JP7197754B2

JP7197754B2 - radio wave absorber

Info

Publication number: JP7197754B2
Application number: JP2021050426A
Authority: JP
Inventors: 和宏 ▲高▼萩; 義隆吉積
Original assignee: 防衛装備庁長官
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2022-12-28
Anticipated expiration: 2041-03-24
Also published as: JP2022148666A

Description

本発明は、照射された特定の周波数帯の電波を熱に変換して伝搬を遮断するエネルギーバンドギャップ型の電波吸収体に係り、特に非蓄熱機能を備え、黒体放射と同等の高い熱放射率を有する電波吸収体に関するものである。 The present invention relates to an energy bandgap type radio wave absorber that converts radiated radio waves in a specific frequency band into heat and blocks the propagation of the radio waves. It relates to a radio wave absorber having a modulus.

下記特許文献１には、熱伝導特性と電磁波抑制特性の両方の機能を付与するため、粒径と電気抵抗率が異なる２種類の磁性金属粒子を可撓性樹脂材料に含有させた電磁波吸収性熱伝導シートの発明が開示されている。 In Patent Document 1 below, in order to provide both heat conduction characteristics and electromagnetic wave suppression characteristics, two types of magnetic metal particles having different particle sizes and electrical resistivities are included in a flexible resin material to absorb electromagnetic waves. An invention of a thermally conductive sheet is disclosed.

下記特許文献２には、エネルギーバンドギャップ等の構造を備えたメタマテリアルを用いた電波反射板と、この電波反射板を設けたアンテナの発明が開示されている。この電波反射板は透明で、柔軟性を有し、筒状とすることもできるため、これを設けたアンテナは、アンテナ性能を下げることなく、透明部分や曲面等へ適用可能であるものとされている。 Patent Literature 2 listed below discloses a radio wave reflector using a metamaterial having a structure such as an energy bandgap, and an invention of an antenna provided with this radio wave reflector. Since this radio wave reflector is transparent, flexible, and can be made into a cylindrical shape, antennas equipped with this plate can be applied to transparent parts, curved surfaces, etc., without degrading antenna performance. ing.

国際公開ＷＯ２０１３／０２４８０９International publication WO2013/024809 特開２００８－２１９１２５号Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-219125

上記特許文献１に記載の電磁波吸収性熱伝導シートは、導電材料と樹脂基材から構成されているため、熱伝導性は高いが高耐電力性はなく、特定のマイクロ波帯域の高強度電波を吸収することはできなかった。 The electromagnetic wave absorbing heat conductive sheet described in Patent Document 1 is composed of a conductive material and a resin base material, so it has high thermal conductivity but does not have high power resistance. could not be absorbed.

上記特許文献２に記載のアンテナに設けられた電波反射板は、エネルギーバンドギャップ型の電波吸収体に相当し、メッシュ構造を有する金属のパッチアレイで構成されており、吸収した電波を熱に変換することはできるが、表面及び裏面は略平坦な金属面であるため、熱は放射されずに内部へ蓄熱してしまう。金属構造であるため熱拡散速度は早いが、大気中への放熱は限定的であるため、特定のマイクロ波帯域の高強度電波に対して長時間使用することはできなかった。 The radio wave reflector provided in the antenna described in Patent Document 2 corresponds to an energy bandgap type radio wave absorber, is composed of a metal patch array having a mesh structure, and converts the absorbed radio waves into heat. However, since the front and back surfaces are substantially flat metal surfaces, heat is accumulated inside without being radiated. Although the heat diffusion rate is high due to the metal structure, the heat radiation to the atmosphere is limited, so it could not be used for a long time against high-intensity radio waves in a specific microwave band.

本発明は、以上説明した従来の技術の課題に鑑みてなされたものであり、電波を熱に変換して伝搬を遮断するエネルギーバンドギャップ型の電波吸収体において、効果的な非蓄熱機能を備え、黒体放射と同等の高い熱放射率を有するため、特定のマイクロ波帯域の高強度電波に対して長時間使用することが可能な電波吸収体を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional technology described above, and is an energy bandgap type radio wave absorber that converts radio waves into heat and blocks propagation, and has an effective non-heat storage function. The object of the present invention is to provide a radio wave absorber that can be used for a long time against high-intensity radio waves in a specific microwave band because it has a high thermal emissivity equivalent to that of black body radiation.

請求項１に記載された電波吸収体は、
誘電体層と、
前記誘電体層の一方の面に互いに所定の間隔をおいて規則的に配列された所定形状の複数のパッチから構成された第１金属層と、
前記誘電体層の他方の面に形成された第２金属層と、
を具備し、
前記第１金属層に照射された所定の周波数領域の電波を熱に変換して伝搬を遮断するエネルギーバンドギャップ型の電波吸収体であって、
前記第１金属層は、
前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収によって電波から変換された熱を赤外線として高熱放射率で放射するために所定の厚さで形成された下地金属層と、
前記下地金属層の上に設けられ、前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収と、黒体放射と同等の熱放射率を両立させる微細放熱構造が設けられた表面金属層と、
から構成されており、
前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収は、前記下地金属層と、前記誘電体層と、第２金属層によって実現されており、
電波から変換された熱の赤外線による放射は、前記表面金属層と、前記下地金属層によって実現されていることを特徴としている。 The radio wave absorber according to claim 1,
a dielectric layer;
a first metal layer composed of a plurality of patches of a predetermined shape arranged regularly at predetermined intervals on one surface of the dielectric layer;
a second metal layer formed on the other surface of the dielectric layer;
and
An energy band gap type radio wave absorber that converts radio waves in a predetermined frequency range irradiated to the first metal layer into heat to block propagation ,
The first metal layer is
a base metal layer formed with a predetermined thickness in order to radiate heat converted from radio waves by the energy bandgap type radio wave absorption as infrared rays with a high thermal emissivity;
A surface metal layer provided on the base metal layer and provided with a fine heat dissipation structure that achieves both the energy bandgap type radio wave absorption and a thermal emissivity equivalent to black body radiation;
is composed of
The energy bandgap type radio wave absorption is realized by the underlying metal layer, the dielectric layer, and a second metal layer,
The infrared radiation of heat converted from radio waves is characterized in that it is realized by the surface metal layer and the base metal layer .

請求項２に記載された電波吸収体は、
誘電体層と、
前記誘電体層の一方の面に互いに所定の間隔をおいて規則的に配列された所定形状の複数のパッチから構成された第１金属層と、
前記誘電体層の他方の面に形成された第２金属層と、
を具備し、
前記第１金属層に照射された所定の周波数領域の電波を熱に変換して伝搬を遮断するエネルギーバンドギャップ型の電波吸収体であって、
前記第２金属層は、
前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収によって電波から変換された熱を赤外線として高熱放射率で放射するために所定の厚さで形成された下地金属層と、
前記下地金属層の上に設けられ、前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収と、黒体放射と同等の熱放射率を両立させる微細放熱構造が設けられた表面金属層と、
から構成されており、
前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収は、前記第１金属層と、前記誘電体層と、前記下地金属層によって実現されており、
電波から変換された熱の赤外線による放射は、前記表面金属層と、前記下地金属層によって実現されていることを特徴としている。 The radio wave absorber according to claim 2,
a dielectric layer;
a first metal layer composed of a plurality of patches of a predetermined shape arranged regularly at predetermined intervals on one surface of the dielectric layer;
a second metal layer formed on the other surface of the dielectric layer;
and
An energy band gap type radio wave absorber that converts radio waves in a predetermined frequency range irradiated to the first metal layer into heat to block propagation,
The second metal layer is
a base metal layer formed with a predetermined thickness in order to radiate heat converted from radio waves by the energy bandgap type radio wave absorption as infrared rays with a high thermal emissivity;
A surface metal layer provided on the base metal layer and provided with a fine heat dissipation structure that achieves both the energy bandgap type radio wave absorption and a thermal emissivity equivalent to black body radiation;
is composed of
The energy bandgap type radio wave absorption is realized by the first metal layer, the dielectric layer, and the base metal layer,
The infrared radiation of heat converted from radio waves is characterized in that it is realized by the surface metal layer and the underlying metal layer .

