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最新 電波吸収体設計・応用技術

  • Advanced Electromagnetic Wave Absorbers―Design and Applications―
※こちらの書籍は,電子書籍(eBook)として販売をしております。
・価格5,200円(税抜)
丸善販売サイト「Knowledge Worker」にてPDF版販売中!
http://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd=1016975231

★ 電子機器内部から通信、レーダのシステム、電波暗室まで至る所で用いられる電波吸収体。その電波吸収体の基礎理論、吸収体材料、設計法、評価法、研究開発動向、応用・実用化例を網羅した一冊!
★ 電磁環境の整備が求められる中、優れた電波吸収体の開発に何が必要か。本研究に携わる大学・企業の第一線研究者が詳述!

商品コード: T0656

  • 監修: 畠山賢一・蔦岡孝則・三枝健二
  • 発行日: 2008年12月
  • 価格(税込): 70,200 円
  • 体裁: B5判,324ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0074-0

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  • 誘電体・磁性体,フェライト,左手系,伝送線路,表面反射抑制形,近傍界,電波暗室,ノイズ抑制,RFID,ITS・ETC

刊行にあたって

 1970年代以降、電子機器、情報通信機器の普及が急速に高まり、職場でも家庭でも生活の身近に多くの電子機器が存在するようになった。電子機器、情報通信機器の普及とともに、不要電磁波による機器相互の干渉という問題が重要視されるようになった。不要電磁波を抑制して機器が本来の機能を発揮できるようにするためには、電波的な環境―電磁環境(EMC;ElectromagneticCompatibility)―を整備することが必要であり、不要電磁波を吸収する電波吸収体はそのための必須デバイスとして考えられた。現在、電子機器内部からEMC用電波暗室、放送やレーダのシステムに至るまでいろいろな箇所に電波吸収体が用いられている。電波吸収体が電磁環境の整備に(したがって、情報通信の発展に)果たしている役割は非常に大きい。
 現在の情報通信の分野は、携帯電話、無線LAN、自動車への情報機器搭載に見られるように技術開発の速度が速く、年々新しい技術が実用化されている。新しい形態の情報通信が始まると、そこに新たな電磁環境の問題が発生する可能性があり、それを解決するための電波吸収体が必要になる。新たな電波吸収体の開発はどのように行ったら効率がよいか。100年前のマルコーニの時代とは異なり、現在では種々の電波吸収体が既に開発され、実用になっている。したがって、効率的な開発をするには恐らく、これまでに開発された電波吸収体の理解を土台にして新しい発想をし、ニーズに合うように吸収体を設計することが必要である、ということになるであろう。電波吸収体開発に必要な項目は、電波的な設計(伝送線路理論に基づく整合手法)、吸収特性の評価、吸収材料設計と評価、電波吸収体使用法(周波数、厚みや重さの制限、電波吸収体使用による効果の評価)などである。これら一つ一つについて基本的な事柄をバランスよく習得することが電波吸収体の理解につながると思われる。本書はこれらの各項目を理解しやすいように順序よく配置し、この分野でご活躍されている専門家に執筆をお願いしてできたものである。電波吸収体の開発、使用を計画している読者の方々が、本書に有益な情報があったと感じて頂ければ幸いである。
(「はじめに」より抜粋)

2008年12月  編集代表 畠山賢一

 

著者一覧

畠山賢一   兵庫県立大学 大学院工学研究科 電気系工学専攻 教授
蔦岡孝則   広島大学 大学院教育学研究科 自然システム教育学講座 教授
三枝健二   日本大学 理工学部 電子情報工学科 准教授  
葭内 暁   東北化工(株) 吸収材事業ユニット ユニット長
栗原 弘   TDK(株) 電波エンジニアリングBU 技術課 課長
山本真一郎   兵庫県立大学 大学院工学研究科 電気系工学専攻 回路・システム工学部門 助教
小野裕司   NECトーキン(株) 研究開発本部 材料開発センター マネージャー
大宮忠志   NECトーキン(株) EMC事業部 
佐藤 稔   (株)トーキンEMCエンジニアリング 品質・開発グループ グループ長 
粟倉由夫   NECトーキン(株) EMC事業部 製品技術部 主任
阿部正和   NECトーキン(株) EMC事業部 製品技術部
戸川 斉   (株)トーキンEMCエンジニアリング システム事業部 事業部長
吉野涼二   大成建設(株) 技術センター 建築技術開発部 ニューフロンティア技術開発室 電気・通信チーム チームリーダー

目次

第1章 電波吸収体の歴史、最近の動向と分類

第2章 電波吸収体材料
1. 電波吸収体材料の分類

2. 誘電材料、導電材料
2.1 誘電体の分極と誘電分散
2.2 マイクロ波領域における誘電緩和と誘電材料
2.3 金属の誘電率と導電率
2.4 電波吸収体用導電材料

