特開 2024-123261 電磁波反射装置、電磁波反射フェンス、及び電磁波反射装置の組み立て方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024123261

(43)【公開日】2024-09-10

(54)【発明の名称】電磁波反射装置、電磁波反射フェンス、及び電磁波反射装置の組み立て方法

(51)【国際特許分類】

   H01Q 15/14 20060101AFI20240903BHJP

【ＦＩ】

H01Q15/14 Z

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024104872

(22)【出願日】2024-06-28

(62)【分割の表示】P 2022511522の分割

【原出願日】2020-12-08

(31)【優先権主張番号】P 2020064577

(32)【優先日】2020-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020173308

(32)【優先日】2020-10-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．３ＧＰＰ

(71)【出願人】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】神原 久美子

(72)【発明者】

【氏名】井川 耕司

(57)【要約】

【課題】工場、プラントなどの生産施設内での移動体通信の電波伝搬を改善する。
【解決手段】電磁波反射装置は、１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの周波数帯から選択される所望の帯域の電波を反射する反射面を有するパネルと、前記パネルを支持する支持体とを備え、前記支持体は、前記反射面に電気的に接続される接続部を有し、前記接続部は、前記反射面における反射現象の基準電位を伝達する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの周波数帯から選択される所望の帯域の電波を反射する反射面を有する複数のパネルと、
前記複数のパネルを連結するとともに支持する支持体と、
を備え、
前記支持体は、
前記複数のパネルを連結するとともに支持するフレームと、
前記フレームに設けられ、前記複数のパネルの反射面を電気的に接続する接続部と
を有する、電磁波反射装置。

【請求項2】

前記接続部は、前記複数のパネルの反射面を電気的に接続する導電性材料部分を有する、請求項１に記載の電磁波反射装置。

【請求項3】

前記パネルの前記反射面は、導体の表面であり、
前記接続部は、前記複数のパネルの前記導体を電気的に接続する、請求項１に記載の電磁波反射装置。

【請求項4】

前記接続部は、
隣り合う前記複数のパネルの各々のエッジを把持する導電性のエッジジャケットと、
前記隣り合う前記複数のパネルの各々のエッジを把持する前記導電性のエッジジャケットを電気的に接続するブリッジ電極と
を有する、請求項１又は２に記載の電磁波反射装置。

【請求項5】

前記接続部は、隣り合う前記複数のパネルの各々のエッジを把持する導電性のエッジジャケットを有し、
前記フレームは、導体で構成され、前記隣り合う前記複数のパネルの各々のエッジを把持する前記導電性のエッジジャケットを電気的に接続する、請求項１又は２に記載の電磁波反射装置。

【請求項6】

前記反射面は、入射電波を入射角と同じ反射角で反射する対称反射領域と、前記入射角と異なる反射角で反射する非対称反射領域とを有する
請求項１～５のいずれか１項に記載の電磁波反射装置。

【請求項7】

前記非対称反射領域は、前記入射電波を所定の角度分布で反射する拡散領域を含む、
請求項６に記載の電磁波反射装置。

【請求項8】

前記非対称反射領域の面積は、少なくとも、前記電波の周波数で決まる第１フレネルゾーンをカバーする、請求項６または７に記載の電磁波反射装置。

【請求項9】

前記非対称反射領域は、前記パネルの表面を移動可能な移動部材に取り付けられている、
請求項６～８のいずれか１項に記載の電磁波反射装置。

【請求項10】

前記反射面は、前記帯域の電波を反射する密度に形成されたメッシュ、格子、または孔配列を有し、前記密度に形成された前記メッシュ、前記格子、または前記孔配列の平均的な周期は、前記帯域の自由空間波長の１／５以下である、請求項１～９のいずれか１項に記載の電磁波反射装置。

【請求項11】

前記パネルの少なくとも一部は可視光に対して透明である、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の電磁波反射装置。

【請求項12】

前記支持体は、前記パネルを設置面に対して起立させるベースを有する、
請求項１～１１のいずれか１項に記載の電磁波反射装置。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか１項に記載の電磁波反射装置を複数、前記支持体で連結した電磁波反射フェンス。

【請求項14】

隣接する前記電磁波反射装置の間で前記接続部による電気的な接続を補強する補強機構、
をさらに有する、
請求項１３に記載の電磁波反射フェンス。

【請求項15】

１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの周波数帯から選択される所望の帯域の電波を反射する第１の反射面を有する第１パネルと、前記帯域の電波を反射する第２の反射面を有する第２パネルを、支持体で機械的に接続し、
前記支持体に設けられた電気的接続部で、前記第１の反射面と前記第２の反射面とを電気的に接続する、
電磁波反射装置の組み立て方法。

【請求項16】

前記第１パネルと前記第２パネルの少なくとも一方は、前記第１の反射面または前記第２の反射面に反射特性が制御されたメタサーフェイスを有し、
前記電磁波反射装置の設置現場でパネル上の前記メタサーフェイスの位置決めを行う、
請求項１５に記載の電磁波反射装置の組み立て方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電磁波反射装置、電磁波反射フェンス、及び電磁波反射装置の組み立て方法に関する。