請求項３に記載された電波吸収体は、
誘電体層と、
前記誘電体層の一方の面に互いに所定の間隔をおいて規則的に配列された所定形状の複数のパッチから構成された第１金属層と、
前記誘電体層の他方の面に形成された第２金属層と、
を具備し、
前記第１金属層に照射された所定の周波数領域の電波を熱に変換して伝搬を遮断するエネルギーバンドギャップ型の電波吸収体であって、
前記第１金属層と前記第２金属層は、
前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収によって電波から変換された熱を赤外線として高熱放射率で放射するために所定の厚さで形成された下地金属層と、
前記下地金属層の上に設けられ、前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収と、黒体放射と同等の熱放射率を両立させる微細放熱構造が設けられた表面金属層と、
から構成されており、
前記エネルギーバンドギャップ型の電波吸収は、前記第１金属層の前記下地金属層と、前記誘電体層と、前記第２金属層の前記下地金属層によって実現されており、
電波から変換された熱の赤外線による放射は、前記第１金属層及び前記第２金属層の前記表面金属層及び前記下地金属層によって実現されていることを特徴としている。 The radio wave absorber according to claim 3,
a dielectric layer;
a first metal layer composed of a plurality of patches of a predetermined shape arranged regularly at predetermined intervals on one surface of the dielectric layer;
a second metal layer formed on the other surface of the dielectric layer;
and
An energy band gap type radio wave absorber that converts radio waves in a predetermined frequency range irradiated to the first metal layer into heat to block propagation,
The first metal layer and the second metal layer are
a base metal layer formed with a predetermined thickness in order to radiate heat converted from radio waves by the energy bandgap type radio wave absorption as infrared rays with a high thermal emissivity;
A surface metal layer provided on the base metal layer and provided with a fine heat dissipation structure that achieves both the energy bandgap type radio wave absorption and a thermal emissivity equivalent to black body radiation;
is composed of
The energy bandgap type radio wave absorption is realized by the base metal layer of the first metal layer, the dielectric layer, and the base metal layer of the second metal layer,
The infrared radiation of heat converted from radio waves is realized by the surface metal layer and the base metal layer of the first metal layer and the second metal layer .

請求項１乃至３に記載された電波吸収体によれば、規則的に配列された所定形状のパッチから構成される第１金属層と、第２金属層とによって誘電体層を挟んだエネルギーバンドギャップ構造を備えているため、第１金属層に向けて照射された所定周波数帯域の電波を吸収して熱に変換し、当該電波の伝搬を確実に遮断するとともに、第１金属層と第２金属層の少なくとも一方に形成された微細放熱構造によって黒体放射と同等の熱放射率で熱を放散することができる。蓄熱された熱は誘電体層の組成に影響し、エネルギーバンドギャップの形成に影響を及ぼすが、この電波吸収体によればそのような蓄熱による不都合はなく、例えば特定のマイクロ波帯域の高強度電波を吸収する用途に長時間適用することが可能となる。 According to the radio wave absorber described in claims 1 to 3 , the energy band in which the dielectric layer is sandwiched between the first metal layer composed of regularly arranged patches of a predetermined shape and the second metal layer Since it has a gap structure, it absorbs radio waves in a predetermined frequency band irradiated toward the first metal layer and converts them into heat to reliably block the propagation of the radio waves, and the first metal layer and the second metal layer The fine heat dissipation structure formed on at least one of the metal layers can dissipate heat with a thermal emissivity equivalent to that of blackbody radiation. Although the stored heat affects the composition of the dielectric layer and affects the formation of the energy bandgap, this radio wave absorber does not suffer from such heat storage, e.g. It becomes possible to apply it for a long time in applications that absorb radio waves.

請求項１乃至３に記載された電波吸収体によれば、第１金属層と第２金属層の少なくとも一方が、下地金属層の上に設けた表面金属層に微細放熱構造を形成した構造となっている。下地金属層は、電波から変換された熱を赤外線として高熱放射率で放射するために、所定の厚さを越える厚さで形成する必要がある。下地金属層をフォトリソグラフィ法で製造する場合には、製造効率を考慮すれば、大きな蒸着レートにより短時間で成膜することが好ましいが、その場合には表面が荒れてしまうため、下地金属層の荒れた表面に微細放熱構造を直接作り込むことは困難となる。そこで、比較的大きな蒸着レートにより下地金属層を比較的短時間で能率よく形成した後、その上に比較的小さな蒸着レートで金属を蒸着させ、下地金属層に較べて表面が平滑な比較的薄い表面金属層を形成する。この表面金属層の平滑な表面に微細放熱構造を作り込めば、所期の形状、構造を精密に実現することができる。すなわち、十分な厚さの下地金属層を確保しつつ、微細放熱構造を精密に形成することで、黒体放射と同等の熱放射率による熱の放散が可能な電波吸収体を確実に製造できる。また、フォトリソグラフィ法において下地金属層と微細放熱構造を異なる蒸着レートの別工程で行なうことにより、当該電波吸収体の製造が効率的になる。 According to the radio wave absorber described in claims 1 to 3 , at least one of the first metal layer and the second metal layer has a structure in which a fine heat dissipation structure is formed on the surface metal layer provided on the base metal layer. It's becoming The base metal layer must be formed with a thickness exceeding a predetermined thickness in order to radiate the heat converted from radio waves as infrared rays with a high thermal emissivity. When the base metal layer is produced by photolithography, it is preferable to form the film in a short period of time at a high deposition rate in consideration of production efficiency. It is difficult to directly build a fine heat dissipation structure on the rough surface of the substrate. Therefore, after an underlying metal layer is efficiently formed in a relatively short period of time at a relatively high deposition rate, a metal is deposited thereon at a relatively low deposition rate so that the surface is smooth and relatively thin compared to the underlying metal layer. Form a surface metal layer. By forming a fine heat dissipation structure on the smooth surface of this surface metal layer, the desired shape and structure can be realized precisely. That is, by precisely forming a fine heat-dissipating structure while ensuring a sufficient thickness of the base metal layer, it is possible to reliably manufacture a radio wave absorber capable of dissipating heat with a thermal emissivity equivalent to that of blackbody radiation. . In addition, in the photolithography method, the base metal layer and the fine heat-dissipating structure are formed in separate steps with different vapor deposition rates, thereby making the manufacture of the radio wave absorber more efficient.

請求項１乃至３に記載された電波吸収体によれば、所定の周期的な凹凸構造として粗面金属とは異なるナノ～マイクロメートルオーダの周期的な微細構造を採用することとすれば、例えば電波吸収帯域をマイクロ波帯とした場合にあっても、電波的影響を生じることなく確実な電波吸収を行なうことができるとともに、この電波吸収と黒体放射と同等の熱放射率を両立させることができる。 According to the radio wave absorber described in claims 1 to 3, if a periodic fine structure on the order of nanometers to micrometers, which is different from a metal having a rough surface, is adopted as the predetermined periodic concave-convex structure, for example To enable reliable radio wave absorption without causing radio wave influence even when the radio wave absorption band is a microwave band, and to achieve both this radio wave absorption and a thermal emissivity equivalent to black body radiation. can be done.

