전자파 흡수체를 실현할 경우, 스네크(snoek)의 한계에 의한 제약을 받고, 통상 4mm이하의 얇은 두께로 전자파 흡수 재료의 두께를 얇게 할 수 없다는 문제가 있다.

다른 선행 기술로서, 일본 특허 공개 평6-164184, 일본 특허 제3076473(일본 특허 공개 평6-244583), 일본 특허 제3209456(일본 특허 공개 평6-140787), 일본 특허 제3209453(일본 특허 공개 평6-45782), 일본 특허 공개 평6-252582, 일본 특허 공개 평6-224568 및 일본 특허 공개 평9-148782에는 패턴층을 포함하는 다층형 전자파 흡수체가 개시되고, 일본 특허 공개 평10-224075에는 도체 루프 구조에 의한 패턴층을 가지는 전자파 흡수체가 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 평11-204984 및 일본 특허 공개 평11-195890에는 복수의 공진형 주파수 선택성 전자파 차단성 면상체에 관한 기재가 있다. 또한, 일본 특허 공개 2003-243876에는 패턴 형상 등의 설계 수법이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평6-164184에는 금속 패턴층을 사용한 전파 반사 방지체를 개시하고 있다. 이 전파 반사 방지체는 성형 시트층에 공극을 남기는 것을 목적으로 하고 있고, 종이, 천, 부직포 또는 다공질 시트를 사용하여 거기에 페라이트, 탄소 등이 함유되는 도료를 함침시키는 구성으로 되어 있으며, 이들 피함침체를 사용하지 않는 구성으로 이루어진 본 발명과는 상이한 것이다. 마찬가지의 구성이 일본 특허 공개 평6-252582 및 일본 특허 공개 평6-224568에서도 패턴 수지층으로서 설명되어 있지만, 마찬가지로 본 발명의 구성과 상이한 것이다.

일본 특허 제3076473(일본 특허 공개 평6-244583)에는 패턴층 및 수지층으로 이루어지는 구성을 1단위로 해서, 이것을 복수 반복하는 전파 흡수체가 개시되어 있다. 이 전파 흡수체는 패턴층에 1층 이상 도막(塗膜)을 사용하는 것으로 되어 있고, 금속제 소자를 사용할 경우 및 도전율에 제한을 가한 본 발명과는 다르다.

일본 특허 제3209456(일본 특허 공개 평6-140787)에는 패턴층과 수지층의 적층체가 개시되어 있다. 이 적층체는 패턴 구조를 중층 구조로 하고 있어 본 발명의 소자 형상과는 다르다. 마찬가지의 구성이 일본 특허 제3209453(일본 특허 공개 평6-45782)에도 개시되어 있지만, 마찬가지로 본 발명의 소자 형상과는 상이하다.

일본 특허 공개 평9-148782, 일본 특허 공개 평10-224075, 일본 특허 공개 평11-204984 및 일본 특허 공개 평11-195890에는 패턴층과 공간이라도 좋은 절연성 스페이서재(spacer material)의 적층 구조가 개시되어 있다. 이 적층 구조의 구성에는 유전 손실재나 자성 손실재 등의 열변환에 의한 손실 성분이 사용되고 있지 않아 본 발명과는 다르다. 패턴 형상과 스페이서 간격만으로 흡수 주파수를 제어하기 위해, 전파의 입사 각도에 의해 스페이서의 두께가 변해버리면 경사 입사 특성에 나빠지게 된다.

일본 특허 공개 2003-243876에는 패턴 형상이나 전파 흡수체의 구성 재료를 FDTD법에 의한 근사 해석을 행하는 것에 의한 이론적인 설계 수법이 개시되어 있다. 단, 계산되는 인자가 다양해서 실제로 예를 들면, 건축 내장재로서 사용되고 있는 복소비 유전율이 다른 재료와 조합시킬 경우의 설계 변경이 복잡해진다.

이러한 일본 특허 공개 평6-164184, 특허 제3076473(일본 특허 공개 평6-244583), 일본 특허 제3209456(일본 특허 공개 평6-140787), 일본 특허 제 3209453(일본 특허 공개 평6-45782), 일본 특허 공개 평6-252582, 일본 특허 공개 평6-224568, 일본 특허 공개 평9-148782, 일본 특허 공개 평10-224075, 일본 특허 공개 평11-204984, 일본 특허 공개 평11-195890 및 일본 특허 공개 2003-243876에 도시된 바와 같이, 박형화 및 경량화가 가능한 전파 흡수체로서 패턴층이 형성되어있는 패턴 전파 흡수체가 있고, 원방계 전자파의 흡수체로서 실용화되어 있다. 단, 전파 흡수 성능과, 박형화 및 강도는 상반되는 관계에 있고, 고 흡수 성능을 유지하면서, 얇고 또한 고 강도를 유지하는 것은 어렵고, 특히 1∼3GHz 등의 저 주파수의 전파를 흡수하기 위한 전자파 흡수체일수록 흡수체층의 두께가 필요하므로, 박형화, 이것에 의한 경량화, 연함, 현장 재단 가공성의 실현이 곤란해진다.

건축 관계의 내장재 예를 들면, 천정재, 벽재, 칸막이 등에 전자파 흡수 성능을 부여할 경우, 시공성 및 가격면의 요구 사양이 중시되므로 될 수 있는 한 얇고, 가벼우며, 또한 연하며 저렴한 전자파 흡수체인 것이 필요하게 된다. 특히, 실제로 무선 LAN을 사용할 경우 종래부터 있는 금속제의 선반, 기둥, 에어컨 등이 전자파 반사층으로서 역할을 하고, 무선 환경이 열악한 장소가 스폿(spot)적으로 발생하는 경우가 있었다. 이 경우, 무선 통신 환경에 영향을 끼치는 부위에 전자파 흡수재를 피복하는 것이 통신 개선에 효과적이지만, 종래의 기술에서는 고 전파 흡수 성능을 가지면서, 얇고, 가벼우며, 연하고, 또한 강도적 및 시공성에 뛰어난 전파 흡수체를 얻을 수 없다.

본 발명의 목적은 높은 전자파 흡수 성능을 가지면서, 얇고, 가벼우며, 연하고, 또한 강도적 및 시공성에 뛰어난 전자파 흡수체를 제공하는 것이다.

본 발명은 수신 동작이 다른 복수 종류의 도체 소자를 포함하고, 미리 정해진 공진 주파수를 가지는 복수의 도체 소자를 구비하며, 각 도체 소자가 서로 분리된 상태로 전자파 입사 방향과 교차하는 방향으로 나열되어 배치되고, 각 도체 소자의 형상은 거의 다각형상이며, 1개 이상의 모서리 부분이 상기 공진 주파수에 대응한 곡률 반경의 호상(弧狀)인 소자 수신 수단과, 전자파의 에너지를 손실시키는 손실재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체이다.

본 발명에 의하면, 복수의 도체 소자가 전자파 입사 방향과 교차하는 방향으로 나열되어 소자 수신 수단이 구성되고, 이 소자 수신 수단에 의해 각 도체 소자의 공진 주파수와 동일한 주파수의 전자파를 효율적으로 수신할 수 있다. 이 소자 수신 수단에 근접해서 손실재가 설치되어 있어 소자 수신 수단에 의해 수신되는 전자파의 에너지가 손실된다. 바꿔 말하면, 전자파의 에너지를 열 에너지로 변환해서 흡수할 수 있다. 이와 같이, 소자 수신 수단을 이용함으로써 전자파를 효율적으로 수신해서 흡수할 수 있다. 또한, 1종류의 도체 소자가 아니라 복수 종류의 도체 소자를 가지므로 각각의 특성을 살려서 전자파를 효율적으로 수신하고, 효율적으로 흡수할 수 있다. 이와 같이, 전자파의 흡수 효율을 높게 할 수 있으므로 높은 전자파 흡수 성능을 얻을 수 있고, 박형화 및 경량화를 도모할 수 있으며, 또한 손실재의 재질의 선택 자유도가 높아져서 유연하고 또한 강도적으로 뛰어나며, 시공성에 우수한 전자파 흡수체를 얻을 수 있다. 손실재는 예를 들면, 유전성 손실재라도 좋고, 자성 손실재라도 좋으며, 또한 이것을 적층하는 등으로 해서 조합시켜도 좋다.

전자파 흡수체는 전자파가 입사되는 측과 반대측의 표면부에 도전성 재료로 이루어진 전자파 반사 수단이 설치되는 구성이라도 좋고, 상기 반대측의 표면부가 도전성 재료로 이루어진 구조물(도전성 반사층으로서 기능)에 접촉시킨 상태로 사용되어도 좋다. 각 도체 소자의 공진 주파수는 동일해도 좋고, 상이해도 좋다. 모든 도체 소자의 공진 주파수가 동일할 경우, 그 공진 주파수와 동일한 주파수의 전자파의 흡수 효율을 높게 할 수 있다. 또한, 예를 들면 도체 소자의 종류 마다 공진 주파수가 상이하는 등 도체 소자의 공진 주파수가 상이한 경우, 복수의 주파수의 전자파를 흡수할 수 있어 광대역화를 실현할 수 있다.

여기에서 본 발명과 선행 기술의 차이를 설명한다. 선행 기술의 패턴층을 사용하는 전파 흡수체로 흡수 원리는 (1) 유전 손실 또는 자성 손실을 가지는 흡수층에 의한 전파의 열로의 변환, (2) 표면 패턴으로부터 반사되는 전파와 도전성 반사판으로부터 반사되는 전파의 위상차를 이용한 간섭 효과에 의한 전파 소멸에 의한 것으로 하고 있다.

원리적으로는 전송 선로의 모델로 등가 회로를 형성하고 입력 임피던스를 377Ω에 근접시켜 전자파 흡수성을 발현시키는 종래로부터의 설계 방법이지만, 패턴이라는 이물이 전자파 입력면에 있는 결과, 등가 회로적으로 흡수체의 두께를 얇게 하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다고 해서 패턴의 형상을 결정하고 있다. 이 경우, 패턴 형상이 단순할 경우는 등가 회로로 해서 모델화가 용이하게 될 수 있지만, 복잡한 형상으로 이루어지면 등가 회로를 형성하는 것이 이론적으로 어렵게 되어 패턴 형상의 최적화를 도모하는 것이 곤란해진다.

본 발명이 선행 문헌과 다른 것은, 이 표면 소자의 형상 결정에 수신 소자 설계 원리에 의한 최적화 수법을 사용한 것에 있다. 즉, 본 발명에서는 단순한 패턴이 아니라 미리 정해진 주파수에 대해 효율적으로 공진하는 수신 소자로서 동작하는 형상으로 설계해서 도체 소자로 함으로써, 보다 효율적인 전자파의 수신을 실현한다.

