JPH0225280B2

JPH0225280B2 -

Info

Publication number: JPH0225280B2
Application number: JP56055472A
Authority: JP
Inventors: Banii Amin Mohamedo; Hendaason An; Roodoritsuku Jeimuzu Jeimuzu; Rein Rodonii; Oosutein Roido Richaado; Buraian Hootaa Jefurii
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1981-04-13
Publication date: 1990-06-01
Also published as: JPS57180207A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はアンテナから、入射電波の反射を減少
又は防止させるための電波吸収コーテイングに関
する。

レーダカムフラージユに適用され得る電波反射
構造体としてのアンテナのプロフイールは、アン
テナの反射面の物理的寸法又は反射率を減少させ
ることにより小さくすることができる。

所与の電気的に有効な長さを有するモノポール
又はダイポールアンテナの物理的長さは、フエラ
イト材料のような誘電特性と磁気特性の両方を有
する材料を使用する電波吸収コーテイングによ
り、相当縮小することができる。この種の材料に
関しては、J.R.ジエームズ及びＡ、ヘンダーソン
著“誘電性又はフエライトコーテイングを具備し
た電気的に短いモノポールアンテナ”Proc.
IEEE、125巻第９号、1978年９月、頁793〜803に
議論されている。

このような電波吸収コーテイングを使用するこ
とにより、アンテナの長さは、因子√′_r′_rまで
縮小され得る。ここでμ′_r及びε′_rは透磁率μ_r及び
誘電率ε_rの実部であり、一般に透磁率μ_r＝μ′_r−
jμ″_r及び誘電率ε_r＝ε′_r−jε″_rは複素量である。
透
磁率μ_rの実部μ′_r及び誘電率ε_rの実部ε′_rの値が高
く
なる程、大きい縮小係数が得られる。しかしなが
ら、電波吸収コーテイング中の損失を最小におさ
えるためには、アンテナの作動周波数における電
波吸収コーテイングの透磁率μ_rの虚部μ″_r及び誘
電率ε_rの虚部ε″_rも出来得る限り小さくする必要
がある。なぜならば磁気損失正接及び誘電損失正
接は夫々tanδ〓＝μ″_r／μ′_r及びtanδ〓＝ε″_r／
ε′_rによ
り表わせるからである。

アンテナの電波反射面の反射率は、電波反射面
を電波吸収コーテイングで被覆することにより減
少し得る。

電波吸収コーテイングはアンテナをレーダによ
る測定に対して“見えない”ものにするために必
要である。

従来の電波吸収コーテイングは電波吸収コーテ
イングの表面から反射される電波と、電波吸収コ
ーテイングが被覆されている電波反射面から反射
される電波との間の破壊的干渉の原理に基づいて
作動するように、吸収が要求される周波数におい
て入射電波の４分の１波長に対応する厚さを有す
る。

垂直な入射に対して、結果として生じる電波吸
収コーテイングの表面からの反射波と、コーテイ
ングされた電波反射面の表面からの反射波との光
路差は電波吸収コーテイングの表面において波長
の２分の１であり、また２つの反射波の夫々の振
幅が実質上等しい場合、２つの反射波は互いに打
ち消し合う。この状態は、光路差が1/2波長の奇
数倍である時にも生じる。

所望の吸収周波数帯域において、フエライトの
ように高い透磁率μ_r、誘電率ε_r、及び高い磁気及
び誘電損失正接tanδ〓、tanδ〓を有するコーテイン
グ材料を使用して電波吸収コーテイングを行うこ
とも知られている。しかしながら、1GHz以上の
高周波数帯域において、殆んどのフエライト材料
の透磁率μ_r及び磁気性損失正接tanδ〓は効果的吸
収材として使用され得る程に高くない。

従来の電波吸収コーテイングは、低い周波数帯
域においてのみ有効であり、斜めの入射電波に対
しては、散乱及び破壊的干渉状態の崩壊により効
果が低下するという問題がある。

本発明の目的は、1GHz以上の１つ又は２つ以
上の周波数帯域にあるアンテンからの入射電波の
反射を実質的に減少又は除去すると共に、HF
（１〜30MHz）、VHF（30〜300MHz）、又はUHF
（0.3〜1.0GHz）帯域内のアンテナの作動周波数及
び1GHz未満の周波数帯域にある電波を送信又は
受信することが出来得ると共に、所与の作動周波
数又は周波数帯域に対してアンテナの物理的寸法
を効果的に縮小させ得るような電波吸収コーテイ
ングを提供することにある。

本発明によれば、本発明の前記目的は、1GHz
未満の周波数帯域の電波を吸収せず1GHz以上の
周波数帯域の電波を吸収する実質的透磁率が互い
に異なる複数の積層された層を含んでおり、前記
層は前記異なる実質的透磁率の夫々を、吸収され
るべき電波の入射する最外層から最内層に向かつ
て徐々に漸次増加させるように配列されていてる
ことを特徴とする電波吸収コーテイングによつて
達成される。

