JP5619265B1

JP5619265B1 - 電磁波遮蔽材の遮蔽性能測定装置

Info

Publication number: JP5619265B1
Application number: JP2013254593A
Authority: JP
Inventors: 育弥峯松; 正一室岡
Original assignee: 日本シールドエンクロージャー株式会社; 一般社団法人Ｋｅｃ関西電子工業振興センター
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2033-12-10
Also published as: JP2015114137A

Abstract

【課題】従来のフランジ型同軸管法による電磁波遮蔽性能測定装置は、円筒上の外導体に、断面が円形である内導体を同心円状に配置し、このとき形成される隙間に試料を配置することになるため、試料は寸法誤差の許されないドーナツ形に成形せざるを得ない。これは、測定の準備段階での作業を面倒で煩雑なものとしており、理想的な形態とは言えなかった。【解決手段】内導体が電磁波照射方向に対して垂直な面で二分割されており、これらの間に試料シートを配置させるものであって、厚さ１ｍｍ以下に成形された試料シートを、対向する透孔を有する一対の中空金属プレートで挟持した上で、該試料シート周縁より外側部分の空隙を塞ぐ遮蔽突起体にて該試料シートを囲繞する。【選択図】図１

Description

本発明は、ある電磁波遮蔽材がどの程度の遮蔽性を有するのかを、当該遮蔽材の試料を被測定物として挿入配置した上で一方側から該試料に向けて電磁波を照射し、他方側でその透過量を測定することによって測定評価するという形式の装置に関するものであり、その測定準備における作業性を向上させた装置構造に関するものである。

携帯電話端末を始めとする各種通信機器、或いはコンピュータを始めとする電子機器は、不要電波となる電磁波を発生するので、これが生活空間に入り込んで、電子回路の破壊や誤作動を引き起こす恐れがあることが知られている。そこで、この電磁波の漏出・侵入を防ぐために用いられているのが電磁波遮蔽材、電磁波シールド材などと呼ばれるものであり、多種多数の材料が開発され採用されている。一般には、銅、ニッケル、銀等の金属粉や、鉄、アルミニウム等の金属箔を混在させた導電性塗料、ステンレス繊維を分散させた導電性高分子、等々が採用されている。

そして、これら電磁波遮蔽材の電磁波遮蔽性能を測定するのが、電磁波遮蔽性能測定装置である。これによって、測定対象である電磁波遮蔽材試料の性能や適性を評価することになる。

例えば特許第２５２３３６１号公報（特許文献１）には、そのような装置の一例が提案されている。これは、互いに突き合わされる同軸型治具片からなり、一方の治具片の内部導体を互に摺動自在に接続されたヘッド部材とリード部材とから構成し、このヘッド部材の被測定試料を貫通しての他方の治具片の内部導体ヘッド部への結合により当該試料の内周部を挾持する内部導体結合手段を設け、両治具片の外部導体間に上記試料の外周部を挾持する外部導体結合手段を設けた、という装置であって、現在広く採用されている構造の測定装置の一つである。

特許第２５２３３６１号公報

特許第２５２３３６１号公報に開示された装置では発振器側同軸線路内より伝播されてくる電磁波がシールド材試料に入射され、その電磁波の一部（シールドされなかった電磁波分）がシールド材試料の裏面側に透過される状態で測定されるために、シールド材表面側から裏面側への電磁波の伝達性を的確に示す伝達インピーダンスが測定され得るという効果をもたらす好適な装置となっている。

なお装置は、電磁波遮蔽材の遮蔽性能を測定するものであるので、装置自体が厳重な遮蔽をされている必要がある。そして漏洩の可能性は、どのような規格の装置であっても通常、装置単体で問題となることはない。実は、遮蔽されているとは言い難い部分が見られるのは、試料を実装した状態においてである。