범용의 수신 소자 설계에서는 수신 소자의 지향성을 확보하기 위해, 팻치 안테나(patch antenna)에 근접한 도전성 반사층을 사용할 경우를 제외하고, 일반적으로 자유 공간에 있는 수신 소자로서 설계하기 때문에 근방에서 손실성을 가지는 재료를 이용하지 않고, 또한 근접해서 도전성 반사층을 형성할 일도 없다. 특히, 도전성 반사층을 근접 설치하면 도체 소자와 도전성 반사층 사이에서 용량이 큰 콘덴서가 형성되고 이것이 공진 주파수에 영향을 주게 되어, 이 영향을 제거하는 것은 대단히 어렵기 때문이다.

이것에 대해 전자파 흡수체에서는 도전성 반사층이 없으면 예를 들면, 건물 내장재 상에 (적층해서) 전파 흡수재를 설치할 경우 등, 그 건물 내장재 구체적으로는 천정재, 벽재, 바닥재, 칸막이 등의 각각이 유전율의 차이의 영향을 받는 결과, 공진 주파수가 변해버린다. 즉, 설치 장소 마다 각 수신 소자의 공진 주파수가 상이해서 설계시에 상정한 주파수에 대응하는 전자파 흡수체로서 사용할 수 없게 된다. 따라서, 상기한 바와 같이, 전자파 흡수체는 전자파가 입사되는 측과 반대측의 표면부에 도전성 재료로 이루어진 전자파 반사 수단이 설치되는 구성으로 하던지, 상기 반대측의 표면부가 도전성 재료로 이루어진 구조물(도전성 반사층으로서 기능)에 접촉시킨 상태로 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 안정한 공진 주파수를 확보할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 이와 같이 도전성 반사층을 형성하는 것을 전제로서 도체 소자를 형성하고 있다.

전자파 흡수체의 박형화를 목표로 할 경우, 도체 소자와 도전성 반사판의 거리가 접근하고, 또한, 도체 소자에 수신된 전자파를 열로 변환시키기 위해 특정 주파수에 대응한 손실재가 도체 소자에 근접하는 조건에서, 그것들의 영향을 고려해서 수신 소자로서의 최적화 설계를 시행하는 것이 본 발명의 설계 수법이다.

본 발명의 전자파 흡수체의 구성에 의해 (자성) 손실재층을 무한히 얇게 할 수 있는 이유는 다음의 이론적 근거와 그것을 예증하는 후술의 실시예로 나타내는 실험적 뒷받침에 근거하고 있다.

상기, 배경기술에서 기술한 바와 같이, 종래의 각종 형상의 도체 소자를 (자성) 손실재(전자파 흡수체)에 부여해서 전자파 흡수 특성을 실현하는 방법이 지금까지 많이 제안되고 있다.

이것에 대해, 본 발명은 상기할 수 있는 수많은 도체 소자 형상 중에서 본 발명의 구성의 전자파 흡수체를 예상하는 입력 임피던스 특성을 FDTD해석법을 구사해서 상세히 검토하고, (자성) 손실재층의 표면과 그 이면에 설치되는 도체 소자의 상관 관계로부터 통상의 투자율 특성을 가지는 자성 재료를 (자성) 손실재로서 사용해도 박형화할 수 있다는 종래의 것과는 전혀 상위한 새로운 도체 소자 구성을 찾아낸 것이다. 즉, 본 구성의 전자파 흡수체는 十자 도체 소자와 방형 도체 소자를 이루는 도체 소자를 소정 간격으로 주기적으로 배열하고, 전자파 흡수체의 전자파 입사측의 표면에 부착시키며, 또한 (자성) 손실재의 배면에 표면과 동일, 또는 다른 형상의 도체 소자를 부착시킨 구성에 의해 그 (자성) 손실재를 무한히 박형화하고 있다.

본 발명의 상기 구성에 의해 도체 소자의 치수를 증가시키면, 전자파 입사측으로부터 전자파 흡수체를 본 입력 어드미턴스(admittance)는 어드미턴스의 서셉턴스(susceptance) 성분이 증가하고, 또한 조정 주파수는 저 주파수측으로 이동한다. 그 결과로부터 전자파 흡수체를 얇게 구성할 수 있다. 그러나, 이하의 수단에 의해 종래의 것보다 (자성) 손실재를 보다 얇고 즉, 무한히 얇게 할 수 있는 기술을 발명하고 있다.

이하, 본 발명의 도체 소자 구성에 의한 전자파 흡수체에 의한 구성 원리를 종래의 十자 형상만으로 이루어진 도체 소자를 표면에 부착시키고, 그 배면에 정방형 도체 패턴을 부착한 것을 예로 들어서 설명한다. 十자 도체 소자만의 경우, 도체 소자의 치수를 크게 하면 전자파 입사측에서 전자파 흡수체를 본 입력 어드미턴스의 변화를 스미스(smith) 도면상에서 보면, 서셉턴스 성분이 증가하는 비율이 크고, 또한 이 경우 주파수가 고 주파수측으로 변화함에 따라 컨덕턴스분이 컨덕턴스(1)의 원에 대해 증가하는 방향으로 이동하는 경향을 보인다. 이것에 대해, 본 발명의 十자 도체 소자 및 방형 도체 소자로 이루어질 경우는 이들 도체 소자를 동시에 크게 해도, 十자 구조 즉, 다른 도체 소자에 비해 입력 어드미턴스의 서셉턴스 성분의 변화 비율이 적고, 또한 주파수의 고 주파수측으로의 변화에 대해 컨덕턴스 성분이 컨덕턴스(1)의 원에 대해 증가하는 비율이 적다. 즉, 본 발명의 경우, 주파수의 고 주파수측으로의 변화에 대해 정규화 컨덕턴스 값1의 원주상에서 컨덕턴스 값이 크게 일탈하는 일 없이 안정되어 있는 특성을 가진다. 이 컨덕턴스가 1의 원주상에 남아있다고 하는 안정성의 발견이야말로, 본 발명의 도체 소자 구성에서 (자성) 손실재를 박형화할 수 있는 근거가 되고 있다.

이와 같이, 컨덕턴스 값의 안정성을 확보한 후에, 이 경우의 서셉턴스분 조정의 한 수단으로서 (자성) 손실재 배면에 부착시킨 도체 소자의 치수 조정, 도체 소자의 형상의 선택으로 대처하고 있다. 즉, 저 주파수측에서 정합을 취하기 위해 도체 소자 치수를 크게 함으로써 서셉턴스의 증가분을 (자성) 손실재 배면에 부착시킨 도체 소자로 감소시키고 있다. 즉, 이 (자성) 손실재 배면에 부착시킨 도체 소자에 의해 컨덕턴스(1)의 원주상에서 서셉턴스 값이 주파수가 높아짐에 따라 증가하는 분을 기초로 되돌리고, 저 주파수로 정합이 얻어지도록 조정역이 되는 역할을 갖게 하고 있다. 따라서, 서셉턴스 값을 제어할 필요가 없을 경우는 (자성) 손실재 배면의 도체 소자는 반드시 필요하지 않다.
또한, 모서리 부분을 호상으로 형성함으로써 대응하는 공진 주파수와 동일한 주파수의 전자파의 흡수 효율을 높게 할 수 있다. 따라서, 두께가 얇고 또한 흡수 효율이 높은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 각 도체 소자는 전자파 입사 방향과 교차하는 방향에 더해서 전자파 입사 방향으로도 나열해서 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 도체 소자가 전자파 입사 방향으로도 나열되어 설치되어 있다. 이와 같이 도체 소자가 3차원적으로 즉, 입체적으로 배치되므로 전자파 흡수체에 형성되는 정전 용량이 커져 겉보기의 유전율을 올릴 수 있다. 이것에 의해, 각 도체 소자에 있어서의 공진 주파수를 저 주파수측으로 시프트할 수 있고, 그 결과, 전자파 흡수체의 전체 두께를 더욱 얇게 할 수 있다. 즉, 전자파 흡수체에서는 흡수되어야 할 전자파가 저주파(파장이 긴)로 됨에 따라서, 두께를 크게 하지 않으면 안된다는 주파수와 두께 사이의 상관 관계를 가진다. 이것에 대해, 본 발명에서는 공진 주파수의 저 주파수측으로의 시프트가 가능하므로 전체 두께를 얇게 유지하면서 주파수가 낮은 전자파의 흡수가 가능하게 된다. 도체 소자의 3차원 배치는 도체 소자가 가지는 공진 주파수의 저 주파수화 효과를 얻기 위한 구체적인 수단의 하나이다.

또한, 본 발명은 소자 수신 수단에 대해 전자파 입사측과는 반대측에 배치되어 전자파를 반사하는 전자파 반사 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 도전성 반사층이 형성되어 전자파 흡수체의 설치 장소의 영향을 받아 도체 소자의 공진 주파수가 변화되는 것이 방지된다. 예를 들면, 전자파 흡수체를 건물 내장재에 설치해도, 그 내장재의 유전율 등의 영향을 받아 도체 소자의 공진 주파수가 변화되어버리는 것을 막을 수 있다.

또한, 본 발명은 도체 소자의 도전율이 1O,OOOS/m이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 도체 소자의 도전율을 높게 하고, 수신 효율을 높게 할 수 있다. 도체 소자로서는 금속 및 도전성 잉크 등 각종 물건이 사용되지만, 그 도전율에 제한이 있어 1,OOOS/m에 만족하지 않는 것은 본 발명에서 말하는 도체 소자로서 기능하지 않게 된다.

또한, 본 발명은 도체 소자가 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 도체 소자가 금속으로 이루어지고, 탄소나 흑연에 의한 도전 잉크에서는 상기의 1O,OOOS/m이상의 도전율을 안정되게 얻을 수 없다. 금속으로 구성시키는 도체 소자가 가장 바람직하다.