分図（ａ）は実施形態の電波吸収体の平面図、分図（ｂ）は実施形態の電波吸収体の正面図、分図（ｃ）は実施形態の電波吸収体の正面図の部分拡大図である。Partial view (a) is a plan view of the radio wave absorber of the embodiment, part view (b) is a front view of the radio wave absorber of the embodiment, and part view (c) is a partially enlarged front view of the radio wave absorber of the embodiment. It is a diagram. 実施形態の電波吸収体におけるパッチ形状のバリエーションを示す模式的平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing variations in patch shape in the radio wave absorber of the embodiment; 実施形態の電波吸収体における微細放熱構造のバリエーションを示す模式的斜視図である。FIG. 4A is a schematic perspective view showing a variation of the fine heat dissipation structure in the radio wave absorber of the embodiment. 電波吸収体による電波の反射減衰量を測定する測定系を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a measurement system for measuring return loss of radio waves by a radio wave absorber; FIG. 分図（ａ）は実施形態の電波吸収体による電波の吸収特性を示す図であり、分図（ｂ）は従来例の電波吸収体による電波の吸収特性を示す図である。Part (a) is a diagram showing the absorption characteristics of radio waves by the radio wave absorber of the embodiment, and part (b) is a diagram showing the absorption characteristics of radio waves by the conventional radio wave absorber. 実施形態と従来例の２つの電波吸収体を加熱した場合の赤外線温度を示す赤外線画像を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing infrared images showing infrared temperatures when two electromagnetic wave absorbers of the embodiment and the conventional example are heated. 実施形態と従来例の２つの電波吸収体に高強度電波を吸収させた場合の赤外線温度と接触温度を測定する測定系を模式的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing a measurement system for measuring infrared temperature and contact temperature when high-intensity radio waves are absorbed by two radio wave absorbers of the embodiment and a conventional example. 図７に示す測定系によって温度測定を行なった実施形態と従来例の２つの電波吸収体の写真であって、分図（ａ）は可視光写真、分図（ｂ）は赤外線写真である。8A and 8B are photographs of two radio wave absorbers of an embodiment and a conventional example in which temperature was measured by the measurement system shown in FIG. 図７に示す測定系によって実施形態と従来例の２つの電波吸収体の温度測定を行なった場合の測定結果を示すグラフであって、経過時間に対する温度の変化を示す図である。FIG. 8 is a graph showing the measurement results when the temperature of the two electromagnetic wave absorbers of the embodiment and the conventional example is measured by the measurement system shown in FIG. 7, and shows the change in temperature with respect to elapsed time. 実施形態の電波吸収体の製造工程図であって、パッチアレイ構造を有する基板を完成させるまでの図である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the radio wave absorber of the embodiment, and is a diagram until a substrate having a patch array structure is completed. 実施形態の電波吸収体の製造工程図であって、パッチアレイ構造を有する基板の各パッチに、微細放熱構造を作成するまでの図である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the radio wave absorber of the embodiment, and is a diagram up to forming a fine heat dissipation structure on each patch of a substrate having a patch array structure. 実施形態の３例の電波吸収体（分図（ａ）～（ｃ））と、比較例の電波吸収体（分図（ｄ））による放熱の状況を比較して示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a comparison of heat dissipation by three radio wave absorbers of the embodiment (partial diagrams (a) to (c)) and a comparative example radio wave absorber (partial diagram (d)). 実施形態の電波吸収体の使用例を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a usage example of a radio wave absorber of an embodiment; FIG.

以下、本発明の実施形態を図１～図１３を参照して説明する。
図１～図３を参照して実施形態の電波吸収体の構造を説明する。
図１に示す実施形態の電波吸収体１はエネルギーバンドギャップ型である。すなわち、この電波吸収体１は、誘電体層２と、誘電体層２の一方の面に形成された複数のパッチ７から構成される第１金属層３と、誘電体層２の他方の面に一様な連続平面として形成された第２金属層４とによって構成されており、第１金属層３に照射された所定の周波数領域の電波を吸収して熱に変換し、伝播を抑止することができる。そして、この電波吸収体１は、第１金属層３の表面、すなわち複数のパッチ７の表面に、非蓄熱機能乃至高熱放射率を実現するための周期的な微細放熱構造８を有することを特徴としている。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 13. FIG.
The structure of the radio wave absorber of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
The radio wave absorber 1 of the embodiment shown in FIG. 1 is of the energy bandgap type. That is, the radio wave absorber 1 includes a dielectric layer 2, a first metal layer 3 composed of a plurality of patches 7 formed on one side of the dielectric layer 2, and a dielectric layer 2 on the other side. It is composed of a second metal layer 4 formed as a uniform continuous plane on the first metal layer 3, absorbs radio waves in a predetermined frequency range irradiated to the first metal layer 3, converts them into heat, and suppresses propagation be able to. The radio wave absorber 1 is characterized by having a periodic fine heat dissipation structure 8 on the surface of the first metal layer 3, that is, on the surfaces of the plurality of patches 7, for realizing a non-heat storage function or a high thermal emissivity. and

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず第１金属層３は、正方形状の複数のパッチ７が、互いに所定の間隔をおいて規則的に配列された構造（「アレイ」と称する。）を備えている。正方形状のパッチ７は、２ＧＨｚ～１２ＧＨｚの周波数帯域のうち、任意の１の周波数を対象としており、そのパッチ幅（正方形状の１辺の長さ）Ｗ１は、対象周波数の波長の１／５以上～１／４以下のサイズである。一例を挙げれば、対象周波数を２ＧＨｚとした場合、パッチ幅Ｗ１は３～３．８ｃｍとなる。また、パッチ幅Ｗ１と、パッチ間距離Ｌ１との比は、７：１となっている。幅Ｗ１の１個のパッチ７と、パッチ間距離Ｌ１を幅とする隣のパッチ７との隙間の部分と、これらの下方に積層された後述する誘電体層２及び第２金属層４を含めた構造は、エネルギーバンドギャップ型の電波吸収機能を実現するための構成単位として「セル」と呼ばれている。この電波吸収体１では、縦横それぞれが３つ以上のセルが並んだ構成となっている。 As shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the first metal layer 3 has a structure (called an "array") in which a plurality of square patches 7 are regularly arranged at predetermined intervals. ) is provided. The square patch 7 targets any one frequency in the frequency band of 2 GHz to 12 GHz, and its patch width (the length of one side of the square) W1 is 1/5 of the wavelength of the target frequency. The size is more than 1/4 or less. For example, when the target frequency is 2 GHz, the patch width W1 is 3 to 3.8 cm. Also, the ratio of the patch width W1 and the inter-patch distance L1 is 7:1. Including the gap portion between one patch 7 having a width W1 and the adjacent patch 7 having a width of the inter-patch distance L1, and the dielectric layer 2 and the second metal layer 4 laminated below these, which will be described later. This structure is called a “cell” as a structural unit for realizing an energy bandgap type radio wave absorption function. This radio wave absorber 1 has a configuration in which three or more cells are arranged in each of the vertical and horizontal directions.

図２は、規則的に配列された所定形状の複数のパッチ７から構成されるアレイのバリエーションを模式的に示す図であり、分図（ａ）が図１（ａ）に示した正方形状のパッチ７の例である。パッチ７の形状は、正方形状に限るものではなく、所定形状で規則的に配置できるものであればよく、さらに隣接するパッチ同士の間隔がなるべく一定になることが好ましい。例えば分図（ｂ）のように正三角形状のパッチ７ａや、分図（ｃ）のように正六角形状のパッチ７ｂでも正方形状の場合と同等の性能が得られる。分図（ｄ）のように正八角形状のパッチ７ｃでは隣接するパッチ同士の間隔は必ずしも一定ではないが、実用的には採用可能である。 2A and 2B are diagrams schematically showing variations of an array composed of a plurality of patches 7 of a predetermined shape arranged regularly. This is an example of Patch 7. The shape of the patches 7 is not limited to a square shape, but may be any shape that can be regularly arranged in a predetermined shape, and it is preferable that the intervals between adjacent patches be as constant as possible. For example, an equilateral triangular patch 7a as shown in the subfigure (b) or a regular hexagonal patch 7b as shown in the subfigure (c) can provide the same performance as a square patch. As shown in FIG. 7D, the regular octagonal patch 7c does not always have a constant interval between adjacent patches, but it can be used practically.