本発明の電波吸収コーテイングによれば、実質
的透磁率が互いに異なる複数の積層された層を含
んでおり、前記層は異なる実質的透磁率の夫々
を、吸収されるべき電波の入射する最外層から最
内層に向かつて徐々に漸次増加させるように配列
されているが故に、入射する1GHz未満の周波数
帯域の電波を吸収せず1GHz以上の周波数帯域の
電波を吸収し得、その結果、1GHz以上の周波数
帯域の入射電波の反射を減少又は除去し得る。

本発明の電波吸収コーテイングにかかる複数の
積層された層としては、吸収されるべき電波の伝
搬してきた周囲媒体と最外層との間のインピーダ
ンスを整合するような実質的透磁率を有する最外
層を備えているのがよい。これにより、電波吸収
コーテイングの外側表面における入射電波の反射
を減少し得る。

本発明の電波吸収コーテイングにかかる複数の
積層された層としては、吸収されるべき入射電波
と、層を透過し層の少なくとも一つの層で反射し
た電波とが干渉可能なように設定するのがよい。
これにより、吸収すべき入射電波の反射を除去し
得る。

本発明の電波吸収コーテイングにかかる複数の
積層された層としては、最外層から最内層に向か
つて各層の誘電率及び厚みが徐々に漸次増加する
ように設定されているのがよい。これにより、各
層の境界面における入射電波の反射を減少し得
る。

本発明の電波吸収コーテイングにかかる複数の
積層された層としては、互いに協働して広い周波
数帯域にわたりフエリ磁性共鳴を惹起するような
フエリ磁性体材料を含んでいるのがよい。これに
より、広い周波数帯域にわたり入射電波を吸収し
得る。

本発明の電波吸収コーテイングにかかる複数の
積層された層としては、フエリ磁性共鳴の周波数
が最外層から最内層に向かつて漸次増加するよう
に設定されているのがよい。これにより、広い周
波数帯域にわたり各層の境界面における入射電波
の反射を減少し得る。

本発明の電波吸収コーテイングにかかるフエリ
磁性体材料は、イオン置換された六方晶系フエラ
イトを含んでいるのがよい。これにより、1GHz
以上の周波数帯域においてフエリ磁性共鳴を生起
し得る。

本発明の電波吸収コーテイングにかかる六方晶
系フエライトは、一般式BaCo_xTi_xFe_12-2xO₁₉を
有するのがよい。これにより、ｘの値を変化させ
ることにより、1GHz以上の周波数帯域において
フエリ磁性共鳴周波数の変化を達成し得る。

本発明の電波吸収コーテイングにかかる六方晶
系フエライトは、一般式SrO_xAl₂O₃（６−ｘ）
Fe₂O₃を有するのがよい。これにより、ｘの値を
変化させることにより、1GHz以上の周波数帯域
においてフエリ磁性共鳴周波数の変化を達成し得
る。

以下、本発明を図面に示す一実施例を用いて詳
述する。

第１図は、HF、VHF又はUHF周波数帯域に
おける作動に適用される４分の１波長のモノポー
ルアンテナを示す。アンテナは導電ロツド１から
成り、ロツド１の一方の端部は開回路であり、他
方の端部は同軸コネクタ４の中央電極３に接続さ
れ、コネクタ４のアース導線５はモノポールアン
テナが取り付けられるアース面６（図示せず）に
接続される。

ロツド１の表面は、アンテナとしての動作に実
質上影響を与えることなく、レーダ周波数帯域
（1GHz以上）中の所望の周波数又は周波数帯域に
おける入射電波の反射を減少させるために電波吸
収コーテイング２により被覆される。コーテイン
グ２は１つ又は２つ以上のフエリ磁性体材料から
成り、材料の夫々は狭い周波数帯域幅において増
大した透磁率μ_rを生ずるフエリ磁性共鳴効果を示
し、これにより所望の吸収周波数又は周波数帯域
において電波吸収を生起するが、アンテナの作動
周波数においては低い損失特性を示す。

コーテイング２は所与の作動周波数に対してア
ンテナの物理的長さを縮小することもできる。

前述のごとく、特定の周波数帯域においてコー
テイング２により吸収されるエネルギの量は所望
の吸収周波数帯域における高い値の透磁率μ_rの実
部μ′_r、磁気損失正接tanδ〓、誘電率ε_rの実部ε′_r及
び誘電損失正接tanδ〓に依存する。しかしながら、
アンテナの作動周波数においては低い値の、又は
ゼロ値の磁気及び誘電損失正接tanδ〓、tanδ〓が要
求される。