또한, 본 발명은 두께가 0.1mm이상 4mm이하인 시트 상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 두께가, 0.1mm이상 4mm이하이다. 두께가 4mm을 초과하면 박형 및 경량화의 관점에서 문제가 있는 동시에, 유연성이 낮아지게 된다. 두께가 O.1mm 미만이 되면 강도가 낮아지게 된다. 이것에 대해, 두께가 0.1mm이상 4mm이하이므로 박형 및 경량이며, 유연성이 높고, 또한 강도적으로 뛰어난 전자파 흡수체를 실현할 수 있다. 따라서, 취급을 용이하게 시공성이 뛰어난, 또한 설치 장소의 제한이 적은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 단위 면적당의 질량이 O.2kg/m²이상 5kg/m²이하인 시트 상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 질량이 O.2kg/m²이상 5kg/m²이다. 질량이 5kg/m²을 초과하면 박형 및 경량화의 관점에서 문제가 있는 동시에, 두께가 커져서 유연성이 낮아지게 된다. 질량이 O.2kg/m²미만이 되면 두께가 지나치게 작아져서 강도가 낮아지게 된다. 이것에 대해, 질량이 0.2kg/m²이상 5kg/m²이므로 박형 및 경량이고, 유연성이 높으며, 또한 강도적으로 뛰어난 전자파 흡수체를 실현할 수 있다. 따라서, 취급을 용이하게 시공성이 뛰어난, 또한 설치 장소의 제한이 적은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수 종류의 도체 소자 중 1종류의 도체 소자는 十자 형상으로 형성되는 十자 도체 소자이며, 다른 종류의 도체 소자는 면 상으로 형성되는 방형 도체 소자이고, 十자 도체 소자와 방형 도체 소자는 전자파 입사 방향과 교차하는 방향으로 나열되어 설치되며, 각 十자 도체 소자는 전자파 입사 방향과 교차하는 방향으로 정렬되어 배치되고, 각 방형 도체 소자는 十자 도체 소자에 둘러싸여지는 영역에 그 영역을 채우도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 十자 형상으로 형성되며, 서로 간격을 두고 정렬되어 설치되는 十자 도체 소자와, 十자 도체 소자에 둘러싸여지는 영역에 十자 도체 소자로부터 간격을 두며 배치되고, 十자 도체 소자에 둘러싸여지는 영역을 채우도록 설치되는 방형 도체 소자를 가진다. 十자 도체 소자는 소자 길이가 흡수되어야 할 전자파에 대해 공진하도록 최적화되고, 방형 도체 소자는 방형 도체 소자의 외주 길이가 흡수되어야 할 전자파에 대해 공진하도록 최적화되어 있다. 이와 같이 해서, 효율적으로 전자파를 수신하는 소자 수신 수단을 실현할 수 있다.

十자 도체 소자와 방형 도체 소자는 모두 공진형 수신 소자이며, 기본 모드와 고차 모드로 공진 하는 것이다. 도체 소자의 공진 모드가 다른 것도 본 발명에서 말하는 수신 동작이 다른 것에 포함된다. 十자 도체 소자는 十자상으로 구성되지만, 그 구성을 선분으로 분할하여 독립의 선분을 배치하는 형상이라도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 十자 도체 소자와의 조합시키는 수신 소자는 방형상에 한정되지 않고, 루프 상 기타라도 사용가능하다.

또한, 본 발명은 十자 도체 소자는 방사상으로 연장되는 부분을 서로 대면하도록 배치하고, 방형 도체 소자는 十자 도체 소자에 둘러싸여지는 영역에 대응하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 十자 도체 소자는 방사상으로 연장되는 부분을 서로 대면하도록 배치되고, 방형 도체 소자는 十자 도체 소자에 둘러싸여지는 영역에 대응하는 형상으로 형성된다. 이러한 배치는 十자 도체 소자와 방형 도체 소자의 조합이며, 수신 효율이 최적인(높아지는) 조합이다. 따라서, 흡수 효율이 높은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 각 도체 소자간의 간격 치수는 각 도체 소자가 가지는 공진 주파수를 낮게 하도록 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 각 도체 소자의 공진 주파수의 저 주파수측으로의 시프트가 가능하므로 전체 두께를 얇게 유지하면서 주파수가 낮은 전자파의 흡수가 가능하게 된다. 따라서, 전자파 흡수체를 보다 얇게 할 수 있다. 이것은 도체 소자가 가지는 공진 주파수의 저 주파수화 효과를 얻기 위한 새로운 구체적인 수단이다.

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또한, 본 발명은 손실재의 특성값은 각 도체 소자가 가지는 공진 주파수에 의거하여 상기 공진 주파수와 동등한 주파수의 전자파의 흡수 효율이 높아지도록 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전자파의 흡수 효율이 높은 전자파 흡수체를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 난연성, 준불연성 또는 불연성이 부여되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 의하면, 난연성, 준불연성 또는 불연성이 얻어진다. 건축 내장재 또는 거기에 적층해서 사용될 경우에는 건축 내장재에 요구되는 난연성, 준불연성, 또는 불연성을 마찬가지로 만족시킬 필요가 있다. 이것에 의해, 건물 내장재 또는 거기에 적층해서 적절히 사용될 수 있다. 난연성, 준불연성 또는 불연성을 부여할 때에는 예를 들면, 난열제 또는 난열조제 등을 배합하도록 해도 좋다.

또한, 본 발명은 상기 전자파 흡수체를 사용하는 것에 의한 전자파 흡수 방법이다.

본 발명에 의하면, 전자파 흡수체를 사용하여 높은 흡수 효율로 전자파를 흡수할 수 있다.

본 발명과 이것들의 목적과 그 이외의 목적, 특색과 이점은 하기의 상세한 설명과 도면으로부터 한층 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 전자파 흡수체(1)의 정면도이다.

도 2는 전자파 흡수체(1)를 구성하는 제 1 도체 소자층(6)을 도시하는 사시 도이다.

도 3은 제 1 도체 소자층(6)의 일부를 확대해서 도시하는 사시도이다.

도 4는 전자파 흡수체(1)를 구성하는 제 2 도체 소자층(4)의 정면도이다.

도 5는 제 2 도체 소자층(4)의 일부를 확대해서 도시하는 사시도이다.

도 6은 도체 소자의 도전율의 차이와 전자파 흡수 성능의 관계(계산 값)를 도시하는 그래프이다.

도 7은 2종류의 도체 소자의 위치 관계와 전자파 흡수 성능의 관계(계산 값)를 도시하는 그래프이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시형태의 도체 소자(30, 31)를 도시하는 정면도이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태의 도체 소자(30, 31)를 도시하는 정면도이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시형태의 도체 소자(30, 31)를 도시하는 정면도이다.

도 11은 도체 소자의 형상과 전자파 흡수 성능의 관계(계산 값)를 도시하는 그래프이다.

도 12는 도체 소자의 모서리 부분의 곡률 반경과 전자파 흡수 성능의 관계(계산 값)를 도시하는 그래프이다.

도 13은 十자 도체 소자(30)의 각 형상 부분(14, 15)의 길이(a2x, a2y)와 전자파 흡수 성능의 관계(계산 값)를 도시하는 그래프이다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시형태의 도체 소자(30, 31)를 도시하는 정면도이다.

도 15는 실시예1의 전자파 흡수체(1)의 전자파 흡수 특성(계산 값)을 도시하는 그래프이다.

도 16은 실시예1의 전자파 흡수체(1)의 전자파 흡수 특성(실측 값)을 도시하는 그래프이다.

도 17은 실시예2의 전자파 흡수체(1)의 전자파 흡수 특성(실측 값)을 도시하는 그래프이다.

도 18은 실시예3의 전자파 흡수체(1)의 전자파 흡수 특성(실측 값)을 도시하는 그래프이다.

도 19는 실시예4의 전자파 흡수체(1)의 전자파 흡수 특성(계산 값)을 도시하는 그래프이다.

도 20은 비교예1의 전자파 흡수체(1)의 전자파 흡수 특성(실측 값)을 도시하는 그래프이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 적합한 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태의 전자파 흡수체(1)의 단면도이다. 이 전자파 흡수체(1)는 두께 방향(적층 방향)의 한쪽인 도 1의 상방측인 전자파 입사측으로부터 제 1 도체 소자층(6), 제 1 손실재층(5), 및 전자파 반사층인 전자파 반사판(2)이 이 순서로 적층된 구성이 된다. 제 1 도체 소자층(6)에는 후술하는 바와 같이, 2종류의 복수의 금속제 도체 소자(30, 31)를 포함하는 제 1 도체 소자군(12)이 형성되어 있고, 각 도체 소자(30, 31)의 상간 관계를 최적화함으로써 제 1 손실재층(5)을 얇게 하고, 전자파 흡수체(1)의 두께를 작게 할 수 있다. 제 1 도체 소자층(6)의 전자파 입사측(도 1의 상방)에는 또한 전자파를 반사하는 층이 아닌 표면층(7)이 형성되어도 좋다.

전자파 흡수체(1)는 또한 제 2 도체 소자층(4)과 제 2 손실재층(3)을 더 구비한다. 각 층(2∼6)은 전자파 입사측으로부터 제 1 도체 소자층(6), 제 1 손실재층(5), 제 2 도체 소자층(4), 제 2 손실재(3) 및 전자파 반사판(2)의 순서로 적층되어, 이러한 적층 구조로 전자파 흡수체(1)가 구성된다. 제 2 도체 소자층(4)에는 후술하는 복수의 금속제 도체 소자(19)를 포함하는 제 2 도체 소자군(18)이 형성된다. 각 도체 소자(19, 30, 31)의 상간 관계를 최적화함으로써 제 1 손실재층(5)은 물론 제 2 손실재층(3)을 얇게 할 수 있고, 전자파 흡수체(1)의 두께를 작게 할 수 있다.

제 1 및 제 2 손실재층(3, 5)은 각각 전자파의 에너지를 손실시키는 손실재이며，모두 유전성 손실재(이하 「유전 손실재」라고 할 경우가 있음)라도 좋고, 모두 자성 손실재라도 좋으며, 어느 한쪽이 유전성 손실재이고 다른 한쪽이 자성 손실재라도 좋다. 본 실시형태에서는 제 1 손실재층(5)은 자성 손실재이며, 제 2 손실재층(3)은 유전성 손실재이다.

본 발명의 다른 실시형태에서는, 전자파 흡수체는 도 1의 실시형태에 있어서의 전자파 반사판(2)을 포함하지 않고, 이러한 전자파 반사판(2)을 포함하지 않는 전자파 흡수체가 제 2 손실재층(3)의 전자파 입사측(도 1의 상방)과는 반대측(도 1의 하방)의 표면부에서 전자파 차폐 성능을 가지는 물체의 표면상에 설치되도록 구성되어도 좋다. 전자파 차폐 성능을 가지는 물체는 예를 들면, 도전성 반사판(2)과 마찬가지의 구성을 가져도 좋고, 예를 들면 금속판 등에 의해 실현되어도 좋다. 도전성 반사판(2)이 설치되는 구성과 마찬가지의 효과를 달성한다.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시형태의 전자파 흡수체(1)를 구성하는 제 1 도체 소자층(6)을 도시하는 정면도이다. 도 3은 도 1 및 도 2에 도시되는 실시형태에 있어서의 도체 소자층(6)의 일부를 확대해서 도시하는 사시도이다. 이 제 1 도체 소자층(6)은 판상 기재(11)의 전자파 입사측의 표면상에 금속제의 제 1 도체 소자군(12)이 형성된다. 판상 기재(11)는 예를 들면, 합성 수지인 유전체로 이루어지고, 이 판상 기재(11)도 또한 유전성의 손실재이다. 제 1 도체 소자군(12)은 十자 도체 소자(이하, 「十자 소자」라고 할 경우가 있음)(30)와, 방형 도체 소자(이하, 「방형 소자」라고 할 경우가 있음)(31)를 가진다.