3. 磁性材料
3.1 磁性体・誘電体の秩序状態
3.2 強磁性体の磁化過程
3.3 強磁性体の高周波磁界応答と透磁率
3.3.1 フェライト系材料の高周波透磁率
3.3.2 ジャイロ磁気共鳴
3.3.3 磁壁共鳴
3.3.4 透磁率スペクトルの解析

4. 複合材料、人工材料
4.1 誘電体、金属複合材料
4.1.1 強誘電体複合材料の誘電率
4.1.2 金属複合材料の誘電率と電気抵抗率
4.2 磁性複合材料
4.2.1 フェライト複合材料
4.2.2 強磁性金属粒子分散複合材料
4.2.3 フェライト複合材料の透磁率、誘電率と単層型電波吸収体の吸収特性
4.3 人工材料
4.3.1 左手系媒質中での電磁波伝搬
4.3.2 負の透磁率を示す磁性材料
4.3.3 人工誘電体と負の誘電率
4.3.4 DNG複合材料
4.3.5 左手系特性とインピーダンス整合

第3章 電波吸収体設計法
1. 伝送線路理論と整合
1.1 伝送線路理論
1.1.1 伝送線路の基本理論
1.1.2 スミスチャート
1.1.3 伝送線路の4端子回路網としての取り扱い
1.2 平面波の伝送線路との対応
1.2.1 平面波
1.2.2 平面波と伝送線路の対応
1.3 平面波の反射と透過
1.3.1 TM入射
1.3.2 TE入射
1.3.3 膜の取り扱い

2. 電波吸収材内の電波伝搬
2.1 損失媒質内の電波伝搬
2.2 導電材内の電波伝搬
2.2.1 導電材の誘電率虚数部
2.2.2 伝搬定数、特性インピーダンス
2.2.3 表皮効果、表皮深さ、表面抵抗
2.3 εr'<0、μr'<0の媒質内の電波伝搬

3. 電波吸収体設計法
3.1 電波吸収体の吸収特性
3.1.1 反射係数と入力インピーダンス、入力アドミッタンス
3.1.2 反射係数と吸収量
3.1.3 狭帯域形、広帯域形吸収特性
3.2 整合の手法
3.2.1 共振を用いる方法
3.2.2 コンダクタンス、抵抗を付加する方法
3.2.3 1/4波長厚みの層を付加する方法
3.2.4 表面反射の小さい吸収材を用いる方法
3.3 単層構造の電波吸収体
3.3.1 単層形電波吸収体
3.3.2 フェライトタイルを用いる電波吸収体
3.3.3 表面反射抑制形電波吸収体
3.4 抵抗膜形電波吸収体
3.5 2層形電波吸収体
3.6 多層形電波吸収体
3.7 ピラミッド形電波吸収体、くさび形電波吸収体
3.8 人工材料を用いた電波吸収体

第4章 電波吸収体評価法
1. 誘電率、透磁率測定法
1.1 伝送線路を用いる方法
1.1.1 同軸管・同軸線路
1.1.2 導波管
1.1.3 Sパラメータ法
1.1.4 開放・短絡法
1.1.5 試料厚みを変化させる方法
1.1.6 誘電率のみの測定、透磁率のみの測定
1.2 自由空間法
1.3 面抵抗の測定

2. 電波吸収特性測定法
2.1 VHF-UHF帯における導波路を用いた測定
2.2 位相合成法
2.3 アーチ形測定器を用いる方法
2.4 タイムドメイン法
2.4.1 測定原理概要
2.4.2 近接反射波の分離・抑圧
2.4.3 タイムドメインの測定可能時間間隔
2.5 ミリ波帯の吸収特性測定法I
2.5.1 ミリ波帯における自由空間法
2.6 ミリ波帯の吸収特性測定法II
2.7 円偏波吸収特性評価法

3. 吸収特性以外の項目の評価法
3.1 異方性の評価法
3.1.1 反射係数を測定する方法
3.1.2 Γxx、Γyyについて
3.1.3 Γxy、Γyxについて
3.1.4 反射係数測定結果
3.2 耐電力特性評価法I
3.2.1 測定系および基本評価
3.2.2 電波吸収体の耐電力特性評価例
3.2.3 おわりに
3.3 耐電力特性評価法II
3.3.1 耐電力特性把握の必要性
3.3.2 電波吸収体の耐電力測定装置と測定方法
3.3.3 測定例
3.3.4 耐電力測定実験の留意点