元来フランジ型同軸管法による電磁波遮蔽性能測定装置は、その名称の通り、フランジ部分を設けることによって、それまでの同軸管法装置による測定時における試料の扱いにくさを改良する手法として提案されたものである。しかしながら、簡便な装置として提案されたフランジ型同軸管法による装置においても、円筒上の外導体に、断面が円形である内導体を同心円状に配置し、このとき形成される隙間に試料を配置することになるため、試料は寸法誤差の許されないドーナツ形に成形せざるを得ない。成形の際試料の加工が不完全であると、ドーナツ形に成形された試料と同軸管壁面との間に隙間があれば試料を通過しない電磁波が存在することになるし、余剰部分があれば外導体内側と内導体に低抵抗で接触させることができなくなり抵抗の大きい箇所から電磁波が漏えいすることになる。その結果正確な評価ができないことになる。そのため、測定段階での作業性は良好であるものの、その準備段階での作業である試料の形状加工には高い精度が求められるのが、フランジ型同軸管法による電磁波遮蔽性能測定の実情であった。

そこで本発明者らは上記点に鑑み鋭意研究の結果、遂に本発明を成したものであり、その特徴とするところは、内導体が電磁波照射方向に対して垂直な面で二分割されており、これらの間に試料シートを配置させるものであって、厚さ１ｍｍ以下に成形された試料シートを、対向する透孔を有する一対の中空金属プレートで挟持した上で、該試料シート周縁より外側部分の空隙を塞ぐ遮蔽突起体にて該試料シートを囲繞する、という点にある。

従来であれば、中央に、内導体を貫通させる孔を備え、外縁部分は外導体の内面に沿うドーナツ形状に試料を加工する、ことが必要であったが、本発明によればこれが省略できる。また、隙間や重複の存在に起因する測定誤差発生の可能性が激減することになる。

本発明装置においては、対向する一対の中空金属プレートで挟持するという手法で試料シートを設置するものであり、内導体に嵌め込むというものではない。そしてこの一対の金属プレートプレートには、透孔が設けられており、入射された電磁波はこの透孔を通過して他方の金属プレートに至る。その際該金属プレートは試料シートを挟持しているので、入射電磁波の全量が試料シートを通過することになる。これが本発明の原理である。

本発明では内導体が試料シート部分で分断された形となる。ゆえにフランジ接合の際に位置ズレを起こしやすくなるという欠点はある。しかし使用する試料シートは、透孔を覆うことさえできればどのような形状であっても良いという極めて高い利点を有する。
但し試料シートの厚みに関しては全く自由というわけではなく、１ｍｍ以下とする。厚みが１ｍｍを超えてしまうようであれば、厚み断面から漏出する電磁波量が測定誤差を招く危険性があるからである。また、本装置において内導体は、一体のものではなく、二分割され試料シートを挟着する形で接合されるために、該試料シートの厚み分だけ離反することになる。

金属プレートの材質に関しては特に限定するものではなく、従来のフランジ型同軸管法による装置に採用されているフランジと同様のもので良い。形状に関しては、外導体内周部分が中空のものである。

これら一対の金属プレートの片方の、試料シートの周縁に相当する部分には遮蔽突起体が配置されており、これにて該試料シートは囲繞されている。この遮蔽突起体は、該試料シート内に入り込んだ電磁波を、シート厚み方向から外側に漏えいした場合にこれを装置外へ放出させず、反射させ再度試料シート内へ入射させるという機能を持つ。これによって電磁波漏えいは防止され測定値の信頼性が増す。既述した通り、電磁波漏洩の可能性は、装置単体の状態ではなく、試料を実装した状態においてであるが、その傾向は周波数レンジが高くなると更に顕著となる。
遮蔽突起体の構造・形状については特段の限定はしない。外導体のフランジ部分に挟まれる部分に設けられるため厚みに対する制限があるので、そうした点をカバーする必要はある。

本発明は、内導体が電磁波照射方向に対して垂直な面で二分割されており、これらの間に試料シートを配置させるものであって、厚さ１ｍｍ以下に成形された試料シートを、対向する透孔を有する一対の中空金属プレートで挟持した上で、該試料シート周縁より外側部分の空隙を塞ぐ遮蔽突起体にて該試料シートを囲繞するものであることを特徴とするものであり、以下述べる如き効果を有する極めて高度な発明である。

（１）内導体の外周と、外導体の内周の隙間部分に試料シートを嵌めこむという形式ではなく、金独プレートに試料シートを挟むようにし、且つ、内導体も電磁波照射方向に対して垂直な面で二分割されているので、試料シート外形を正確に加工しておく必要がない。
（２）試料シートの外周外側には、遮蔽突起体が配置されているので、ここから電磁波が漏洩する可能性がほぼなくなり、測定精度が増す。