十자 소자(30)은 十자 형상으로 형성되고, 복수의 十자 소자(30)가 서로 간격(이하, 「十자 소자 간격」이라고 함)(c2x, c2y)을 두고 설치된다. 더욱 상세하게는, 十자 소자(30)는 방사상으로 연장되는 부분(32)을 서로 맞대되도록 하여 서로 대면하는 방사상으로 연장되는 부분(32)이 十자 소자 간격(c2x, c2y)을 두고 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 예를 들면 이 실시형태에서는 十자 소자(30)는 서로 수직한 x방향 및 y방향을 따라 방사상인 十자상으로 형성되고, x방향으로 十자 소자 간격(c2x)을 두고, y방향으로 十자 소자 간격(c2y)을 두며 행렬상으로 규칙적 으로 배치되어도 좋다.

十자 소자(30)는 x방향으로 가늘고 길게 연장되는 직사각형의 형상 부분(14)과 y방향으로 가늘고 길게 연장되는 직사각형의 형상 부분(15)이 그것들의 각 형상 부분(14, 15)의 도심을 중첩시켜 교차 부분(16)에서 직각으로 교차하는 형상이다. 각 형상 부분(14, 15)은 교차 부분(16)에 있어서 수직한 축선 둘레에 90도 변위되어 있고, 동일 형상을 가진다. 각 형상 부분(14, 15)의 폭(a1y, a1x)은 동일하게 예를 들면 2.5mm이며, 각 형상 부분(14, 15)의 길이(a2x, a2y)는 동일하게 예를 들면, 16mm이다. 十자 도체 소자(30)의 十자 소자 간격은 x방향의 간격(c2x)과 y방향의 간격(c2y)이 동일하게 예를 들면, 1.0mm이다.

방형 도체 소자(31)는 十자 도체 소자(30)에 둘러싸여지는 영역에 十자 도체 소자(30)로부터 간격(이하, 「방사 방형 간격」이라고 함)(clx, c1y)을 두고 배치되며, 十자 도체 소자(30)에 둘러싸여지는 영역을 채우도록 설치된다. 더욱 상세하게는 十자 패턴부에 둘러싸여지는 영역에 대응하는 형상으로 형성된다. 더욱 구체적으로 설명하면, 예를 들면 이 실시형태에서는 十자 도체 소자부(30)가 상기한 바와 같은 十자상이며, 十자 도체 소자(30)에 둘러싸여지는 영역은 직사각형이고, 이것에 대응되는 형상 즉, 방사 방형 간격(clx, cly)이 전체 둘레에 걸쳐 동일하게 되는 형상으로 형성된다. 각 형상 부분(14, 15)이 상기한 바와 같이 동일 형상일 경우, 十자 도체 소자(30)에 둘러싸여지는 영역은 정방형이 되고, 방형 도체 소자(31)는 정방형이 된다. 방형 도체 소자(31)는 가장자리변부가 x방향 및 y방향의 어느 한쪽으로 연장되도록 배치되어 있다.

방형 도체 소자(31)는 x방향의 치수(blx)와 y방향의 치수(bly)가 동일하게 예를 들면, 12.5mm이다. 十자 도체 소자(30)와 방형 도체 소자(31)의 방사 방형 간격은 x방향의 간격(clx)과 y방향의 간격(cly)이 동일하게 예를 들면, 1.Omm이다.

十자 소자(30)는 다각 형상이며, 각 형상 부분(14, 15)의 양단부의 각 모서리 부분(80), 및 교차부(16)의 모서리 부분(81)이 첨예한 형상, 즉 모서리를 이루어 엣지(edge)상으로 형성된다. 또한, 방형 소자(31)는 다각형, 구체적으로는 정방형이며, 각 모서리 부분(82)이 첨예한 형상 즉, 모서리를 이루어 엣지 상으로 형성된다. 이와 같이, 각 도체 소자(30, 31)는 모든 모서리 부분(80, 81, 82)이 모서리를 이루어 엣지 상으로 형성된다.

도 4는 도 1 ∼ 도 3에 도시된 실시형태에 있어서의 전자파 흡수체(1)를 구성하는 제 2 도체 소자층(4)의 정면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 제 2 도체 소자층(4)의 일부를 확대해서 도시하는 사시도이다. 제 2 도체 소자층(4)은 판상 기재(17)의 전자파 입사측의 표면에 금속제의 제 2 도체 소자군(18)이 형성되어 구성된다. 판상 기재(17)는 예를 들면, 합성 수지인 유전체로 이루어지고, 이 판상 기재(11)도 또한 유전성 손실재이다. 제 2 도체 소자(18)는 단일 종류의 기하학 모양의 도체 소자(이하 「중간 도체 소자」라고 할 경우가 있음)(19)가 x방향 및 y방향으로 간격(이하 「제 2 도체 소자 간격」이라고 함)(d1x, d1y)을 두고 행렬상으로 규칙적으로 배치되어 구성된다.

각 금속제 도체 소자부(19)는 정방형상이며, x방향의 길이(e1x)와 y방향의 길이(e1y)는 동일하게 예를 들면, 8.0mm이다. 또한, x방향 및 y방향에 인접하는 각 형상(19)의 상호 간격인 제 2 도체 소자 간격은 x방향의 간격(d1x)과 y방향의 간격(d1y)이 동일하게 예를 들면, 9.0mm이다.

제 1 도체 소자군(12)에 있어서의 각 도체 소자(30, 31)의 x방향 및 y방향의 배치 간격(피치)과, 제 2 도체 소자군(18)에 있어서의 각 도체 소자(19)의 x방향 및 y방향의 배치 간격(피치)은 동일하다. 제 1 도체 소자층(6)과 제 2 도체 소자층(4)은 제 1 도체 소자군(12)의 방형 도체 소자(31)의 도심과, 제 2 도체 소자군(18)의 각 도체 소자(19)의 도심이 도 3에서 가상선(70)으로 도시하는 바와 같이, x방향 및 y방향에 관해서 일치하도록 설치된다.

제 1 도체 소자군(12)의 十자 도체 소자(30)는 十자 도체 소자이며, 제 1 도체 소자군(12)의 방형 도체 소자(31)와 제 2 도체 소자군(18)의 중간 도체 소자(19)는 방형 도체 소자이다. 이와 같이, 전자파 흡수체(1)에서는 수신 동작이 다른 복수 종류의 도체 소자를 포함하는 복수의 도체 소자(19, 30, 31)가 서로 분리된 상태로 전자파 입사 방향과 교차하는 방향으로, 또한 더해서 전자파 입사 방향으로 나열되어 배치된다. 각 도체 소자(19, 30, 31)를 포함해서 소자 수신 수단(100)이 구성된다. 이들 각 도체 소자(19, 30, 31)에 근접해서 손실재(3, 5, 11, 17)가 설치된다.

이와 같이, 전자파 흡수체(1)에서는 소자 수신 수단(100)에 의해 각 도체 소자(19, 30, 31)의 공진 주파수와 동일한 주파수의 전자파를 효율적으로 수신할 수 있다. 이 소자 수신 수단(100)에 근접해서 손실재(3, 5, 11, 17)가 설치되어 있어 소자 수신 수단(100)에 의해 수신되는 전자파의 에너지가 손실된다. 바꿔 말하면, 전자파의 에너지를 열 에너지로 변환해서 흡수할 수 있다. 이와 같이, 소자 수신 수단(100)을 이용함으로써 전자파를 효율적으로 수신해서 흡수할 수 있다. 또한, 1종류의 도체 소자가 아니라 복수 종류, 본 실시형태에서는 十자상과 방형상의 도체 소자를 가지므로 각각의 특성을 살려서 전자파를 효율적으로 수신하고, 효율적으로 흡수할 수 있다.

이와 같이, 전자파의 흡수 효율을 높게 할 수 있으므로, 높은 전자파 흡수 성능을 얻을 수 있고, 박형화 및 경량화를 도모할 수 있으며, 또한 손실재의 재질의 선택 자유도가 높아지고, 유연하며 또한 강도적으로 뛰어나고, 시공성이 뛰어난 전자파 흡수체를 얻을 수 있다. 예를 들면, 본 실시형태에서는 전자파 흡수체(1)는 전체의 두께가 0.1mm이상 4mm이하이며, 단위 면적당 질량이 0.2kg/m²이상 5kg/m²이하인 시트상으로 형성된다.

도 6은 도체 소자의 도전율(σ)의 차이와 전자파 흡수 성능의 관계를 도시하는 시뮬레이션 결과(계산값)의 그래프이다. 도체 소자의 도전율을 높이면, 초기는 수신 소자로서 기능하는 것 보다도 표면층의 유전율을 향상시키는 효과가 있어, 어떤 주파수에서 정합이 이루어져 흡수 특성이 증가하지만, 그 흡수 주파수의 저 주파수화의 효과는 보여지지 않는다. 이 단계에서는 박형화의 효과가 작다. 또한, 도체 소자의 도전율을 높이면, 구체적으로는 1O,OOOS/m이상으로 하면 수신 소자로서 효과적으로 기능하고, 저 주파수화 및 고 흡수 특성의 실현이 보여진다. 일반적으로, 전자파 흡수체는 그 두께를 두껍게 하면 흡수 주파수는 저 주파수측으로 시프 트되고, 반대로 얇게 하면 흡수 주파수는 고 주파수측으로 움직이는 경향이 있다. 즉, 흡수 주파수를 고정한 채로 얇게 하기 위해서는 두께 이외의 인자가 필요하고, 예를 들면 본 발명의 도체 소자 식으로 저 주파수화 효과를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

각 도체 소자(19, 31)는 방형 수신 소자의 외주 길이가 흡수되어야 할 전자파에 대해 공진하도록 최적화되어 상기의 치수로 결정되어 있다. 따라서, 상기 치수는 하나의 예이며, 흡수되어야 할 전자파의 주파수에 의거하여 그 주파수와 공진 주파수가 일치하도록 결정된다. 또한, 각 도체 소자(19, 30, 31)사이의 간격도 또한, 흡수되어야 할 전자파의 주파수에 의거하여 수신 효율이 높아지도록 결정되어 있다. 또한, 손실재(3, 5, 11, 17)의 특성, 구체적으로는 재질 등에 의거하는 복소비 유전율 또는 복소비 투자율, 두께 등은 흡수되어야 할 전자파의 주파수에 의거하여 수신 효율이 높아지도록 결정되어 있다. 이와 같이, 도체 소자(19, 30, 31)의 치수 및 간격 치수가 결정되고, 또한 손실재(3, 5, 11, 17)가 구성되어 전자파를 효율적으로 수신할 수 있다.