図１（ｃ）は、図１（ａ）及び（ｂ）中に示した１個のパッチ７の部分において電波吸収体１の構造の全体を示した拡大断面図である。図１（ｃ）に示す１個のパッチ７に対応する第１金属層３は、下地金属層５と、下地金属層５の上に形成された表面金属層６を有しており、何れも蒸着金属で構成されている。下地金属層５の厚さは、１．０μｍ～３６μｍであり、表面金属層６の厚さは、０．８μｍ～２．０μｍであり、全体としての厚さは１．８μｍ～３８μｍである。そして、第１金属層３には、周期的又は規則的な微細放熱構造８としての溝が形成されている。この溝は、深さＤが０．８μｍ～２．０μｍ、幅Ｗ２が０．５μｍ～３．０μｍ、中心間距離Ｌ２が６．０μｍ～７．０μｍである。このような微細放熱構造８の寸法は、赤外線放射に最適な値となるように設定されたものである。図３（ａ）は、微細放熱構造８である溝を模式的に斜視図で示したものである。 FIG. 1(c) is an enlarged sectional view showing the entire structure of the radio wave absorber 1 at the portion of one patch 7 shown in FIGS. 1(a) and 1(b). The first metal layer 3 corresponding to one patch 7 shown in FIG. 1(c) has a base metal layer 5 and a surface metal layer 6 formed on the base metal layer 5. Constructed of vapor-deposited metal. The thickness of the base metal layer 5 is 1.0 μm to 36 μm, the thickness of the surface metal layer 6 is 0.8 μm to 2.0 μm, and the thickness as a whole is 1.8 μm to 38 μm. Grooves are formed in the first metal layer 3 as periodic or regular fine heat dissipation structures 8 . The grooves have a depth D of 0.8 μm to 2.0 μm, a width W2 of 0.5 μm to 3.0 μm, and a center-to-center distance L2 of 6.0 μm to 7.0 μm. The dimensions of such a fine heat dissipation structure 8 are set to be optimum values for infrared radiation. FIG. 3(a) is a schematic perspective view of a groove that is the fine heat dissipation structure 8. FIG.

また、以下に説明する理由により、微細放熱構造８を作り込む前の表面金属層６（また微細放熱構造８の加工後に残存した表面金属層６）の表面粗さは、０．０２μｍ以下であることが好ましい。金属の表面から熱を放射させるためには、その表面を粗面とする方法が考えられる。しかし、金属の表面を粗面としても熱放射率は０．７～０．８程度であり、これでは電波吸収体としては十分な気中への熱放射性能は得られない。また粗面の金属は余分な分散定数回路が生じて電波吸収量への影響が生じるため、そもそも電波吸収体には向かない。さらに、本発明の特徴である微細放熱構造８を表面金属層６に作り込もうとした場合、その表面粗さが大きければ微細放熱構造８を精密に実現することは難しくなる。そこで、本願発明では、表面金属層６を０．０２μｍ以下の表面粗さで製造し、先に説明した寸法例のような微細放熱構造８を精密に加工できるようにした。なお、金属の表面を単に滑らかにしただけでは熱を放射しにくくなるが、その理由は「発明が解決しようとする課題」において特許文献２について説明した通りである。 Further, for the reason explained below, the surface roughness of the surface metal layer 6 before forming the fine heat dissipation structure 8 (or the surface metal layer 6 remaining after processing the fine heat dissipation structure 8) is 0.02 μm or less. is preferred. In order to radiate heat from a metal surface, a method of roughening the surface is conceivable. However, even if the surface of the metal is roughened, the thermal emissivity is about 0.7 to 0.8, which is not sufficient for a radio wave absorber to radiate heat into the air. In addition, a metal with a rough surface generates an extra dispersion constant circuit and affects the amount of electromagnetic wave absorption, so it is not suitable for an electromagnetic wave absorber in the first place. Furthermore, when it is attempted to build the fine heat dissipation structure 8, which is a feature of the present invention, in the surface metal layer 6, it becomes difficult to precisely realize the fine heat dissipation structure 8 if the surface roughness is large. Therefore, in the present invention, the surface metal layer 6 is manufactured to have a surface roughness of 0.02 μm or less so that the fine heat dissipation structure 8 having the dimension example described above can be precisely processed. It should be noted that simply smoothing the surface of the metal makes it difficult to radiate heat, but the reason for this is as explained in Patent Document 2 in "Problems to be Solved by the Invention".

図３は、第１金属層３の微細放熱構造８のバリエーションを模式的に示す斜視図であり、分図（ａ）が図１（ｄ）に示した微細放熱構造８としての溝の例である。微細放熱構造は溝に限るものではなく、所定形状で規則的に形成できるものであればよく、例えば図３（ｂ）に示すような格子からなる微細放熱構造８ａでもよいし、図３（ｃ）に示すような孔からなる微細放熱構造８ｂでもよい。 3A and 3B are perspective views schematically showing variations of the fine heat dissipation structure 8 of the first metal layer 3. Part (a) is an example of a groove as the fine heat dissipation structure 8 shown in FIG. 1(d). be. The fine heat dissipation structure is not limited to grooves, and may be any structure that can be formed regularly in a predetermined shape. ) may be a fine heat dissipation structure 8b formed of holes as shown in FIG.

図１に示す誘電体層２は、耐熱性を得るために無機物のみで構成され、かつ加熱時に物質の組成変性が伴わないことが必要であり、具体的には１２０℃以上の耐熱性を有する材料で構成することが好ましい。これは、電波吸収体に対しては、一般的に１００℃程度で連続使用できるような耐熱性能が要求されるためである。具体的な材料としては、例えばガラス、ポリエチレンテレフタラート・ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂、酸化アルミニウムなどを挙げることができ、これらの中から条件に適合する材料を適宜選択すればよい。 In order to obtain heat resistance, the dielectric layer 2 shown in FIG. 1 must be composed only of inorganic substances and must not be accompanied by composition denaturation during heating. Specifically, it has heat resistance of 120° C. or higher. It is preferably made of material. This is because the radio wave absorber is generally required to have heat resistance such that it can be used continuously at about 100°C. Specific materials include, for example, glass, resins such as polyethylene terephthalate and polytetrafluoroethylene, and aluminum oxide, and a material suitable for the conditions may be appropriately selected from among these materials.

誘電体層２は、上述のような材料から選択した場合、比誘電率は２．１～９．６程度となる。実施形態の電波吸収体１において、１つのセルは平板型コンデンサと見なすことができ、その場合の静電容量は、誘電体層２の比誘電率に比例し、パッチ７の面積に比例し、誘電体層２の厚さに反比例する。従って、先に説明した例のようにパッチ幅Ｗ１が３～３．８ｃｍであり、比誘電率が上述のように２．１～９．６であれば、厚さの上限は０．５ｍｍ程度となり、また厚さの下限は材質にもよるが製造上の限界から０．０１ｍｍ程度となる。 When the dielectric layer 2 is selected from the materials described above, the dielectric constant is about 2.1 to 9.6. In the radio wave absorber 1 of the embodiment, one cell can be regarded as a plate capacitor, and the capacitance in that case is proportional to the dielectric constant of the dielectric layer 2, proportional to the area of the patch 7, It is inversely proportional to the thickness of dielectric layer 2 . Therefore, if the patch width W1 is 3 to 3.8 cm and the dielectric constant is 2.1 to 9.6 as described above, the upper limit of the thickness is about 0.5 mm. , and the lower limit of the thickness is about 0.01 mm due to manufacturing limitations, although it depends on the material.