また、誘電及び磁気特性の両方を有する材料を
使用してアンテナをコーテイングすることによ
り、同一の周波数に対するアンテナの物理的長さ
は、コーテイング２がない時の長さに対して因子
√′_r、′_rまで短縮することができる。達成され
得る厚みの縮小はアンテンの作動周波数における
透磁率μ_rの実部及び誘電率ε_rの実部μ′_r、ε′_rの値
に
依存することになり、またアンテンの最大性能を
得るには作動周波数において透磁率μ_rの実部μ′_r
及び誘電率ε_rの実部ε′_rの値ができるだけ近いこと
が理想的である。

電波吸収材としての性能に影響を与えるコーテ
イング２のもう一つの要因は、コーテイング２と
周囲の媒質との間の界面を通過してコーテイング
２に入る所望の吸収周波数帯域にある入射電波の
エネルギの量である。この界面で反射される入射
電波のエネルギの量を最小にするためにはコーテ
イング表面と周囲の媒質との間のインピーダンス
不整合をできるだけ小さくする必要がある。この
ためには、所望の吸収周波数帯域においてこの界
面での材料の透磁率μ_rの実部μ′_r及び誘電率ε_rの実
部ε′_rの割合が、周囲の媒質の透磁率μ_rの実部μ′_r
及び誘電率ε_rの実部ε′_rの割合に近いことが必要で
ある。即ち、媒質が空気である場合には、μ′_r／
ε′_rはtanδ〓tanδ〓と共にできるだけ１に接近さ
せ
る必要がある。しかし、コーテイング２が、４分
の１波長吸収材として使用される場合には、この
界面においていくらかの反射が生ずるようにする
ことが好ましいこともあり、これは、所望の吸収
周波数帯域においてフエリ磁性共鳴効果を示す１
つ又は２つ以上のフエリ磁性体材料を含むコーテ
イング２を使用することにより可能であり、六方
晶系フエライト及びイルメナイト型（一般式
ABO₃）の材料、例えばNiMnO₃及びCoMnO₃が
適する。

スピネルフエライトのように殆んどのフエライ
ト材料の透磁率μ_rは1GHzを超える周波数におい
てはレーダ吸収材として働き得ない程度に低下す
るのに対し、前述の材料のある種の透磁率μ_rはフ
エリ磁性共鳴効果により1GHzを超えた狭い周波
数域で増加する。他の周波数、例えばHF、VHF
又はUHFにおいて、このような材料は比較的高
い値の透磁率μ_rの実部μ′_r及び誘電率ε_rの実部ε′_r
と、低い値又はゼロ値の透磁率μ_rの虚部μ″_r及び
誘電率ε_rの虚部ε″_rを示し、これによりHF、
VHF、又はUHFの周波数において実質的損失を
伴わずに長さ又は厚みの実質的な縮小が得られ
る。

アンテナの作動周波数において、増大した透磁
率μ_rの実部μ′_rの値を生じしめるフエリ磁性共鳴
効果は磁界の影響下にあるフエリ磁性体に入るマ
イクロ波を考察することにより説明される。磁界
は原子モーメント（スピン及び軌道のモーメント
の和）のために歳差運動を引き起こす。

この歳差運動周波数は材料中の静止磁界を変化
させることにより変化し、最も強力な吸収、即ち
最も高い透磁率μ_rは歳差運動周波数がマイクロ波
周波数と一致する時に生起する。また磁気異方性
も、スピン系が磁化し易い方向以外の方向を向い
ている場合には、スピン系にトルクを生じさせる
ので、フエリ磁性共鳴周波数が材料の磁気異方性
に依存することになる。

六方晶系フエライト材料は対象となつている周
波数において比較的高い磁気異方性を有するため
特に適する。その中でも単軸六方晶系フエライ
ト、特に配向された多結晶形のものは、ミリメー
トル波の範囲でフエリ磁性共鳴を示し、この材料
の例としては、バリウムフエライト
（BaFe₁₂O₁₉）のようなＭ型の六方晶系フエライ
トである。

前述のごとく、電波吸収が生じるフエリ磁性共
鳴周波数は材料の磁気異方性を変えることにより
変化させ得、Ｍ型のバリウムフエライト材料の場
合、磁気異方性結晶格子中の鉄イオン（Fe³⁺）
を置換することにより達成され得る。

非置換多結晶質のBaFe₁₂O₁₉は約50GHzのフエ
リ磁性共鳴を有する。しかしながら、鉄イオンを
Co²⁺Ti⁴⁺、Ni²⁺Ti⁴⁺又はZn²⁺Ti⁴⁺のような２価
又は４価のイオン対で置換することにより、磁気
異方性の変化及びそれに伴うフエリ磁性共鳴周波
数の変化が置換の程度に従つて得られ、置換の程
度が大きくなる程、フエリ磁性共鳴周波数は低く
なる。