이 때, 각 도체 소자(19, 30, 31) 모두의 공진 주파수가 동일해지도록 해서 그 주파수의 전자파를 매우 높은 수신 효율로 수신할 수 있게 해도 좋다. 또한, 각 도체 소자(19, 30, 31)마다 공진 주파수가 다르도록 해서 그 흡수가능한 전자파의 광역을 도모하도록 해도 좋다.

또한, 전자파 반사판(2)을 설치하는 구성, 또한 전자파 반사판(2)을 설치하지 않을 경우에는 전자파 차폐 성능을 가지는 물체의 표면상에 설치하도록 구성한 다. 이것에 의해, 소자 수신 수단(100)의 형상 및 치수 등의 결정 즉, 설계가 용이하게 이루어진다. 또한, 전자파 반사판(2)을 사용하는 구성에서는 전자파 흡수체(1)의 설치 장소의 영향을 받아 도체 소자(19, 30, 31)의 공진 주파수가 변화되는 것이 방지된다. 예를 들면, 전자파 흡수체(1)를 건물 내장재에 설치해도 그 내장재의 복소비 유전율 등의 영향을 받아 도체 소자의 공진 주파수가 변화되어버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제 1 도체 소자군(12)에 있어서 十자 도체 소자(30)는 상기한 바와 같이, 방사상으로 연장되는 부분이 서로 맞대어지도록 배치되고, 방형 도체 소자(31)는 十자 도체 소자(30)에 둘러싸여지는 영역에 대응하는 형상으로 형성된다. 이러한 배치는 十자 도체 소자(30)와 방형 도체 소자(31)의 조합이며, 수신 효율이 최적(높아지는) 조합이다. 따라서, 흡수 효율이 높은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다. 또한, 十자 도체 소자(30)가 x방향 및 y방향을 따라 방사되는 배치임과 아울러 방형 도체 소자(31)의 가장자리변부가 x방향 및 y방향으로 연장되도록 배치되어 있어, x 방향 및 y방향으로 편파되는 전자파의 수신 효율을 높게 할 수 있다.

도 7은 2종류의 도체 소자의 위치 관계와 전자파 흡수 성능의 관계(계산값)를 도시하는 그래프이다. 도 7에서는 방사 방형 간격(c1x, c1y)을 「Δ」로 도시한다. 도 7로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 2종류의 도체 소자(30, 31)의 위치 관계 효과 및 형상 효과는 이하와 같이 확인되고 있다. 위치 관계에 대해서는 c1x = c1y에 있어서 c1x를 0.5, 1.0, 1.5 및 2.0으로 했을 경우, 소자끼리가 근접하면, 흡수량은 다소 저하되지만 흡수 피크가 저 주파수측으로 시프트된다. 이 방사 방형 간격(c1x, c1y)의 선택은 흡수 피크 위치의 제어 방법으로서 사용할 수 있다. 따라서, 방사 방형 간격(c1x, c1y)의 선택에 의해 전자파 흡수체(1)의 두께를 얇게 유지하면서 흡수 주파수의 저 주파수화를 도모할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시형태의 제 1 도체 소자층의 도체 소자(30, 31)를 도시하는 정면도이다. 본 실시형태는 도 1 ∼ 도 7의 실시형태와 유사하고, 제 1 도체 소자층의 도체 소자(30, 31)의 형상이 다른 점 이외는 같은 구성이며, 동일한 부호를 사용한다. 도 1 ∼ 도 7에서는 각 도체 소자(30, 31)는 다각 형상이며, 각 모서리 부분이 첨예한 형상으로 형성되었지만, 본 실시형태의 十자 도체 소자(30) 및 방형 도체 소자(31)는 거의 다각 형상이며, 적어도 1개 구체적으로는, 모든 모서리 부분(80, 81, 82)이 흡수되어야 할 전자파의 주파수에 대응한 곡률 반경의 호상으로 형성되어 있다. 이러한 형상이라도 좋고, 도 1 ∼ 도 7의 구성과 동일한 효과를 달성한다.

도 9는 본 발명의 또 다른 형태의 도체 소자(30, 31)를 도시하는 정면도이다. 본 실시형태는 도 1 ∼ 도 7의 실시형태와 유사하고, 제 1 도체 소자층의 도체 소자(30, 3l)의 형상이 다른 점 이외는 같은 구성이며, 동일한 부호를 사용한다. 본 실시형태의 十자 소자(30) 및 방형 소자(31)는 거의 다각 형상이며, 적어도 1개의 모서리 부분이 흡수되어야 할 전자파의 주파수에 대응한 곡률 반경의 호상으로 형성되어 있다.

구체적으로 말하면, 방형 소자(31)의 모든 모서리 부분(82)이 호상으로 형성됨과 아울러 十자 소자(30)의 각 형상 부분(14, 15)의 교차부의 모서리 부분(81)이 호상으로 형성된다. 이 교차부(16)의 모서리 부분에 있어서의 곡률 반경(R81)은 각 형상 부분(14, 15)의 교차부(16)로부터의 돌출량과 동일하다. 각 형상 부분(14, 15)의 양단부의 모서리 부분(80)은 첨예한 형상으로 형성되어 있다. 즉, 十자 소자(30)는 엣지를 가진다. 이러한 형상이라도 좋고, 도 1 ∼ 도 7의 구성과 마찬가지의 효과를 달성한다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시형태의 도체 소자(30, 31)를 도시하는 정면도이다. 본 실시형태는 도 1 ∼ 도 7의 실시형태와 유사하고, 제 1 도체 소자층의 도체 소자(30, 31)의 형상이 다른 점 이외는 같은 구성이며, 동일한 부호를 사용한다. 본 실시형태의 十자 소자(30) 및 방형 소자(31)는 도 10에 도시한 형상과 유사하다. 도 10의 구성에서는 十자 소자(30)의 각 형상 부분(14, 15)의 양단부의 모서리 부분(80)은 첨예한 형상으로 형성되었지만, 본 실시형태에서는 호상으로 형성된다. 그 외는 마찬가지이다. 이러한 형상이라도 좋고, 도 1 ∼ 도 7의 구성과 마찬가지의 효과를 달성한다.

도 11은 도체 소자의 형상과 전자파 흡수 성능의 관계(계산값)를 도시하는 그래프이다. 도 11에는 十자 소자(30)의 각 형상 부분(14, 15)의 양단부의 모서리 부분(80)만이 호상으로 형성되고, 그 곡률 반경(R)이 다른 경우의 전자파 흡수 특성을 도시한다. 이 도체 소자의 형상 효과에 대해서는 도 11과 같이, 모서리 부분(80)의 곡률 반경(R) = 1.25의 경우가 R이 없는 형상(도 1 ∼ 도 7)의 경우보다 고성능을 나타낸다. 곡률을 부여하면 Q값의 저하가 일어나서 흡수량이 낮아진다고 예측되었지만, 반대의 결과가 된다. 이것은 공진하는 전류 경로가 원활화하고, 전 류가 연속적으로 흐르게 되었기 때문이다. 이와 같이, 도체 소자(30, 31)의 모서리 부분을 흡수되어야 할 전자파의 주파수에 따라 바꾸어 말하면, 도체 소자(30, 31)의 전체적인 형상 및 치수에 따라 결정함으로써 전자파의 흡수 효율을 높게 할 수 있다. 또한, 도 9로부터 명백한 바와 같이, 모서리 부분의 곡률 반경에 의해 흡수되는 전자파의 주파수 즉, 흡수 피크가 변화되므로 이 모서리 부분의 곡률 반경의 선택에 따라 흡수되는 주파수의 조정이 가능하다.

도 12는 도체 소자의 모서리 부분의 곡률 반경과 전자파 흡수 성능의 관계(계산 값)를 도시하는 그래프이다. Default는 도 1 ∼ 도 7에 도시된 도체 소자(30, 31)이며, 모든 모서리 부분(80 ∼ 82)이 첨예한 형상으로 즉, 엣지 상으로 형성되는 경우를 나타내고, 패턴 엣지 없음은 모든 모서리 부분(80 ∼ 82)이 호상으로 형성될 경우를 나타내며, 패턴 엣지 있음은 十자 도체 소자(30)의 각 형상 부분(14, 15)의 양단부의 모서리 부분(80)이 엣지 상으로 형성되고, 다른 모서리 부분(81, 82)이 호상으로 형성되는 경우를 나타낸다. 또한, 모서리 부분(82)의 곡률 반경(R82)이 1.25mm인 경우와 모서리 부분(82)의 곡률 반경(R82)이 최대인 경우를 나타낸다. 방형 도체 소자(31)에 있어서의 모서리 부분(82)의 곡률 반경(R82)은 十자 도체 소자(30)와의 간격이 일정(동일)하게 되도록 十자 도체 소자(30)의 교차부(16)에 있어서의 모서리 부분(81)의 곡률 반경(R81)에 의존해서 결정된다. 十자 도체 소자(30)의 교차부(16)에 있어서의 모서리 부분(81)의 곡률 반경(R81)의 최대치는 각 형상 부분(14, 15)의 교차부(16)로부터의 돌출량이며, 이 경우의 방형 도체 소자(31)의 모서리 부분(82)의 곡률 반경(R82) 값이 그 모서리 부분(82)의 곡률 반경(R82)의 최대치이다. 도 12로부터도 명백한 바와 같이, 도 11의 결과와 마찬가지로, 모든 모서리 부분(80 ∼ 82)을 엣지 상으로 형성할 경우에 비해 모서리 부분(80 ∼ 82)을 호상으로 형성할 경우쪽이 전자파의 흡수 효율이 높아진다는 것을 알 수 있다.