本発明に係る電磁波遮蔽材の遮蔽性能測定装置の一例の試料シート未セット状態の要部構造を示すための概略断面図である。図１で示した本発明に係る電磁波遮蔽材の遮蔽性能測定装置の一例に、試料シートをセットした状態の要部構造を示すための概略断面図である。（ａ）（ｂ）は遮蔽突起体の構造の一例を示すもので、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。本発明に係る電磁波遮蔽材の遮蔽性能測定装置の概形の一例を示す正面図である。

図１及び図２は、本発明に係る電磁波遮蔽材の遮蔽性能測定装置１（以下本発明装置１という）の一例の、要部構造を示すための模式断面図である。図より明らかなように本発明装置１は、内導体２と外導体３にて構成されるものであるが、図１に示すように外導体３の一部に設けられた金属プレートであるフランジ３１ａ、３１ｂ部分で内導体２と外導体３のいずれもが二分割されている。

分割された状態でこれらの間隙部分に、測定対象である試料シートＳをセットする。セット後には図２の如き状態となる。円柱状である内導体２の外側に同心に円筒状の外導体３が配置されるという同軸管法装置の基本は踏襲しているものの、本発明装置１において試料シートＳは、内導体の外周と外導体の内周の隙間Ｚ部分の形状に精確に合致するようにカットして嵌めこむ、という必要がないことが分かる。

試料シートＳをセットした後、フランジ３１ａ・３１ｂを合体一体化させる（一体化のための機構は描出を省略している）。試料シートＳの厚みは１ｍｍ以下であり、照射された電磁波のごく一部は試料シートＳに入射された後、そのまま通過して測定側端部に至らず、外周端面から外部に漏出することになる。漏出量は測定誤差を招くことになるが、本発明装置１の場合には試料シートＳの外側に遮蔽突起体４が配置されているので再度試料シートＳに入射され余さず測定されることになる。

図３（ａ）（ｂ）は、遮蔽突起体４の一例を示すものである。本例の遮蔽突起体４は、板ばね状突起４１を多数配置したものである。内導体２は円柱状、外導体３は円筒状であるが、フランジ３１ａ・３１ｂは正方形状となっている。各板ばね状突起４１は、試料シートＳの厚さが１ｍｍ以内であれば、フランジ３１ａ・３１ｂを合体一体化させたときに必ず対向面に接触するという機能を有している。これにより、試料シートＳの厚さの変化にも対応できることになる。本発明者が試作実験した範囲では、厚みが１ｍｍを超える試料シートＳを用いて、周波数レンジが例えば１〜６ＧＨｚといった幅広い周波数帯を測定することが可能な装置においては、周波数が増すと測定誤差が無視できなくなった。

図４は、本発明装置１の概形を示すものであり、これに基づいて測定方法の一例を説明する。なお装置には不可欠であっても本発明にとっては重要でない装置等については描出を省略している。
（１）フランジ３１ａと３１ｂを対向させ、試料シートＳを装着させない状態でこれらを押圧し、できるだけ密着するようにする。
（２）送信機と受信機を接続し、希望の周波数において適宜送信出力を調整し、その時の受信レベル（Ｖ₁）を記録しておく。
（３）次に片方（上側）のフランジ３１ａを一旦外し、フランジ３１ｂの中央位置に試料シートＳをセットした後、再度受信レベル（Ｖ₂）を記録する。
（４）遮蔽性能（ＳＥ）は、試料シート非挿入時と挿入時のレベル差となり次式で求める。

１本発明に係る電磁波遮蔽材の遮蔽性能測定装置
２内導体
３外導体
３１ａフランジ（上側）
３１ｂフランジ（下側）
４遮蔽突起体
４１板ばね状突起
Ｓ試料シート
Ｚ内導体の外周と外導体の内周の隙間

Claims

内導体及び外導体が電磁波照射方向に対して垂直な一面で二分割されており、これらの間に試料シートを配置させるものであって、厚さ１ｍｍ以下に成形され、孔を有していない試料シートを、該外導体に設けられたフランジであって対向する透孔を有する一対の中空金属プレートで挟持した上で、該試料シート周縁より外側部分の空隙を塞ぐ多数の板ばね状の遮蔽突起体にて該試料シートを囲繞するものであることを特徴とする電磁波遮蔽材の遮蔽性能測定装置。