図１に示す第２金属層４は、第１金属層３の下地金属層５と同程度の厚さ、すなわち厚さが１．０μｍ～３６μｍの蒸着金属か、または０．５ｍｍ～３．０ｍｍの金属板で構成されている。第２金属層４の表面は一様かつ平滑であり、第１金属層３のようなパッチアレイが存在しない連続平面であり、第１金属層３の側から入射した電波を裏側に漏らさないように遮蔽している。第２金属層４の表面には、後に説明するように第１金属層３のパッチ７に設けられた微細放熱構造８と同一の微細放熱構造が全面にわたって設けられていてもよい。 The second metal layer 4 shown in FIG. 1 has a thickness similar to that of the base metal layer 5 of the first metal layer 3, that is, a vapor-deposited metal having a thickness of 1.0 μm to 36 μm, or a thickness of 0.5 mm to 3.0 mm. metal plate. The surface of the second metal layer 4 is uniform and smooth, and is a continuous plane without a patch array like the first metal layer 3. is shielded by The entire surface of the second metal layer 4 may be provided with a fine heat dissipation structure identical to the fine heat dissipation structure 8 provided in the patch 7 of the first metal layer 3, as will be described later.

図４～図９を参照して実施形態の電波吸収体１の効果を説明する。
図４に示すように、実施形態の電波吸収体１と、微細放熱構造８を持たない従来例の電波吸収体（図示せず）を、電波暗室１０（またはシールドルーム）中に置き、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２を有するベクトルネットワークアナライザ１３により、その反射減衰量をそれぞれ測定した。 The effect of the radio wave absorber 1 of the embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 9. FIG.
As shown in FIG. 4, the radio wave absorber 1 of the embodiment and a conventional radio wave absorber (not shown) without the fine heat dissipation structure 8 are placed in an anechoic chamber 10 (or a shield room), and a transmission antenna is placed. A vector network analyzer 13 having 11 and a receiving antenna 12 was used to measure the return loss.

図５は、実施形態の電波吸収体１と従来例の電波吸収体による電波の吸収特性を図４に示した側定系で測定した結果を示すグラフである。図５によれば、微細放熱構造８を有する実施形態の電波吸収体１（分図（ａ））と、微細放熱構造８を持たない従来例の電波吸収体（分図（ｂ））を較べても、吸収帯域の幅や吸収のピーク波長は略同じであり、電波吸収性能にほとんど差がないことが分かる。 FIG. 5 is a graph showing the result of measuring the radio wave absorption characteristics of the radio wave absorber 1 of the embodiment and the conventional radio wave absorber using the static system shown in FIG. According to FIG. 5, the radio wave absorber 1 of the embodiment having the fine heat dissipation structure 8 (partial view (a)) is compared with the conventional wave absorber without the fine heat dissipation structure 8 (partial view (b)). However, the width of the absorption band and the peak wavelength of absorption are almost the same, and it can be seen that there is almost no difference in radio wave absorption performance.

図６は、図４で測定した実施形態の電波吸収体１と従来例の電波吸収体を、面加熱器を用いて同一条件で加熱した後、赤外線カメラで撮影して得た赤外線画像の写真を示す図であり、左が従来例、右が実施形態である。これらの写真は電波吸収体の放熱状況を示している。図面右に示した温度スケールとの比較からも分かるように、従来例の電波吸収体の表面が２８℃程度であるのに対し、実施形態の電波吸収体１の表面は３５℃程度であり、より高くなっている。従来例の電波吸収体は、内部に熱を溜め込んでおり、赤外線の外部への放射量が少ないため、表面の温度が比較的低くなっている。これに対し、実施形態の電波吸収体１は、微細放熱構造８のためにより多くの赤外線を放射しているため、表面の温度がより高くなっている。 FIG. 6 is a photograph of an infrared image taken with an infrared camera after heating the electromagnetic wave absorber 1 of the embodiment and the conventional electromagnetic wave absorber measured in FIG. 4 using a surface heater under the same conditions. , the left is a conventional example, and the right is an embodiment. These photographs show the heat dissipation of the radio wave absorber. As can be seen from a comparison with the temperature scale shown on the right side of the drawing, the surface of the radio wave absorber of the conventional example is about 28°C, while the surface of the radio wave absorber 1 of the embodiment is about 35°C. getting higher. A conventional radio wave absorber stores heat inside and emits a small amount of infrared rays to the outside, so that the surface temperature is relatively low. On the other hand, the radio wave absorber 1 of the embodiment radiates more infrared rays due to the fine heat dissipation structure 8, so the surface temperature is higher.

図７に示すように、電波暗室（図示せず）内で、実施形態の電波吸収体１と従来例の電波吸収体１００に高強度電波を照射して吸収させ、赤外線温度計１０１と接触温度計１０２によって、電波吸収体１と電波吸収体１００の赤外線温度及び接触温度を測定した。 As shown in FIG. 7, in an anechoic chamber (not shown), the radio wave absorber 1 of the embodiment and the radio wave absorber 100 of the conventional example are irradiated with high-intensity radio waves to absorb them, and the infrared thermometer 101 and the contact temperature The infrared temperature and contact temperature of the radio wave absorber 1 and the radio wave absorber 100 were measured by the meter 102 .

図８は、図７に示す測定系によって温度測定を行なったときの実施形態と従来例の写真である。分図（ａ）は可視光写真、分図（ｂ）は遠赤外線写真であり、写真中、何れも右側が実施形態の電波吸収体１、左側が従来例の電波吸収体１００である。分図（ｂ）から分かるように、実施形態の電波吸収体１は、従来例の電波吸収体１００に較べ、より多くの熱を放射しており、表面の温度がより高くなっている。 FIG. 8 is a photograph of an embodiment and a conventional example when temperature is measured by the measurement system shown in FIG. Part (a) is a visible light photograph, and part (b) is a far-infrared photograph. As can be seen from the diagram (b), the radio wave absorber 1 of the embodiment radiates more heat than the conventional radio wave absorber 100, and has a higher surface temperature.

図９は、実施形態と従来例の２つの電波吸収体１，１００の温度を図７に示す測定系によって測定した結果を示すグラフであって、経過時間に対する赤外線温度の変化等を示している。このグラフによれば、測定開始時（経過時間：－２分）には、実施形態と従来例の赤外線温度は略同じであった。２分間の電波照射時間が経過した測定開始時（経過時間：０分）には、赤外線温度については、非蓄熱機能があり熱放射が多い実施形態が高く、熱を溜め込むために熱放射が少ない従来例が低くなっている。しかし、接触温度については、従来例が実施形態よりも若干高くなっている。測定開始時（経過時間：０分）以降の赤外線温度の変化を見ると、実施形態の赤外線温度の低下は急峻であり、温度低下が速く、従来例の赤外線温度の低下はなだらかであり、温度低下は遅い。 FIG. 9 is a graph showing the results of measuring the temperature of the two radio wave absorbers 1 and 100 of the embodiment and the conventional example by the measurement system shown in FIG. . According to this graph, at the start of measurement (elapsed time: -2 minutes), the infrared temperatures of the embodiment and the conventional example were substantially the same. At the start of measurement after 2 minutes of radio wave irradiation time (elapsed time: 0 minutes), the infrared temperature is high in the embodiment that has a non-heat storage function and has a large amount of heat radiation, and has a small amount of heat radiation due to heat accumulation. The conventional example is low. However, the contact temperature of the conventional example is slightly higher than that of the embodiment. Looking at the change in the infrared temperature after the start of measurement (elapsed time: 0 minutes), the infrared temperature drop in the embodiment is steep and the temperature drop is fast, and the infrared temperature drop in the conventional example is gentle. decline is slow.