도 13은 十자 도체 소자(30)의 각 형상 부분(14, 15)의 길이(a2x, a2y)와 전자파 흡수 성능의 관계(계산값)를 도시하는 그래프이다. Default, 패턴 엣지 없음 및 패턴 엣지 있음은 도 12와 동일한 의미이다. Length는 각 형상 부분(14, 15)의 길이(a2x, a2y)를 의미하고, 단위는 mm이다. 도 13로부터 명백한 바와 같이, 방형 도체 소자(31)의 모서리 부분(82)을 호상으로 형성함으로써 흡수 피크가 고 주파수측으로 시프트되지만, 흡수 효율을 높게 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 각 형상 부분(14, 15)의 길이(a2x, a2y)가 커짐에 따라 흡수 피크가 저 주파수측으로 시프트된다는 것을 알 수 있다. 또한, 방형 도체 소자(31)의 모서리 부분(82)을 호상으로 하고, 이것에 의한 흡수 피크의 고 주파수측으로의 시프트분을 보정하도록 각 형상 부분(14, 15)의 길이(a2x, a2y)를 크게 해서 저 주파수화를 도모함으로써 방형 도체 소자(31)의 모서리 부분(82)을 엣지 상으로 하는 경우에 비해, 흡수 효율을 높게 할 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시형태의 도체 소자(30, 31)를 도시하는 정면도이다. 본 발명의 다른 실시형태로서 예를 들면, 방형 도체 소자(31) 및 중간 도체 소자(19)의 적어도 어느 한쪽을 十자 도체 소자(30)에 대해 모서리 변위시켜, 가장자리변부가 x방향 및 y방향과 교차하는 방향으로 연장되도록 배치해도 좋다. 예를 들면, 도 14에 도시한 바와 같이 도 8에 도시한 각 모서리 부분(80 ∼ 82)이 호상으로 형성되는 구성에 있어서, 방형 도체 소자(31)를 각 가장자리변부가 x방향 및 y방향에 대해 45도 경사지도록 배치해도 좋다. 또한, 예를 들면 도 3에서 가상선(71)으로 도시한 바와 같이, 각 모서리 부분(80 ∼ 82)이 엣지 상으로 형성되는 구성에 있어서 방형 도체 소자(31)를 각 가장자리변부가 x방향 및 y방향에 대해 45도 경사지도록 배치해도 좋다. 어느 경우에나, 방형 도체 소자(31)를 모서리 변위시킴으로써 편파 방향에 의한 수신 효율의 차이의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시형태로서 전자파 흡수체는 가령, 난열제 또는 난열조제가 손실재층(3, 5) 등에 첨가되어 난연성, 준불연성 또는 불연성이 부여되고 있다. 이것에 의해 건물 내장재로서 적절히 사용될 수 있다.

난열제로서는 특별히 한정되지 않고 인 화합물, 붕소 화합물, 브롬계 난열제, 아연계 난열제, 질소계 난열제, 수산화물계 난열제 등이 적당량 사용될 수 있다. 인 화합물로서는 인산 에스터, 인산 티타늄 등을 들 수 있다. 붕소 화합물로서는 붕산 아연 등을 들 수 있다. 브롬계 난열제로서는 헥사브로모벤젠, 데카브로모벤질 페닐 에테르, 데카브로모벤질 페닐 옥사이드, 테트라브로모비스페놀, 브롬화 암모늄 등을 들 수 있다. 아연계 난열제로서는 탄산 아연, 산화 아연 또는 붕산 아연 등을 들 수 있다. 질소계 난열제로서는 예를 들면, 트리아진화합물, 힌더드 아민 화합물, 또는 멜라민시아누레이트, 멜라민구아니딘 화합물과 같은 멜라민계 화합물 등을 들 수 있다. 수산화물계 난열제로서는 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 등을 들 수 있다.

본 발명의 구성 재료 중 제 1 손실층(5)은 폴리머, 목재, 석고재 등의 유전재이며, 복소비 유전율을 가지는 것이면 사용가능하다. 실수부비 유전율이 증가하면 허수부비 유전율도 증가하여 유전 손실성이 커진다. 복소비 유전율을 올리기 위해 폴리머 등으로 충전되는 유전 손실재로서는 예를 들면, 퍼니스 블랙(furnace black)이나 채널 블랙(channel black) 등의 카본 블랙(carbon black), 스테인레스강이나 구리나 알루미늄 등의 도전 입자, 그라파이트, 탄소 섬유, 산화 티타늄, 티타늄산 바륨, 티타늄산 칼륨 등을 사용할 수 있다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 유전 손실재는 카본 블랙이며 특히, 질소 흡착비 표면적[ASTM(American Society for Testing and Materials) D3037-93]이 100∼1000m²/g, DBP흡유량(ASTM D2414-96)이 100∼5OOcm³/1OOg인 카본 블랙이 적합하다.

DBP 흡유량이라고 하는 것은, 가소제의 일종인 DBP(dibutyl phthalate의 약자)의 흡수량(단위 cm³/1OOg)이다. 예를 들면, SHOWA CABOT K.K 제조의 상품명 IP1000 및 LION AKZO CO.,LTD 제조의 상품명 Ketjenblack EC 등을 사용하고 있다. 질소 흡착비 표면적이 1OOm²/g이하인 경우는 충분한 복소비 유전율이 얻어지지 않고 1OOOm²/g이상인 경우는 유전 손실 재료의 분산성이 현저히 나빠진다. DBP 흡유량이 10Ocm³/10Og이하의 경우는 충분한 복소비 유전율이 얻어지지 않고, 5OOcm³/1OOg이상인 경우는 가공성이 현저히 나빠진다.

허수부비 유전율이 커지게 되면 도전성이 발현되어서, 결과적으로 전자파 흡수 성능이 현저히 손상된다. 유전 손실 효과를 올리기 위해서는 한계가 있고, 복소비 투자율과의 관계에서 최적화되게 된다.

제 1 손실재층(5)은 유전 손실재와 병용해서, 또는 독립적으로 자성 손실재를 이용할 수 있다. 자성 손실성(고 허수부비 투자율)을 부여하기 위해서는 폴리머, 석고, 시멘트 등으로 자성 손실재를 충전해서 작성할 수 있다. 충전되는 자성 손실재로서는 예를 들면, 페라이트, 철합금, 순철, 산화철 등의 강자성 재료의 입자를 들 수 있다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 페라이트로서는 저 비용으로 복소비 투자율이 높은 소프트 페라이트계 재료인 Mn-Zn페라이트(비중 = 5)이다. 페라이트의 치수로서는 0.1∼100㎛의 평균 입경의 것이 적합하고, 보다 바람직하게는 1∼1O㎛이다. 평균 입경이 O.1㎛미만인 것은 분산성이 나쁘고, lOO㎛을 초과하면 가공성이 나빠진다.

본 발명으로 있어서는 상기의 자성 손실재를 사용했지만, 이것에 한정되지 않고 다른 종류 및 형상의 자성 손실재를 사용하는 것도, 또는 병용하는 것도 가능하다.

본 발명의 전자파 흡수층이라고도 불리는 제 1 손실재층(5)에 복소비 투자율을 부여하기 위해, 자성 손실재를 이용하는 것을 조건으로 하고 있지만, 자성 손실재는 무겁고, 다량으로 배합하면 전자파 흡수체의 중량을 현저히 증가시키게 된다. 따라서, 자성 손실재의 첨가량을 최소한으로 해서 적당한 양의 유전 손실재를 병용하는 배합을 사용해도 좋다. 구체적으로는, 본 발명에서는 카본 블랙과 Mn-Zn페라 이트의 병용, 그리고 그라파이트와 Mn-Zn페라이트의 병용을 사용하고 있다.

제 1 손실재층(5)에 사용되는 폴리머 재료[비히클(vehicle)]로서는, 합성 수지, 고무, 및 열가소성 탄성중합체를 사용하고 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 이들의 공중합체, 폴리부타디엔 및 이들의 공중합체 등의 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리초산비닐, 에폭시 수지, 에틸렌―초산비닐 공중합체 등의 열가소성 수지 또는 열경화성 수지나 역청(bitumen), 전자선 또는 UV 가교 폴리머 등을 들 수 있다.

상기 고무로서는 예를 들면, 천연 고무의 이외, 스티렌-부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 아크릴 고무, 염소화 폴리에틸렌 고무, 수소 첨가 니트릴 고무, 실리콘 고무 등의 각종 합성 고무 단독, 또는 이들 고무를 각종 변성 처리로서 개질한 것을 사용할 수 있다.

열가소성 탄성중합체로서는 예를 들면, 염소화 폴리에틸렌, 폴리스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리염화 비닐계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 등의 각종 열가소성 탄성중합체를 사용할 수 있다.

이들 폴리머는 단독으로 사용되는 것 이외에 복수를 조합해서 사용할 수 있다. 수지 및 열가소성 탄성중합체 재료에는 필요에 따라 가소제, 또한 안정제, 보강용 충전제, 유동성 개량제, 난열제 등을 적당히 첨가한 수지 조성물로서 사용할 수 있다. 고무 재료에는 가황제 외, 가황 촉진제, 노화 방지제, 연화제, 가소제, 충전제, 착색제, 난열제 등을 배합할 수 있다.

제 1 손실재층(5)은 상기 폴리머 이외의, 석고재, 시멘트재 등으로 이루어져도 좋고, 충전재를 배합하는 것이 가능한 재료를 적당히 선택할 수도 있다.

자성 손실재 및 유전 손실재의 폴리머 재료에의 배합량은 도체 소자층을 부여한 구성에 의해 소망의 특정 주파수 대역에 있어서 높은 흡수 성능(높은 수신 효율)이 얻어지도록 결정하면 좋다. 즉, 자성 손실재 및 유전 손실재의 배합량이 적정량 보다도 적을 경우는 재료의 복소비 유전율 및 복소비 투자율이 실수부, 허수부 모두 지나치게 낮아져서 각 금속제 도체 소자층(6, 4)에 의해서도 대상으로 삼은 전자파의 주파수로 정합할 수 없게 되고, 반대로, 자성 손실재 및 유전 손실재의 배합량이 적정량 보다도 많을 경우는 재료의 복소비 유전율 및 복소비 투자율이 실수부, 허수부 모두 지나치게 높아져서 대상으로 삼은 전자파의 주파수로 정합할 수 없게 된다. 이들 배합량을 조절해서 광대역에 걸쳐 전자파를 흡수할 수 있는 전자파 흡수체(1)를 실현함으로써 요구되는 높은 두께 정밀도의 문제를 회피하여, 보다 용이하게 전자파 흡수체(1)를 제조할 수 있다.