他の形のイオン置換も可能であり、例えば鉄イ
オンを３価のイオンで置換すること、又は鉄イオ
ンをCo²⁺のような２価のイオンで置換し、且つ
電気的中性を維持すべく同時に同数の２価の酸素
イオンとフツ化物のような単価イオンで置換する
ことも可能である。

Co²⁺Ti⁴⁺によつて置換されたBaFe₁₂O₁₉の場
合、置換化合物の一般式はBaCo_xTi_xFe_12-2xO₁₉
であり、ｘの値を変化させることによりマイクロ
周波数域、即ち１〜20GHz全範囲にわたつてフエ
リ磁性共鳴周波数を変化させ得る。

第２図は多重層コーテイングを提供すべく異つ
たコーテイング材料が最外層C₁から最内層C_oま
での各層に配列されている一つの好ましい形のコ
ーテイング２を示す。

第３図は近似的に15GHzでフエリ磁性共鳴を示
す典型的六方晶系フエライト材料の10〜100GHz
の範囲にある周波数に対する透磁率μ_rの実部μ′_r
及び磁気損失正接tanδ〓の変化を示すグラフであ
る。

再び第２図に戻り、所望の広い周波数帯域幅の
吸収特性を得るべく、層C₁から層C_oまでの各層
は異なつた置換が行なわれたBaCo_xTi_xFe_12-2x
O₁₉組成から成り、各層が異つた周波数域におい
て電波吸収のピークをを有し、これらの電波吸収
の範囲が所望の吸収周波数帯域をカバーすべく積
層して配列される。

異つた層のフエリ磁性共鳴周波数の間隔は層の
数、及び所望の吸収周波数帯域の幅に依存して選
択され、この吸収周波数帯域が狭い程、所与の数
の層におけるフエリ磁性共鳴周波数の間隔が接近
する。

第４図はマイクロ波周波数帯域における層C₁
から層C_oまでの範囲にわたるフエリ磁性共鳴周
波数5GHzから9GHzまでを有するｎ層コーテイン
グ中の異つた層材料の透磁率μ_rの実部μ′_rを周波
数に対してプロツトしたものである。各フエリ磁
性共鳴周波数での透磁率μ_rの実部μ′_rの大きさは
各層とも等しく示されているが、インピーダンス
整合のため、実質的には等しくない。

多重層の構成において、最大の電波吸収を得る
ためにコーテイング２の特性を最高にすべく多数
のパラメータが調整され得る。パラメータには、
層の数を変えて、コーテイング２全体の厚さを変
えること、各層の厚さを変化させること、各層の
材料のフエリ磁性共鳴周波数の間隔を変化させる
こと、及び各層の材料の透磁率μ_rの実部μ′_rのフ
エリ磁性共鳴周波数におけるピークの振幅を変化
させることが含まれる。

コーテイング２の外面からの反射とコーテイン
グ２の連続層の間の界面からの反射とを最小にす
べく、層C₁と周囲の媒質の透磁率μ_r及び誘電率ε_r
の実部の比μ′_r／ε′_rは可能な限り近ずけさせ、同
様に、各界面における材料の隣接層のμ′_r／ε′_r比
も可能な限り接近すべく適合させる必要がある。
また損失正接比tanδ〓／tanδ〓も同様に接合させる
必要がある。

本発明において使用される材料、即ちCo、Ti
−置換されたバリウムフエライトは、フエリ磁性
共鳴周波数にて測定される透磁率μ_rの実部及び虚
部がμ′_r＝４、μ″_r＝1.0であり、誘電率ε_rの実部及
び虚部がε′_r＝10、ε″_r＝0.5のオーダーであり、少
なくとも対象となつている吸収周波数帯域では実
質上、周波数に依存しない。

周囲の媒質が空気である場合、コーテイング２
の外面における完全なインピーダンス整合が達成
されるのは、層C₁のμ′_r／ε′_r比を１に等しくさせ
ること、及びtanδ〓tanδ〓にさせることによつて
のみ可能であるが、実際上、本実施例の材料では
簡単に達成され得ない。しかしながら低い透磁率
μ_rの実部及び誘電率ε_rの実部μ′_r、ε′_rを有するポ
リ
ビニルアルコール又はエポキシ樹脂のような適当
な結合剤を使用して層C₁の材料を希釈すること
により、界面におけるインピーダンス不連続の大
きさを実質上減らすことが可能である。