4. 近傍界使用における評価手法
4.1 内部減結合率(Intra-decoupling ratio;Rda)と相互減結合率(Inter-decoupling ratio;Rde)
4.1.1 内部減結合率(Intra-decoupling ratio;Rda)の測定系と測定例
4.1.2 相互減結合率(Inter-decoupling ratio;Rde)の測定系と測定例
4.2 伝送減衰率(Transmission attenuation power ratio;Rtp)
4.3 輻射抑制率(Radiation suppression ratio;Rrs)
4.4 まとめ

第5章 電波吸収体研究開発の最新動向
1. 電波暗室用吸収体の動向
1.1 EMC電波暗室、マイクロ波電波暗室用吸収体の動向
1.1.1 EMC電波暗室と電波吸収体
1.1.2 オープンサイトでの放射エミッション測定
1.1.3 EMC電波暗室での放射エミッション測定
1.1.4 EMC電波暗室の性能を左右する主な要因
1.1.5 1~18GHzにおける放射エミッション測定
1.1.6 放射イミュニティ測定
1.1.7 マイクロ波電波暗室用吸収体動向
1.1.8 今後の電波暗室用吸収体動向
1.2 最新の電波吸収体設計法と電波暗室
1.2.1 等価誘電率(合成容量)
1.2.2 複合電波吸収体への適用
1.2.3 電波暗室への適用
1.2.4 おわりに

2. 人工材料を応用した電波吸収体
2.1 誘電率、透磁率が負の材料(DNG材料)を用いたインピーダンス整合
2.2 DNG材料を用いた電波吸収体
2.3 人工材料を用いた電波吸収体の構成例

3. セラミック材料を用いた電波吸収体
3.1 セラミック繊維を素材とするピラミッド形電波吸収体
3.2 いぶし瓦製造法によるピラミッド形電波吸収体

4. ミリ波電波吸収体
4.1 磁性損失材料を用いたシート形吸収体
4.2 抵抗皮膜を用いたシート形吸収体
4.3 誘電損失材料を用いたピラミッド形電波吸収体

5. 近傍界使用の電波吸収材シート
5.1 ノイズ抑制シートの動向
5.1.1 環境問題対応と高性能化
(1) はじめに
(2) 環境対応と高性能ノイズ抑制シートの開発
(3) まとめ
5.1.2 ノイズ抑制シートの構成・実用化例
(1) はじめに 
(2) ノイズ抑制シートの特長と構造
(3) ノイズ抑制シートの評価方法
(4) ノイズ抑制シートの使用方法
(5) ノイズ抑制シートの実用化例
(6) むすび
5.2 RFID用シートの動向
5.2.1 RFIDの動向
5.2.2 RFIDの動作
5.2.3 RFIDの金属影響
5.2.4 軟磁性扁平粉の最適化
5.2.5 携帯端末RFIDへの適用
5.2.6 最近の磁性材料
5.2.7 おわりに

第6章 電波吸収体の応用、実用化例
1. 電波暗室への応用
1.1 電波暗室への応用と散乱波評価法
1.1.1 電波暗室内の散乱波
1.1.2 散乱波評価法の原理
1.1.3 改良された散乱波評価法
1.1.4 実際の評価事例
1.2 各種の電波吸収体と電波暗室応用例
1.2.1 EMC試験用電波暗室の動向
1.2.2 EMC試験用電波暗室に求められる性能
1.2.3 複合電波吸収体
1.2.4 誘電損失複合電波吸収体の設計と10m法電波暗室への実用化例
1.2.5 磁性損失複合電波吸収体の設計と3m法電波暗室への実用化例
1.2.6 おわりに

2. レーダへの応用
2.1 船舶レーダシステムへの応用
2.1.1 大型橋脚によるレーダ偽像
2.1.2 レーダ近傍反射体によるレーダ偽像(大型船の例)
2.1.3 レーダ近傍反射体によるレーダ偽像(小型船の例)
2.1.4 特殊輸送船におけるレーダ偽像
2.1.5 コンテナ船におけるレーダ偽像
2.2 航空レーダシステムへの応用(栗原弘)
2.2.1 換気塔の航空レーダシステムへの影響
2.2.2 フェライトタイルを埋設したGRC電波吸収パネル
2.2.3 おわりに

3. ITSへの応用
3.1  ETCシステムへの応用
3.1.1 料金所屋根からの反射防止
3.1.2 ETCシステム用電波吸収体への要求特性
3.1.3 料金所信号機、表示板からの反射防止
3.1.4 複数車線間の干渉防止
3.2 ITS、ETCシステムへの応用
3.2.1 ITS用電波吸収体の開発動向
3.2.2 ITS用電波吸収体の設計、実用化例
3.2.3 おわりに

4. 建築分野における応用
4.1 建築物に求められる電磁環境機能
4.2 建築物へ利用される電波吸収材料
4.3 TVゴースト対策としての利用
4.4 各種無線通信環境の改善を目的とした利用
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