제 2 손실재층(3)에 대해서도, 제 1 손실재층(5)과 마찬가지의 손실재를 이용할 수 있고, 동일한 손실재라도 좋으며, 다른 손실재라도 좋다. 용도에 맞추어, 염화 비닐 수지, 멜라민 수지, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 목재, 플라스터, 시멘트, 세라믹스, 부직포, 발포 수지, 단열재, 난열지를 포함하는 종이, 유리 패브릭(glass fabrics) 등의 도전성을 가지지 않는 유전재료이면 사용할 수 있다. 물론, 유전 손실재나 자성 손실재를 적당히 배합할 수도 있다.

전자파 반사판(2)은 금, 백금, 은, 니켈, 크롬, 알루미늄, 구리, 아연, 납, 텅스텐, 철 등의 금속이라도 좋고, 수지에 상기 금속 분말, 도전성 카본 블랙이 혼입된 수지 혼합물, 또는 도전성 수지 필름 등이라도 좋다. 상기 금속 등이 판, 시트, 필름, 부직포, 천 등으로 가공된 것이라도 좋다. 또한, 금속 호일(foil)과 유리 패브릭을 조합시킨 형태라도 좋다. 또는, 합성 수지성 필름 상에 막두께 예를 들면, 600Å의 금속층이 형성된 구성을 가져도 좋다. 또한, 도전 잉크(도전율이 10,O0OS/m 이상)를 기판상에 도포한 구성이라도 좋다.

상기의 전자파 반사판(2)의 구성 재료를 사용하여 도체 소자층(6) 및 도체 소자층(4)의 제 1 및 제 2 금속제 도체 소자를 형성할 수 있다. 제 1 및 제 2 금속제 도체 소자는 필름 상에 알루미늄 등의 증착, 에칭 처리 또는 스크린 인쇄, 그라비어(gravure) 인쇄, 잉크젯 등의 방법으로 형성되어도 좋다. 그러나, 이것들에 한정되지 않고, 예를 들면 제 1 및 제 2 도체 소자군의 각 소자 모양을 전자파 흡수층(5) 또는 유전체층(3)에 직접 증착, 인쇄, 및 도공(塗工)시켜 기재가 되는 필름을 사용하지 않고 이용하는 것도 가능하다.

이하에서 본건 발명자의 실험 결과를 설명한다.

실시예 1

전자파 반사판(2)은 예를 들면, 알루미늄 증착 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이다. 제 2 손실재층(3)은 폴리에틸렌 수지의 발포체를 사용하고, 그 복소비 유전율(실수부)(ε)은 1.25(2.4GHz)이며, 두께는 1.5mm이다. 제 1 손실재층(5)은 클로로프렌 고무 100중량부와, 유전 손실재로서 Ketjenblack EC(LION AKZO CO.,LTD 제조의 상품명) 8중량부, 자성 손실재로서 페라이트(TODA KOGYO CORP. 제 조의 상품명 KNS-415) 분말1OO중량부를 혼련하고, 시트 상(1mm 두께)으로 가황 성형해서 사용한다.

이 시점에서, 가황 고무 시트의 복소비 유전율 및 복소비 투자율을 동축관법(S 파라메타법)에 의해 측정했다. 그 결과와 전자파 흡수체(1)의 적층 조건을 고려하여 전자파 해석에 의해 정합을 얻기 위한 최적값 조건을 구했다. 이 계산 결과에 의거해서 제 1 도체 소자층(6) 및 제 2 도체 소자층(4)의 금속제 도체 소자(12, 18)의 치수를 결정하고, 그것들의 각 도체 소자층(6, 4)을 작성했다.

제 1 도체 소자층(6)은 막두께 12㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 기재(11) 상에 두께 600Å의 알루미늄으로 구성했다. 제 1 도체 소자군(12)의 각 소자(30, 31)의 치수는 각 형상 부분(14, 15)의 폭(a1y, a1x)은 2.5mm이며, 十자 소자 간격(c2x, c2y)은 1mm이고, 따라서, 제 1 도체 소자군(12)은 각 형상 부분(14, 15)의 길이(b2x, b2y)에 1mm를 가산한 배치 간격으로 형성된다. 방형 도체 소자(31)의 x방향 및 y방향의 치수(한 변의 치수)(b1x, b1y)는 12.5mm이다. 방사 방형 간격(c1x, c1y)은 1mm이다.

제 1 도체 소자층(6)은 막두께 12㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 기재(17) 상에 두께 600Å의 알루미늄으로 구성했다. 제 2 도체 소자군(18)은 각 도체 소자(19)의 x방향 및 y방향의 치수(한 변의 치수)(e1x, e1y)는 각 형상 부분(14, 15)의 길이(a2x, a2y)의 2분의 1이다. 제 2 도체 소자군(18)은 각 형상 부분(14, 15)의 길이(b2x, b2y)에 1mm를 가산한 배치 간격으로 형성된다. 적층 시, 제 1 도체 소자군(12)과 제 2 도체 소자군(18)은 상기한 바와 같이, 배치되어 적층 된다.

또한, 제 1 도체 소자층(6), 제 1 손실재층(5), 제 2 도체 소자층(4), 제 2 손실재층(3)(PET), 전자파 반사판(2)의 순서로 적층해서 전자파 흡수체(1)를 도 1과 같이 구성했다. 전자파 흡수체(1)의 총 두께[표면 유전체층(7)을 제외함)는 약 2.5mm이다. 이 실시예에서는 두께 1.8mm의 표면층(7)을 형성하고 있고, 그 복소비 유전율(실수부)(ε)은 4(2.4GHz)이다. 즉, 이 예에서는 표면층(7)도 또한 손실재이다.

도 15는 실시예1의 전자파 흡수체(1)의 전자파 흡수 특성을 도시하는 그래프이다. 도 9에 있어서, 횡축은 전자파의 주파수이며, 종축은 전자파의 흡수 성능을 나타내는 반사 특성을 도시한다. 도 9는 각 형상 부분(14, 15)의 길이(b2x, b2y)를 변화시킴과 아울러, 이것에 의존하는 제원을 변화시켰을 경우의 수직 입사의 경우의 시뮬레이션 결과[전자계 해석 소프트 Micro-stripes(등록상표) 사용]이다. 도 9에서는 각 형상 부분(14, 15)의 길이(b2x, b2y)가 동일하므로 「b2」로서 도시한다.

이 결과로부터, 전자파 흡수체(1)의 총 두께를 약 2.5mm로 얇게 하고, 수직 입사로 15dB이상의 흡수 특성 바꾸어 말하면, -15dB이하의 반사 계수의 전자파 흡수체(1)를 얻을 수 있다.

도 16(1) 및 도 16(2)은 프리 스페이스법(free space method)에 의한 실측 결과를 도시하는 그래프이다. 전자파 흡수 성능은 프리 스페이스법에 의한다. 프리 스페이스법은 자유 공간에 배치된 측정 시료인 전자파 흡수체(1)에 평면파를 조사 하고, 그 때의 반사 계수 및 투과 계수를 주파수, 입사 각도, 편파를 변화시켜 측정하여 재료의 복소비 유전율 및 복소비 투자율을 얻는 방법이며, 이와 같이 해서 얻어진 복소비 유전율 및 복소비 투자율로부터 전자파 흡수체(1)의 전자파 흡수량을 계산해서 구한다. 이 때, TE파와 TM파에서 측정을 행하고 있다. 사용한 기기는 네트워크 분석기(Agilent Technologies. 제조의 상품명 HP8722D)이며, 안테나는 더블 릿지드(double-ridged) 안테나이다. 전파 흡수체인 측정 시료의 직사각형 각 변의 사이즈는 500×500(mm) 및 1000×1000(mm)이다.

이와 같이, 十자 도체 소자(30)와 방형 도체 소자(31)를 포함하는 제 1 도체 소자군(12)을 가지는 소자 수신 수단(100), 다른 관점에서 보면 제 1 도체 소자군(12)을 가지는 제 1 도체 소자층(6)을 형성함으로써 종래의 기술[일본 특허 공개 평6-164184, 일본 특허 제3076473(일본 특허 공개 평6-244583), 일본 특허 제3209456(일본 특허 공개 평6-140787), 일본 특허 제3209453(일본 특허 공개 평6-45782), 일본 특허 공개 평6-252582, 일본 특허 공개 평6-224568, 일본 특허 공개 평9-148782, 일본 특허 공개 평10-224075, 일본 특허 공개 평11-204984, 일본 특허 공개 평11-195890 및 일본 특허 공개 2003-243876]의 패턴, 十자 형상부만의 패턴 및 폐루프(□)만의 패턴에서는 수직 입사로 15dB이상의 흡수 특성을 달성하기 위해 4mm이하로 할 수 없었던 2.4GHz대용 전자파 흡수체(1)의 총 두께를 약 2.5mm로 작게 할 수 있었다.

이 전자파 흡수체(1)는 무선 LAN에 사용되는 주파수(2.4GHz)에 대해서도 10dB이상의 흡수 특성을 달성하는 것이 명백해서 유용하다. 또한, 상기한 바와 같 이 얇게 형성할 수 있고, 중량도 3.6kg/m²로 경량화를 달성하고 있다. 또한, 총 두께를 작게 할 수 있으므로 현장에서의 간단한 공구에 의한 재단 가공이 가능해서 가공성에도 뛰어나다. 또한, 인열 강도(tear strength)가 78N/mm(JIS K 6254)로 우수하다.

실시예 2

실시예2는 도체 소자의 형상의 실시예1과 동일한 제 1 도체 소자층(6)을 사용하고, 제 2 도체 소자층(4)을 사용하지 않는 구성이다. 도 17은 제 2 도체 소자층(4)이 없는 구성에서의 결과를 도시하는 그래프이다. 제 1 손실재층(5)은 2층으로 구성되고, 제 1 도체 소자층(6)에 가까운 층이 페라이트 및 카본 블랙을 첨가한 PVC(염화 비닐 수지) 0.5mm두께와 페라이트를 첨가하지 않은 PET 2mm두께로 이루어진 총 두께 2.5mm두께의 전자파 흡수체(1)이다. PVC층의 유전율은 실수부가 16, 허수부가 3(2.4GHz), 투자율은 실수부가 1.43, 허수부가 0.5(2.4GHz)이며, PET의 유전율은 3.1(2.4GHz), 투자율은 실수부가 1, 허수부가 0(2.4GHz)이다.