このように微細放熱構造８を有する実施形態の電波吸収体１によれば、高強度電波を吸収させた場合、電波から変換した熱を蓄積せずに、黒体放射と同等の熱放射率で熱を赤外線として効率的に外部に放射することができる。蓄熱された熱は誘電体層２の組成に影響し、エネルギーバンドギャップの形成に影響を及ぼすが、この電波吸収体１によればそのような蓄熱による不都合はなく、特定のマイクロ波帯域の高強度電波を吸収する用途に長時間適用することが可能である。 As described above, according to the radio wave absorber 1 of the embodiment having the fine heat dissipation structure 8, when a high-intensity radio wave is absorbed, the heat converted from the radio wave is not accumulated, and the thermal emissivity is equivalent to that of blackbody radiation. Heat can be efficiently radiated to the outside as infrared rays. The accumulated heat affects the composition of the dielectric layer 2 and affects the formation of the energy bandgap. It can be applied for a long time in applications that absorb strong radio waves.

図１０～図１１を参照して実施形態の電波吸収体１の製造工程を説明する。
図１０は、パッチアレイ構造を完成させるまでの図である。
図１０（ａ）に示すように、誘電体層２の上面に密着層１５を形成する。密着層１５はクロム等からなり、金属層を密着させるための層である。 A manufacturing process of the electromagnetic wave absorber 1 of the embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 11. FIG.
FIG. 10 is a diagram until the patch array structure is completed.
As shown in FIG. 10A, an adhesion layer 15 is formed on the upper surface of the dielectric layer 2. As shown in FIG. The adhesion layer 15 is made of chromium or the like, and is a layer for adhering the metal layer.

図１０（ｂ）に示すように、誘電体層２の上面の密着層１５の上に、第１金属層３の下地金属層５を蒸着により形成する。 As shown in FIG. 10(b), the base metal layer 5 of the first metal layer 3 is formed on the adhesion layer 15 on the upper surface of the dielectric layer 2 by vapor deposition.

図１０（ｃ）に示すように、誘電体層２の下面にも、密着層１５を形成し、その上に第２金属層４を蒸着により形成する。 As shown in FIG. 10(c), the adhesion layer 15 is also formed on the lower surface of the dielectric layer 2, and the second metal layer 4 is formed thereon by vapor deposition.

図１０（ｄ）に示すように、下地金属層５の表面にポジティブレジスト１６を塗布する。 As shown in FIG. 10(d), a positive resist 16 is applied to the surface of the base metal layer 5. Then, as shown in FIG.

図１０（ｅ）に示すように、パッチアレイのパターンが形成されたフォトマスク１７をポジティブレジスト１６の上方に配置し、フォトマスク１７の上方から、矢印で示すように紫外線ＵＶを照射する。 As shown in FIG. 10E, a photomask 17 having a patch array pattern formed thereon is placed above the positive resist 16, and ultraviolet rays UV are irradiated from above the photomask 17 as indicated by arrows.

図１０（ｆ）に示すように、フォトマスク１７を除去し、ポジティブレジスト１６に薬品を適用し、ポジティブレジスト１６のうち、紫外線ＵＶが当たった部分のみを除去する。 As shown in FIG. 10(f), the photomask 17 is removed, a chemical is applied to the positive resist 16, and only the portion of the positive resist 16 exposed to the ultraviolet UV is removed.

図１０（ｇ）に示すように、ポジティブレジスト１６で覆われていない下地金属層５及び密着層１５をエッチングによって除去する。 As shown in FIG. 10G, the underlying metal layer 5 and the adhesion layer 15 not covered with the positive resist 16 are removed by etching.

図１０（ｈ）に示すように、ポジティブレジスト１６を除去し、パッチアレイ構造を有する基板を得る。 As shown in FIG. 10(h), the positive resist 16 is removed to obtain a substrate having a patch array structure.

図１１は、パッチアレイ構造を有する前記基板のパッチアレイに、微細放熱構造８を作成するまでの図である。
図１１（ａ）は、図１０（ｆ）に相当する図であり、同図中に示す工程完了後にパッチ７となる複数の部分の中の一つに着目し、分図（ｂ）以降で、一つのパッチ７の下地金属層５に対して微細放熱構造８を作成する工程を示す。 11A and 11B are diagrams showing the formation of the fine heat dissipation structure 8 on the patch array of the substrate having the patch array structure.
FIG. 11A is a diagram corresponding to FIG. 4 shows a process of forming a fine heat dissipation structure 8 on a base metal layer 5 of one patch 7. FIG.

図１１（ｂ）は、一つのパッチ７の下地金属層５を示している。 FIG. 11(b) shows the base metal layer 5 of one patch 7. FIG.

図１１（ｃ）に示すように、下地金属層５の上面に表面金属層６を蒸着によって形成する。 As shown in FIG. 11(c), a surface metal layer 6 is formed on the upper surface of the underlying metal layer 5 by vapor deposition.

図１１（ｄ）に示すように、表面金属層６の上面にポジティブレジスト１６を塗布し、フォトマスク１８をポジティブレジスト１６の上方に配置し、フォトマスク１８の上方から紫外線ＵＶを照射する。 As shown in FIG. 11(d), a positive resist 16 is applied to the upper surface of the surface metal layer 6, a photomask 18 is placed above the positive resist 16, and ultraviolet rays UV are irradiated from above the photomask 18. As shown in FIG.

図１１（ｅ）に示すように、フォトマスク１８を除去し、ポジティブレジスト１６に薬品を適用し、ポジティブレジスト１６のうち、紫外線ＵＶが当たった部分のみを除去する。 As shown in FIG. 11(e), the photomask 18 is removed, a chemical is applied to the positive resist 16, and only the portion of the positive resist 16 exposed to the ultraviolet UV is removed.

図１１（ｆ）に示すように、ポジティブレジスト１６で覆われていない表面金属層６をエッチングによって除去する。 As shown in FIG. 11(f), the surface metal layer 6 not covered with the positive resist 16 is removed by etching.

図１１（ｇ）に示すように、ポジティブレジスト１６を除去し、表面に微細放熱構造８が形成されたパッチアレイを有する電波吸収体１を得る。 As shown in FIG. 11(g), the positive resist 16 is removed to obtain a radio wave absorber 1 having a patch array on which a fine heat dissipation structure 8 is formed.

以上説明した電波吸収体１の製造工程においては、下地金属層５の厚さは、電波から変換された熱を赤外線として高熱放射率で放射するために、前述した所定の値とする必要がある。本実施形態の製造工程では、製造効率を考慮し、大きな蒸着レートにより短時間で下地金属層５を形成した。しかし、そのように形成した下地金属層５の表面は荒れているので、その荒れた表面の上に、比較的小さな蒸着レートで金属を蒸着させ、下地金属層５に較べて比較的薄い表面金属層６を形成した。このように形成された表面金属層６の表面は、下地金属層５の表面よりも平滑で表面粗さが小さいため、前述した微細放熱構造８を所期の形状、構造で精密に作り込むことができる。 In the manufacturing process of the radio wave absorber 1 described above, the thickness of the base metal layer 5 must be the predetermined value described above in order to radiate heat converted from radio waves as infrared rays with high thermal emissivity. . In the manufacturing process of the present embodiment, the underlying metal layer 5 is formed in a short period of time at a high deposition rate in consideration of manufacturing efficiency. However, since the surface of the underlying metal layer 5 thus formed is rough, metal is deposited on the roughened surface at a relatively low deposition rate to obtain a relatively thin surface metal layer compared to the underlying metal layer 5 . Layer 6 was formed. Since the surface of the surface metal layer 6 formed in this way is smoother and has less surface roughness than the surface of the base metal layer 5, the fine heat dissipation structure 8 described above can be precisely formed in the desired shape and structure. can be done.