次に、層C₁と層C₂との間の界面、及び残りの
層の夫々の間の界面におけるインピーダンス不連
続の大きさを減らすべく各層における結合剤の割
合を層C_oに向かつて漸進的に減らすことにより、
連続層の透磁率μ_r及び誘電率ε_rを層C_oに向かつて
漸進的に増大させることができる。これによりイ
ンピーダンスの漸進的変化が達成される。

一方において漸進的インピーダンスを変化を達
成し、且つ所与のコーテイング２の全厚に対して
電波吸収の程度を最大にするためには、外側の層
の厚みを、相対的に吸収の良い内側の層の厚みよ
り薄くすることが有利であり、第５図に示された
ように最外層C₁から最内層C₅に向かつて層の厚
さを漸進的に増大させることにより達成される。

５層コーテイングの場合における典型的値とし
て、層C₁の層みを１mmにし、それに続く層にお
いて１mmずつ増やし、層C₅の厚みを５mmにして
もよい。

第６図は周波数に対するコーテイング２の反射
損失特性（入射電波の振幅に対する反射電波の振
幅の割合を％で示したもの）を実線で示し、層
C₁から層C₅の透磁率μ_rの実部μ′_rを破線１から５
で示したものである。第６図は周波数帯域１〜
15GHzを含み、また反射損失特性は、誘電率ε_rの
実部ε′_rの値が層C₁で３、層C₂から層C₅までの
夫々の層で６、９、12及び15であり、また各層の
誘電率ε_rの虚部ε′_rがε′_r／10、即ち誘電率ε_rの実
部
ε′_rの10分の１の値に等しい材料に基づく。反射
損失特性を決定するために、透磁率μ_rの虚部μ″_r
は、透磁率μ_rの実部μ′_rの周波数特性と同様の周
波数特性を有するが、周波数を1GHz上向きにシ
フトして、μ″_r（fGHz）＝μ′_r（（ｆ−１）ＧHz）と
し
た。

第６図に示されている結果は、層の厚さ、層の
数、各層の誘電特性及び磁気特性、及び各層のフ
エリ磁性共鳴周波数の間隔（この実施例では1G
Hzが選択された）に関して任意の選択に基づく分
析を示す。所与の特性を有する材料を使用して、
所与のコーテイング２全体の厚さに対して、最小
の反射と最大の電波の吸収周波数帯域幅を得るべ
く前記パラメータの１つ又は２つ以上を変化させ
た数学的最適化法を使用してもよい。

HF、VHF、又はUHF周波数におけるアンテ
ナの正常な動作を考慮すると、前述のバリウムフ
エライト材料の透磁率μ_rの虚部及び誘電率ε_rの虚
部μ″_r、ε″_rの値はこれらの周波数において無視さ
れ得るものとなる。特に、夫々約２及び10である
透磁率μ_rの実部μ′_r及び誘電率ε_rの実部ε′_rに対し
て
無視され得、又損失も非常に小さくなる。透磁率
μ_rの実部及び誘電率ε_rの実部μ′_r、ε′_rの値が比較
的
高いことにより、アンテナの物理的長さを因子
4.5まで縮小することができ、更にレーダに対す
るプロフイールを減少させることができる。

前記のフエライト材料に対して引用された透磁
率μ_rの値は、未焼結材料に関して測定された値を
示すが、焼結材料であれば、フエリ磁性共鳴周波
数におけるピーク振幅に対しても、非フエリ磁性
共鳴周波数におけるピーク振幅に対してもより高
い値が得られる。

第１図に再び戻つて、コーテイング２は、適当
な手段によつてロツド１に具備され得る。例え
ば、適当な磁性化合物をゴムマトリツクスのよう
な適当な結合剤を混合することにより、各層を
別々の可撓性シートとして形成し、次に適当な接
着剤を使用して連続層をロツド１に接着する。あ
るいは又、層が比較的薄い場合には、層は塗装に
よつても適用され得、この場合、適当な磁性化合
物を最初に適当なキヤリヤ液と混合しておく。

本実施例において、コーテイング２は異つたフ
エリ磁性共鳴周波数を有する異つた層の複数から
成る多重層構造の形をしているが、必ずしも多重
層構造形でなくてもよい。多重層構造を使用する
理由は、使用されるバリウムフエライト材料と周
囲の媒質との間のインピーダンス不整合を最小に
し、またコーテイング２の全体にわたつて漸進的
インピーダンス変化を達成する必要があることに
起因する。しかしながら、使用する材料の誘電特
性及び磁気特性が、周囲の媒質と許容され得るイ
ンピーダンス整合を形成するようなものである場
合には、コーテイング２は所望される吸収周波数
域にわたつてずれて重なり合う異つたフエリ磁性
共鳴周波数を有する数種の材料から成る均一な混
合物から構成される単一層から成つても良い。あ
る場合には、１つのコーテイング２中に多重層と
均一層との組み合わせを使用しても良い。