이 결과로부터, 전자파 흡수체(1)의 총 두께를 약 2.5mm로 얇게 하고, 수직 입사로 10dB 이상의 흡수 특성, 바꾸어 말하면 -10dB 이하의 반사 계수의 전자파 흡수체(1)를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 얇게 형성할 수 있고, 중량도 3.3kg/m²로 경량화를 달성하고 있다. 또한, 현장에서의 간단한 공구에 의한 재단 가공이 가능해서 가공성에도 뛰어나다. 또한, 인열 강도가 59N/mm(JIS K 6254)로 우수하다.

실시예 3

실시예3은 도체 소자의 형상의 실시예1와 동일한 제 1 도체 소자층(6)을 사용하고, 제 2 도체 소자층(4)을 사용하지 않는 구성이다. 도 18은 제 2 도체 소자층(4)이 없는 구성에서의 결과를 도시하는 그래프이다. 제 1 손실재층(5)은 2층으로 구성되고, 제 1 도체 소자층(6)에 가까운 층이 페라이트 및 카본 블랙을 첨가한 PVC(염화 비닐 수지) 0.5mm두께와 페라이트를 첨가하지 않은 PVC 1mm두께로 이루어진 총 두께 1.5mm두께의 전자파 흡수체(1)이다. PVC층의 유전율은 실수부가 16, 허수부가 3(2.4GHz), 투자율은 실수부가 1, 허수부가 0(2.4GHz)이며, PET의 유전율은 3.1(2.4GHz), 투자율은 실수부가 1, 허수부가 0(2.4GHz)이다.

이 결과로부터, 전자파 흡수체(1)의 총 두께를 약 1.5mm로 얇게 하고, 수직 입사로 10dB 이상의 흡수 특성, 바꾸어 말하면 -10dB 이하의 반사 계수의 전자파 흡수체(1)를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 얇게 형성할 수 있고, 중량도 2.3kg/m²로 경량화를 달성하고 있다. 또한, 현장에서의 간단한 공구에 의한 재단 가공이 가능해서 가공성에도 뛰어나다. 또한, 인열 강도가 53N/mm(JIS K 6254)로 우수하다.

실시예 4

실시예4는 도체 소자를 실시예1 및 2와 동일한 형상으로 한 제 1 도체 소자층(6)을 사용하고, 제 2 도체 소자층(4)을 사용하지 않는 구성이다. 도 19는 제 2 도체 소자층(4)이 없는 구성에서의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프이다. 제 1 손실재층(5)은 1층으로 구성되고, 페라이트를 첨가하지 않는 EVA수지 2.5mm두께로 이루어진 총 두께 2.5mm두께의 전자파 흡수체(1)이다. EVA수지층의 유전율은 2.5(2.4GHz), 투자율은 1(2.4GHz)이다.

이 결과로부터, 전자파 흡수체(1)의 총 두께를 약 2.5mm로 얇게 하고, 수직입사로 10dB이상의 흡수 특성, 바꾸어 말하면 -10dB이하의 반사 계수의 전자파 흡수체(1)를 얻을 수 있다.

이상과 같이 얇게 형성할 수 있고, 중량도 2.9kg/m²로 경량화를 달성하고 있다. 또한, 현장에서의 간단한 공구에 의한 재단 가공이 가능해서 가공성에도 뛰어나다. 또한, 인열 강도가 56N/mm(JIS K 6254)로 우수하다.

비교예 1

루프 구조의 패턴을 사용하고, 이것을 제 1 도체 소자층(6)을 대신해서 사용했다. 루프(정방형)의 사이즈는 외주부의 한 변 a5 = b6 = 10mm, 폐루프의 도체부인 형상 부분(24, 25)의 선 폭 b5 = a6 = 1mm, 각 루프의 간격 c5 = c6 = 12mm이다. 또한, 제 1 손실재층(5)은 1층이며, 자성 고무(클로로프렌 고무) 100중량부와, 유전 손실재로서 Ketjenblack EC(LION AKZO CO.,LTD 제조의 상품명) 8중량부, 자성 손실재로서 페라이트(TODA KOGYO CORP. 제조의 상품명 KNS-415) 분말 100중량부를 혼련하고, 시트 상으로 가황 성형(작성)해서 3mm두께를 사용한다. [자성 고무의 동축관법(S 파라메타법)에 의해 구해진 실수부 복소비 유전율이 14, 허수부 복소비 유전율이 2이다.] 손실재층(3)으로서 발포 폴리에틸렌의 두께1.5mm를 사용했다.

이 비교예에 있어서도 고 흡수 성능을 나타내지만(도 20), 전자파 흡수체(1)의 총 두께가 4.5mm로 두껍고, 중량도 7kg/m²로 무거우며, 그 결과 유연성에도 나쁘고, 시공성에도 좋지 않은 것이었다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 상기의 실시형태는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명의 범위는 청구범위에 표현되는 것으로서 명세서 본문에는 아무런 구속을 받지 않는다.

또한, 청구범위의 균등범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내인 것이다.

본 발명에 의하면, 수신 효과가 높은 소자 수신 수단을 이용해서 전자파를 수신하도록 해서, 종래의 기술[일본 특허 공개 평6-164184, 일본 특허 제3076473(일본 특허 공개 평6-244583), 일본 특허 제3209456(일본 특허 공개 평6-140787), 일본 특허 제3209453(일본 특허 공개 평6-45782), 일본 특허 공개 평6-252582, 일본 특허 공개 평6-224568, 일본 특허 공개 평9-148782, 일본 특허 공개 평10-224075, 일본 특허 공개 평11-204984, 일본 특허 공개 평11-195890 및 일본 특허 공개 2003-243876]에 개시된 패턴층을 사용하는 전파 흡수체 보다도 높은 수집 효율로 전자파를 수집할 수 있다. 따라서, 전자파 흡수 성능을 높게 하고, 고 전자파 흡수 성능을 가지면서, 얇고, 가벼우며, 또한 연하고, 강도적 및 시공성에 뛰어난 전자파 흡수체를 실현할 수 있다. 패턴을 수신 소자로서 취함으로써 건물 내장용의 재료 등의 이종 재료와 조합시켜서 전자파 흡수 성능을 가지는 설계가 가능하게 되고, 내장재 등으로서의 설계 및 제조가 용이해진다.
또한, 모서리 부분을 호상으로 형성함으로써 대응하는 공진 주파수와 동일한 주파수의 전자파의 흡수 효율을 높게 할 수 있다. 따라서, 두께가 얇고 또한 흡수 효율이 높은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, FDTD 해석법에 의한 계산에 의해 도체 소자의 신규한 조합을 제안하고, 그 결과 종래부터 있는 패턴을 사용한 전자파 흡수체 보다도 (자성) 손실재층을 얇게 할 수 있어 전자파 흡수체의 전체 두께를 더욱 얇게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 전자파 흡수체의 설치 장소의 영향을 받아 도체 소자의 공진 주파수가 변화되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 도체 소자의 도전율을 높게 해서 수신 효율을 높게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 도체 소자에 있어서의 1O,OOOS/m이상의 도전율을 안정적으로 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 두께가 0.1mm이상 4mm이하이므로 박형 및 경량이며, 유연성이 높고, 또한 강도적으로 뛰어난 전자파 흡수체를 실현할 수 있고, 취급이 용이하며, 시공성이 뛰어난 또한 설치 장소의 제한이 적은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 질량이 O.2kg/m²이상 5kg/m²이므로 박형 및 경량이며, 유연성이 높고, 또한 강도적으로 뛰어난 전자파 흡수체를 실현할 수 있고, 취 급이 용이하며, 시공성이 뛰어난 또한 설치 장소의 제한이 적은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 十자 도체 소자와 방형 도체 소자를 구비하며, 각 도체 소자의 치수가 흡수되어야 할 전자파에 대해 공진하도록 최적화되어 있다. 따라서, 효율적으로 전자파를 수신하는 소자 수신 수단을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 十자 도체 소자와 방형 도체 소자의 조합이며, 수신 효율이 최적(높아지는)인 조합이다. 따라서 흡수 효율이 높은 전자파 흡수체를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 각 도체 소자 간의 간격 치수의 조정에 의해 공진 주파수의 저 주파수화가 가능해서 전자파 흡수체의 전체의 두께를 얇게 할 수 있다.

삭제

또한, 본 발명에 의하면, 전자파의 흡수 효율이 높아지도록 손실재의 특성값이 결정되어 있어 전자파를 효율적으로 흡수할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 난연성, 준불연성 또는 불연성이 부여되어 있어 건물 내장재 또는 거기에 적층해서 적절히 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 전자파 흡수체를 사용하여 높은 흡수 효율로 전자파를 흡수할 수 있다.

Claims

수신 동작이 상이한 복수 종류의 도체 소자를 포함하고, 미리 정해진 공진 주파수를 가지는 복수의 도체 소자를 구비하며, 상기 각 도체 소자가 서로 분리된 상태에서 전자파 입사 방향과 교차하는 방향으로 나열되어 배치되고,

상기 각 도체 소자의 형상은 다각형상이며, 1개 이상의 모서리 부분이 상기 공진 주파수에 대응한 곡률 반경의 호상인 소자 수신 수단과;

전자파의 에너지를 손실시키는 손실재를 포함하고,

복수 종류의 도체 소자 중 1종류의 도체 소자는 十자 형상으로 형성되는 十자 도체 소자이고, 다른 종류의 도체 소자는 면 상으로 형성되는 방형 도체 소자이며,

상기 각 十자 도체 소자는 전자파 입사 방향과 교차하는 방향으로 정렬되어 배치되고, 상기 각 방형 도체 소자는 十자 도체 소자에 둘러싸여지는 영역에 그 영역을 채우도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항에 있어서,

상기 각 도체 소자는 전자파 입사 방향과 교차하는 방향에 더해서 전자파 입사 방향으로도 나열되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 소자 수신 수단에 대해 전자파 입사측과는 반대측에 배치되고, 전자파를 반사하는 전자파 반사 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 도체 소자의 도전율은 10,000S/m이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 도체 소자는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

두께가 0.1mm이상 4mm이하인 시트 상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

단위 면적 당 질량이 0.2kg/m²이상 5kg/m²이하인 시트 상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 十자 도체 소자는 방사상으로 연장되는 부분을 서로 맞대어지도록 배치하고, 방형 도체 소자는 十자 도체 소자에 둘러싸여지는 영역에 대응하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 각 도체 소자간의 간격 치수는 각 도체 소자가 가지는 공진 주파수를 낮추도록 결정되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 손실재의 특성값은 상기 각 도체 소자가 가지는 공진 주파수에 의거하여 상기 공진 주파수와 동일한 주파수의 전자파의 흡수 효율이 높아지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

난연성, 준불연성 또는 불연성이 부여되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 전자파 흡수체를 사용하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 방법.