従って、下地金属層５による赤外線の熱放射特性を高く保持しつつ、微細放熱構造８を精密に形成することで、黒体放射と同等の熱放射率による熱の放散が可能な電波吸収体１を確実に作成できる。また、フォトリソグラフィ法において、下地金属層５と、微細放熱構造８が作り込まれる表面金属層６を異なる蒸着レートの別工程で行なうことにより、当該電波吸収体１の製造が効率化される。 Therefore, the electromagnetic wave absorber 1 is capable of dissipating heat with a thermal emissivity equivalent to that of black body radiation by precisely forming the fine heat dissipating structure 8 while maintaining the thermal radiation characteristics of the infrared ray due to the base metal layer 5 at a high level. can be created with certainty. Further, in the photolithography method, the base metal layer 5 and the surface metal layer 6 in which the fine heat dissipation structure 8 is to be formed are formed in separate steps with different vapor deposition rates, thereby making the manufacture of the radio wave absorber 1 more efficient.

図１２の模式図を参照して、実施形態とその変形例の電波吸収体１，１ａ，１ｂ、及び従来例の電波吸収体１００による放熱の状況を比較して説明する。
図１２（ａ）は、以上説明してきた実施形態の電波吸収体１であり、電波が到来する表面に微細放熱構造８がある表面放熱タイプである。図１２（ｂ）は、実施形態の変形例の電波吸収体１ａであり、電波が到来する側、すなわちパッチ７の表面には微細放熱構造８がなく、第２金属層４の全面に微細放熱構造８が設けられた裏面放熱タイプである。図１２（ａ）の表面放熱タイプと図１２（ｂ）の裏面放熱タイプは、誘電体層２中のグレーの着色領域で蓄熱の状態を示すように、概ね同等の放熱性能を有している。 With reference to the schematic diagram of FIG. 12, the heat dissipation by the radio wave absorbers 1, 1a, 1b of the embodiment and its modifications, and the radio wave absorber 100 of the conventional example will be compared and explained.
FIG. 12(a) shows the radio wave absorber 1 of the embodiment described above, which is a surface heat radiation type having a fine heat radiation structure 8 on the surface where radio waves arrive. FIG. 12(b) shows a radio wave absorber 1a according to a modification of the embodiment, in which the fine heat dissipation structure 8 is not provided on the side from which radio waves arrive, that is, the surface of the patch 7, and the entire surface of the second metal layer 4 is provided with a fine heat dissipation structure. It is a backside heat dissipation type provided with a structure 8 . The surface heat dissipation type in FIG. 12A and the back heat dissipation type in FIG. .

図１２（ｃ）は、図１２（ａ）の表面放熱タイプの第２金属層４に図１２（ｂ）のように微細放熱構造８を設けた両面放熱タイプであり、誘電体層２中のグレーの着色領域で蓄熱の状態を示すように、表面放熱タイプ及び裏面放熱タイプの概ね２倍の放熱性能を有する。これに対し、図１２（ｄ）の従来例の電波吸収体１００では、電波を吸収して熱に変換する機能は有するものの、放熱構造がないため、変換された熱は、誘電体層２中の黒乃至グレーの大きな着色領域で蓄熱の状態を示すように誘電体層２や金属層に蓄積され、金属等の表面から輻射のみによって放出されるだけであるため、高強度電波の吸収に長時間使用することはできない。 FIG. 12(c) shows a double-sided heat dissipation type in which a fine heat dissipation structure 8 is provided as shown in FIG. 12(b) on the surface heat dissipation type second metal layer 4 of FIG. As indicated by the gray colored area indicating the state of heat accumulation, the heat dissipation performance is roughly double that of the surface heat dissipation type and the back heat dissipation type. On the other hand, the conventional radio wave absorber 100 shown in FIG. It is accumulated in the dielectric layer 2 and the metal layer so that the state of heat accumulation is indicated by a large black or gray colored region of , and is emitted only by radiation from the surface of the metal, etc., so it can absorb high-intensity radio waves. time cannot be used.

図１３の模式図を参照して実施形態の電波吸収体１の使用例を説明する。
近年、ＩｏＴの発達に伴い、あらゆる場所に電子機器が存在するようになっており、自動車等の自動運転の分野では、自動運転を行なうために必要な電子機器、例えばレーダー等のセンサ類が自動車に搭載されている。これらの電子機器は、電磁ノイズによる誤動作を防ぐため、相当程度の高強度電波に耐える必要があるが、特に自動運転を行なう自動車のレーダー等では誤動作を起こせば重大な事故につながりかねないため、高強度電波に対する耐性の要求は特に高い。このような状況から、高強度電波の電子機器への影響を調査する高強度電波照射試験の必要性は近年特に高まっている現状である。 A usage example of the radio wave absorber 1 of the embodiment will be described with reference to the schematic diagram of FIG.
In recent years, with the development of IoT, electronic devices are everywhere. installed in the In order to prevent malfunctions due to electromagnetic noise, these electronic devices must withstand a considerable amount of high-intensity radio waves. The demand for resistance to high-intensity radio waves is particularly high. Under these circumstances, the need for high-intensity radio wave irradiation tests to investigate the effects of high-intensity radio waves on electronic devices has increased in recent years.

高強度電波照射試験では、電波暗室等の内部で特定の周波数の高強度電波を供試体（試験対象）に照射し、不要電波は電波暗室等に設けられた電波吸収体で吸収する。ところが、通常のセラミックス等を用いた不燃性または難燃性の従来の電波吸収体は重く、大規模な施設となってしまう。 In the high-intensity radio wave irradiation test, high-intensity radio waves of a specific frequency are irradiated to the specimen (test object) inside an anechoic chamber, etc., and unnecessary radio waves are absorbed by radio wave absorbers installed in the anechoic chamber, etc. However, conventional nonflammable or flame-retardant electromagnetic wave absorbers using ordinary ceramics or the like are heavy and require large-scale facilities.

ところが、実施形態の電波吸収体１は、セラミックス等からなる従来の電波吸収体に較べれば、薄型、軽量であるため設備の小規模化が図れ、かつ先に説明したように高耐電力である。 However, the radio wave absorber 1 of the embodiment is thinner and lighter than the conventional radio wave absorber made of ceramics or the like, so that the equipment can be reduced in size, and as described above, it has a high power resistance. .