更に、第６図の結果には考慮されていないが、
コーテイング２の電波吸収率を最大にするために
使用され得る要因として、コーテイング２の４分
の１波長吸収がある。

ある特定の周波数におけるコーテイング２の効
果的厚さが４分の１波長の奇数倍であるなら、コ
ーテイング２の外面により反射される入射電波と
コーテイングされた面、即ち電波反射面１により
反射される入射電波とは破壊的に干渉し合い、特
定の周波数におけるコーテイング２の電波吸収特
性を向上させる。

更に、コーテイング２の材料の適当な選択によ
り、対象となつている周波数帯域の多数の異つた
周波数に対して上述の条件が満たされる場合に
は、比較的広い周波数帯域幅にわたつて４分の１
波長吸収が達成される。

第２図に再び戻つて、多重層コーテイングの層
C₁から層C_oまでの厚さがt₁、t₂、……t_oであり、
夫々の層のフエリ磁性共鳴周波数がF₁、F₂、…
…F_oであるとする。

周波数ｆにおけるｉ番目の層の材料の磁気特性
及び誘電特性の夫々を示す誘磁率がμ_ri(f)及び誘
電率がε_ri(f)であるなら、周波数ｆのｉ番目の層の
電気的に有効な厚さは t_i・Re√_ri(f)・_ri(f)である。

コーテイング２が４分の１波長吸収材として働
くのは、その全体の電気的に有効な厚さが自由空
間中の４分の１波長に対応する時、即ち _o 〓ⁱ⁼¹ t_i・Re√_ri(f)・_ri(f)＝300／4fの時である。
式中、周波数ｆの単位はＧHz、厚さt_iの単位はmm
であり、又フエリ磁性共鳴周波数におけるピーク
の振幅はすべての材料に対して同じであるとす
る。

コーテイング２の層C₁の磁気特性を希釈する
結合剤を使用しない場合には、前述において使用
されている六方晶系フエライト材料の各層の誘電
率ε_ri(f)の値は近似的にその実部ε′_rに等しく、且
つ周波数に依存しない。従つて前記の式は以下の
ようになる：_o 〓ⁱ⁼¹ t_i・Re√_ri(f)＝300／4f√′_r コーテイング２の各層の厚さt_iの決定は、この
等式が成立するｎ個の異つた周波数の夫々に対し
て、この等式をｎ回書き出して、t₁、t₂、……t_o
に対する値を決定すべくこれらｎ個の独立した等
式を解くことによりなされる。コーテイング２の
各層の透磁率μ_ri(f)は、ｎ個の周波数の夫々によ
り異り、夫々特定のフエリ磁性共鳴周波数におい
てのみ最大値を有するため、異つた周波数に対し
てこれらの式の解が得られる。

ｎ個の異つた周波数が実質上所望される吸収周
波数帯域にわたつて均等に分布している場合、コ
ーテイング２は、実質上、吸収周波数帯域にわた
つて４分の１波長吸収を行うであろう。

各層の材料に対するフエリ共鳴周波数、及び層
の夫々の厚さの選択は、最低周波数F_Lから最高
周波数F_H（ＧHz）の範囲の特定な吸収周波数帯域
を得るべく以下の構成手順を使用して決定しても
良い。

コーテイング２の層C₁から層C_oまでの各層の
配列はフエリ磁性共鳴周波数を増大させるべく行
うことが好ましく、また透磁率μ_rの実部μ′_r対周
波数のグラフを利用して、層C_oのフエリ磁性共
鳴周波数Fnは、透磁率μ_rの実部μ′_rが、所望され
る吸収周波数帯域の中の最高周波数F_Hにおいて
最小の値（即ち使用の材料に対して１）に降下す
るように選択することが好ましい。これは、周波
数F_Hにおける自由空間中の入射電波の４分の１
波長、即ちλ／４の厚さが最小値を有するためで
ある。周波数が周波数F_Hから周波数F_oに下降す
るにつれての自由空間中のλ／４の実際上の長さ
の増加は、層C_oの透磁率μ_rが周波数F_oに接近する
につれて増大するため、層C_oの電気的に有効な
厚さがこれに対応して増加することにより、少な
くとも部分的には補償される。

周波数F_oの値を選択した後、残り（ｎ−１個）
の各層のフエリ磁性共鳴周波数は以下の関係に基
づいて選択される：（F_o−F_o-1）＞（F_o-1−F_o-2）＞…（F₂−F₁）次にこれらの周波数の夫々に対して等式_o 〓ⁱ⁼¹ t_i・
Re√_ri(f)＝300／4f√′_rを書き、μ_ri(f)に適当な
値
を挿入し、この結果できる式の解を求めて、各層
の厚さを決定する。このような方法により得られ
た厚さの値がすべて正である場合、その構成は実
施可能である。しかし、これらの値のいずれかが
負である場合には、より低い値のｈを選択し、t₁
からt_oまでの厚さの値がすべて正になる解が得ら
れるまで、この作業を繰り返す。

４分の１波長吸収コーテイングはコーテイング
２の外面により反射された波とコーテイングされ
た表面、即ち電波反射面１により反射された波と
の間の破壊的干渉に依存するため、前記のように
層C₁の誘電率ε_rを希釈することによりコーテイン
グ２の外面と周囲の媒質との間のインピーダンス
不整合を除去する必要はない。

事実、コーテイング２の４分の１波長吸収の効
果は所与のいかなる周波数においても破壊的に干
渉し合う波の相対的大きさに依存し、一方この大
きさを決定するのはこの不整合の大きさであり、
またこの周波数においてコーテイング材料内で生
じる吸収損である。このように、主として４分の
１波長吸収効果を利用することを目的とした電波
吸収コーテイングを構成する際、コーテイング２
の４分の１波長吸収は、コーテイング材料の吸収
特性をコーテイング表面におけるインピーダンス
不整合の大きさに関連して選択し、４分の１波長
干渉条件が満たされる異つた周波数において、コ
ーテイング２の表面及び電波反射面１から反射さ
れる破壊的に干渉し合う２つの波の相対的大きさ
が近似的に等しくなるように選択することにより
最適にすることができる。しかしながら、コーテ
イング材料内の吸収損による吸収を最大にするこ
とが所望される場合には、この方法での４分の１
波長吸収を同時に最適にすることは不可能なこと
がある。

更に、４分の１波長吸収コーテイングは多重層
構造を持つ必要がなく、所望の吸収周波数帯域に
わたつて分布する多数の異つた周波数において、
４分の１波長の条件を満たす４分の１波長吸収コ
ーテイングは、異つたフエリ磁性共鳴周波数を有
する磁性材料の均一な混合物によつても提供され
る。

本発明は以上説明した特定の磁気材料の使用に
限定されない。所望の吸収周波数帯域において増
大した吸収特性を生じしめるフエリ磁性共鳴を示
す適当な材料ならいかなるものも使用され得る。
コーテイング材料は同じグループ又は同族の磁気
化合物から選択する必要はなく異つた層に対する
具体例のＭ型六方晶系バリウムフエライトは本発
明の範囲内で異つた型の材料から選択しても良
い。コーテイング２が狭い周波数帯域幅、例えば
特定の周波数においてのみ吸収を行うことを要求
される場合には、コーテイング２は、特定周波数
における単一のフエリ磁性共鳴のみを含むだけで
良く、また好ましくはこの周波数において４分の
１波長共鳴であつても良い。

前記説明において、開示されている特定の六方
晶系フエライトはCo、Ti−置換された
BaFe₁₂O₁₉である。20GHz以上の使用に適した置
換された化合物の類は例えばSrO・xAl₂O₃・（６
−ｘ）Fe₂O₃であり、この場合ｘが０から1.35ま
で変化することによりフエリ磁性共鳴周波数が
58GHzから111GHzまで変化する。この類の化合
物は特に90GHzにおける大気の窓をとりまく周波
数帯域での使用に適す。90GHzに中心を合わせた
吸収は前記式においてｘ＝1.07とすることにより
達成される。

後者の化合物を使用するコーテイング２は、前
記の材料に対して説明された構成と同一の構成を
使用して、多重層コーテイングに仕上げることが
可能である。90GHz付近の周波数において後者の
化合物を使用する４分の１波長のコーテイング２
の厚さは約0.2mmとなるであろう。この厚さのコ
ーテイング２は刷毛塗り又はスプレイにより塗装
の形で適用してもよい。

前者及び後者の化学物ともに単軸六方晶系フエ
ライトであるが、プレーナー型六方晶系フエライ
トも使用され得る。

コーテイング２は夫々がフエリ磁性共鳴効果を
有する複数の異つたフエリ磁性体材料から成り、
材料は異つた狭い周波数帯域にフエリ磁性共鳴を
有し、これにより協働して拡大された周波数帯域
に及ぶ吸収を行うコーテイングとして働き得る。
種々のフエリ磁性のコーテイング材料はすべて、
程度の異なるイオン置換を行われた同じ塩基性グ
ループの化合物から成つてもよい。

コーテイング２は夫々が異つたフエリ磁性共鳴
周波数を有する異つた材料の均一な混合物から成
つても良い。しかしながら、このようなコーテイ
ング２は、構成材料の磁性及び誘電特性が周囲の
媒質と良好なインピーダンス整合を形成する場合
にのみ適し得る。