図１３は、高強度電波照射試験が実施される電波暗室１０の内部の要所に、実施形態の電波吸収体１を設けた例を模式的に示している。電波暗室１０の内部には、高出力電波発生器２００と、試験対象である回路基板や電子機器等の供試体２０１が配置されている。高出力電波発生器２００と供試体２０１は略同一高さの基台２０２，２０３にそれぞれ載置されており、高出力電波発生器２００が発生する電波のメインローブが供試体２０１に照射されるようになっている。 FIG. 13 schematically shows an example in which the radio wave absorber 1 of the embodiment is provided at key points inside an anechoic chamber 10 in which a high-intensity radio wave irradiation test is performed. Inside the anechoic chamber 10, a high-power radio wave generator 200 and a test object 201 such as a circuit board or an electronic device to be tested are arranged. The high-power radio wave generator 200 and the test piece 201 are respectively placed on bases 202 and 203 at substantially the same height, and the main lobe of the radio wave generated by the high-output radio wave generator 200 is irradiated onto the test piece 201. It's like

図１３に示す電波暗室１０の内面のうち、高出力電波発生器２００のメインローブが照射されて発熱するメイン発熱位置Ｍと、高出力電波発生器２００の２つのサイドローブが照射されて発熱する２つのサイド発熱位置Ｓ１，Ｓ２に、実施形態の電波吸収体１を設ける。図１３の例では、メイン発熱位置Ｍは、供試体２０１に関して高出力電波発生器２００とは反対側となる壁面上の位置であり、サイド発熱位置Ｓ１，Ｓ２は、供試体２０１から見て高出力電波発生器２００に近い側の床面上の位置Ｓ１と、同天井面上の位置Ｓ２である。また、供試体２０１が載置されている基台２０３の前面のうち、供試体２０１に近い発熱位置Ｓ３にも電波吸収体１を設けておく。 Of the inner surface of the anechoic chamber 10 shown in FIG. 13, the main heating position M where the main lobe of the high-output radio wave generator 200 is irradiated and heat is generated, and the two side lobes of the high-output radio wave generator 200 are irradiated and heat is generated. The wave absorber 1 of the embodiment is provided at two side heat generating positions S1 and S2. In the example of FIG. 13, the main heat generation position M is a position on the wall surface opposite to the high-power radio wave generator 200 with respect to the test piece 201, and the side heat generation positions S1 and S2 are high when viewed from the test piece 201. A position S1 on the floor nearer to the output radio wave generator 200 and a position S2 on the ceiling. Further, the radio wave absorber 1 is also provided at the heating position S3 near the test piece 201 on the front surface of the base 203 on which the test piece 201 is placed.

この電波暗室１０において、高強度電波の電子機器への影響を調査する高強度電波照射試験を行なった場合、高出力電波によって熱が発生しやすい位置に実施形態の電波吸収体１が設けられているため、高出力電波は電波吸収体１によって効率的に吸収されて外部への漏洩が防止され、また電波から変換された熱は高放射率で放出されるため、高強度電波で長時間の試験を行なっても問題は生じない。このように、実施形態の電波吸収体１は高耐電力であるだけでなく、薄型、軽量であり、かつ必要な箇所にのみ設ければよいので、重量の大きいセラミックス等を用いた従来の電波吸収体１００を用いた場合に較べて、高強度電波を吸収する設備の小型化を実現することができる。 In this anechoic chamber 10, when a high-intensity radio wave irradiation test for investigating the influence of high-intensity radio waves on electronic equipment is performed, the radio wave absorber 1 of the embodiment is provided at a position where heat is likely to be generated by high-power radio waves. Therefore, the high-power radio wave is efficiently absorbed by the radio wave absorber 1 and is prevented from leaking to the outside. There is no problem even if you do the test. As described above, the radio wave absorber 1 of the embodiment not only has a high power resistance, but also is thin and lightweight, and can be provided only where necessary. Compared to the case where the absorber 100 is used, the miniaturization of equipment for absorbing high-intensity radio waves can be realized.

実施形態の電波吸収体１の使用例としては、図１３に示した電波暗室１０のような試験用の用途のみではなく、電子機器そのものを高耐電波性とする用途も可能である。すなわち、電子機器の全体または必要な部分を、電波吸収体１を設けた筐体またはカバー等で覆うことにより、小型の電子機器であっても、その用途に応じた必要な高耐電波性を付与することができる。 Examples of the use of the radio wave absorber 1 of the embodiment are not limited to test applications such as the anechoic chamber 10 shown in FIG. That is, by covering the whole electronic device or a necessary part with a housing or a cover provided with the radio wave absorber 1, even a small electronic device can have the necessary high radio wave resistance according to its application. can be granted.

１，１ａ，１ｂ…電波吸収体
２…誘電体層
３，３ａ，３ｂ…第１金属層
４…第２金属層
５…下地金属層
６…表面金属層
７，７ａ，７ｂ，７ｃ…パッチ
８，８ａ，８ｂ…周期的な凹凸構造である微細放熱構造
Ｗ１…パッチ幅
Ｌ１…パッチ間距離
Ｄ…微細放熱構造である溝の深さ
Ｗ２…微細放熱構造である溝の幅
Ｌ２…微細放熱構造である溝の中心間距離
１００…従来の電波吸収体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b... Radio wave absorber 2... Dielectric layer 3, 3a, 3b... First metal layer 4... Second metal layer 5... Base metal layer 6... Surface metal layer 7, 7a, 7b, 7c... Patch 8 , 8a, 8b... Fine heat dissipation structure which is a periodic uneven structure W1... Patch width L1... Distance between patches D... Depth of groove as fine heat dissipation structure W2... Width of groove as fine heat dissipation structure L2... Fine heat dissipation structure The center-to-center distance of the groove is 100 ... Conventional radio wave absorber

Claims

a dielectric layer;
a first metal layer composed of a plurality of patches of a predetermined shape arranged regularly at predetermined intervals on one surface of the dielectric layer;
a second metal layer formed on the other surface of the dielectric layer;
and
An energy band gap type radio wave absorber that converts radio waves in a predetermined frequency range irradiated to the first metal layer into heat to block propagation ,
The first metal layer is
a base metal layer formed with a predetermined thickness in order to radiate heat converted from radio waves by the energy bandgap type radio wave absorption as infrared rays with a high thermal emissivity;
A surface metal layer provided on the base metal layer and provided with a fine heat dissipation structure that achieves both the energy bandgap type radio wave absorption and a thermal emissivity equivalent to black body radiation;
is composed of
The energy bandgap type radio wave absorption is realized by the underlying metal layer, the dielectric layer, and a second metal layer,
A radio wave absorber , wherein heat converted from radio waves is radiated with infrared rays by the surface metal layer and the underlying metal layer .

a dielectric layer;
a first metal layer composed of a plurality of patches of a predetermined shape arranged regularly at predetermined intervals on one surface of the dielectric layer;
a second metal layer formed on the other surface of the dielectric layer;
and
An energy band gap type radio wave absorber that converts radio waves in a predetermined frequency range irradiated to the first metal layer into heat to block propagation,
The second metal layer is
a base metal layer formed with a predetermined thickness in order to radiate heat converted from radio waves by the energy bandgap type radio wave absorption as infrared rays with a high thermal emissivity;
A surface metal layer provided on the base metal layer and provided with a fine heat dissipation structure that achieves both the energy bandgap type radio wave absorption and a thermal emissivity equivalent to black body radiation;
is composed of
The energy bandgap type radio wave absorption is realized by the first metal layer, the dielectric layer, and the base metal layer,
A radio wave absorber , wherein heat converted from radio waves is radiated with infrared rays by the surface metal layer and the underlying metal layer .

a dielectric layer;
a first metal layer composed of a plurality of patches of a predetermined shape arranged regularly at predetermined intervals on one surface of the dielectric layer;
a second metal layer formed on the other surface of the dielectric layer;
and
An energy band gap type radio wave absorber that converts radio waves in a predetermined frequency range irradiated to the first metal layer into heat to block propagation,
The first metal layer and the second metal layer are
a base metal layer formed with a predetermined thickness in order to radiate heat converted from radio waves by the energy bandgap type radio wave absorption as infrared rays with a high thermal emissivity;
A surface metal layer provided on the base metal layer and provided with a fine heat dissipation structure that achieves both the energy bandgap type radio wave absorption and a thermal emissivity equivalent to black body radiation;
is composed of
The energy bandgap type radio wave absorption is realized by the base metal layer of the first metal layer, the dielectric layer, and the base metal layer of the second metal layer,
A radio wave absorber , wherein infrared radiation of heat converted from radio waves is realized by the surface metal layer and the base metal layer of the first metal layer and the second metal layer .