以下の方法により異つた組成をつくり得る。粉
末状のBaCO₃、Co₃O₄、TiO₂及びFe₂O₃の化学量
論的配分を各組成物に対して重量測定する。粉末
を、ステンレススチール製のボールを使用した湿
式ボールミルにより水中で約２時間均一になるべ
く混合し、次に粉末を粗い篩を通してミルから流
し出す。次にこのスラリーを沈澱させ、余分な水
を排出し、粉末を約100℃で乾燥する。乾燥した
粉末を次に150μｍの篩にかけ、結合剤として働
くべく、５重量％の水を点滴で添加する。次に材
料を1000Kgcm^-2で押圧し、90℃で乾燥し、その後
酸素抽気を行いつつ1300℃にて10時間反応させ
る。反応式は以下のとおりである： BaCO₃＋xTiO₂＋^x ₃CO₃O₄ ＋（６−ｘ）Fe₂O₃ ¹³⁰⁰ ℃BaCo_xTi_xFe_12-2xC₁₉ ＋CO₂＋^x ₆O₂ 冷却後、反応した材料を破砕し、10分間エツジ
フオロワ（edge follower）の中で粉砕し、４時
間水中で湿式ミル処理をする。次に余分な水を排
出し、粉末を90℃で乾燥する。次に溶液としてポ
リビニルアルコール（PVA）を粉末に添加し、
エツジフオロアを使用して粉砕混入し、一般的に
は５重量％の組成にする。但し、以下に述べる理
由で低い誘電率ε_r及び透磁率μ_rを有する種々の適
性結合剤の割合はコーテイング２の各層の透磁率
μ_r及び誘電率ε_rを変化させるべく変化させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく電波吸収コーテイング
によりコーテイングされたモノポールアンテナの
正面図、第２図は本発明に基づく電波吸収コーテ
イング部分の断面略図、第３図はマイクロ波周波
数帯域においてフエリ磁性共鳴を示すフエリ磁性
体材料の周波数に対する透磁率μ_rの実部μ′_r及び
磁気損失正接tanμ_rの変化を示す図、第４図は第
２図のコーテイングの各層の周波数に対する透磁
率μ_rの実部μ′_rの変化を示す図、第５図は本発明
による５層コーテイングの断面図、及び第６図は
第５図に示されたコーテイングの周波数に対する
反射損特性変化（実線）と、第５図のコーテイン
グの種々の層の材料の透磁率μ_rの実部μ′_rの周波
数に対する変化（破線）とを示す図である。１……導電ロツド、２……電波吸収コーテイン
グ、３……中央電極、４……コネクタ、５……ア
ース導線、６……アース面。

Claims

【特許請求の範囲】１ 1GHz未満の周波数帯域の電波を吸収せず1G
Hz以上の周波数帯域の電波を吸収する実質的透磁
率が互いに異なる複数の積層された層を含んでお
り、前記層は前記異なる実質的透磁率の夫々を、
吸収されるべき電波の入射する最外層から最内層
に向かつて徐々に漸次増加させるように配列され
ていることを特徴とする電波吸収コーテイング。２前記最外層は、前記吸収されるべき電波の伝
搬してきた周囲媒体と前記層との間のインピーダ
ンスを接合するような実質的透磁率を有する特許
請求の範囲第１項に記載の電波吸収コーデイン
グ。３前記層の厚みは、前記吸収されるべき電波の
反射を除去するために、当該吸収すべき電波と、
該層を透過し当該層の少なくとも一つの層で反射
した電波とを干渉させ得るように設定する特許請
求の範囲第１項又は第２項に記載の電波吸収コー
テイング。４前記層は、前記最外層から前記最内層に向か
つて各層の誘電率及び厚みが徐々に漸次増加する
ように配列されている特許請求の範囲第１項から
第３項のいずれか一項に記載の電波吸収コーテイ
ング。５前記層は、互いに協働して前記周波数帯域に
わたりフエリ磁性共鳴を惹起するような異なるフ
エリ磁性体材料を含んでいる特許請求の範囲第１
項から第４項のいずれか一項に記載の電波吸収コ
ーテイング。６前記層は、前記フエリ磁性共鳴の周波数が前
記最外層から前記最内層に向かつて徐々に漸次増
加するように配列されている特許請求の範囲第４
項に記載の電波吸収コーテイング。７前記フエリ磁性体材料は、イオン置換された
六方晶系フエライトを含んでいる特許請求の範囲
第４項に記載の電波吸収コーテイング。８前記六方晶系フエライトは、一般式BaCo_x
Ti_xFe_12-2xO₁₉を有する特許請求の範囲第６項に
記載の電波吸収コーテイング。９前記六方晶系フエライトは、一般式SrO_x
Al₂O₃（６−ｘ）Fe₂O₃を有する特許請求の範囲第
６項に記載の電波吸収コーテイング。