【背景技術】

【0002】

製造プロセスを自動化し、高度な生産・工程管理や予防メンテナンス（Predictive Maintenance）を製造現場に導入するインダストリアルＩｏＴ（Internet of Things）が進展している。インダストリアルＩｏＴのうち、「スマートファクトリー」は工場内の装置、機器、管理システムなどをクラウドやエッジＡＩ（Artificial Intelligence）に接続し、製造プロセスを効率化する。大量のデータを扱うインダストリアルＩｏＴの通信ネットワークに、５Ｇのような高速大容量、低遅延、かつ、多数同時接続が可能な移動体通信技術を導入することが期待されている。移動体通信技術が本来有するモビリティと柔軟性に加えて、５Ｇの低遅延特性がインダストリアルＩｏＴに好適であるといわれている。

【0003】

インテリジェントビル等の建築物で用いられる透光性電磁波シールド板の接合構造が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４８９２２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

工場、プラントなどの生産施設内の通信環境は、公衆移動体通信の環境と異なる。生産施設内では、通信用電波の伝搬障害となる様々な機械や構造物が存在し、高い通信品質を実現するのが難しい。

【0006】

本発明は、生産施設内の移動体通信の電波伝搬を改善する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様では、電磁波反射装置は、
１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの周波数帯から選択される所望の帯域の電波を反射する反射面を有するパネルと、
前記パネルを支持する支持体と、
を備え、
前記支持体は、前記反射面と電気的に接続される接続部を有し、前記接続部は、前記第１の反射面で生じる反射現象の基準電位を伝達する。

【発明の効果】

【0008】

上記構成の電磁波反射装置により、工場、プラントなどの生産施設内で移動体通信の電波伝搬が改善される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示が適用され得る工場内のプロセスラインの模式図である。

【図2】実施形態の電磁波反射装置を用いた無線伝達システムの平面模式図である。

【図3A】入射角と同じ反射角での反射を説明する図である。

【図3B】入射角と異なる反射角での反射を説明する図である。

【図3C】複数の方向への拡散を説明する図である。

【図4】実施形態の電磁波反射装置の基本概念を説明する図である。

【図5A】電磁波反射装置の変形例を示す図である。

【図5B】電磁波反射装置の変形例を示す図である。

【図5C】電磁波反射装置の変形例を示す図である。

【図5D】電磁波反射装置の変形例を示す図である。

【図6A】反射面の構成例である。

【図6B】反射面の別の構成例である。

【図6C】反射面のさらに別の構成例である。

【図6D】反射面のさらに別の構成例である。

【図7】電磁波反射装置を接続した例を示す図である。

【図8】支持体の接続部の模式図である。

【図9A】パネルのエッジ処理の例を示す図である。

【図9B】パネルのエッジ処理の別の例を示す図である。

【図10A】接続部の構成例を示す図である。

【図10B】接続部の別の構成例を示す図である。

【図10C】接続部の別の構成例を示す図である。

【図10D】接続部の別の構成例を示す図である。

【図10E】接続部の別の構成例を示す図である。

【図10F】接続部の別の構成例を示す図である。

【図10G】接続部の別の構成例を示す図である。

【図10H】参考例として一般的な接続構成を示す図である。

【図11A】複数パネルの連結を説明する図である。

【図11B】連結前の電磁波反射装置の状態を示す図である。

【図11C】連結後の電磁波反射装置の状態を示す図である。

【図12】連結した電磁波反射装置の補強例を示す図である。

【図13】固定機構の一例を示す図である。

【図14】フレームとブリッジ電極の適切なサイズを評価するモデルの模式図である。

【図15】入射角が０°のときのフレームの幅及び厚さと反射特性の関係を示す図である。

【図16】入射角が４５°のときのフレームの幅及び厚さと反射特性の関係を示す図である。

【図17】入射角が０°のときのブリッジ電極の幅、厚さ、及び材質と反射特性の関係を示す図である。

【図18】入射角が４５°のときのブリッジ電極の幅、厚さ、及び材質と反射特性の関係を示す図である。

【図19】反射特性の評価方法を説明する図である。

【図20A】反射特性の解析空間を説明する図である。

【図20B】反射特性の解析空間を説明する図である。

【図21】実施例及び比較例で用いるシミュレーションモデルの図である。

【図22】実施例３のシミュレーションモデルの図である。

【図23】実施例４のシミュレーションモデルの図である。

【図24】参考例１のシミュレーションモデルの図である。

【図25】参考例２のシミュレーションモデルの図である。

【図26】パネル間の接続の有無に応じた反射特性を示す図である。

【図27】ブリッジ電極とフレームの組み立て手法の例を示す図である。

【図28】メタリフレクタのサイズを説明する図である。

【図29】動作周波数と送受信の位置関係に応じたゾーンサイズを検討する図である。

【図30A】無線伝達システムの配置関係を説明する図である。

【図30B】無線伝達システムの配置関係を説明する図である。

【図31A】反射パターン１の基準ロバスト性を示す図である。

【図31B】反射パターン２の基準ロバスト性を示す図である。

【図32】基準ロバスト性の定量化法を説明する図である。

【図33A】反射パターン１の位相ジャンプの変化を示す図である。

【図33B】反射パターン２の位相ジャンプの変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜システムの全体像＞
図１は、本開示が適用され得る工場内のプロセスラインの模式図である。プロセスラインは、組み立てや生産のための設備機器などを一連の流れとして配置したベルト状の生産サイトである。インダストリアルＩｏＴでは、プロセスラインで用いられる産業用の装置、機器、管理システムなどをネットワークにつなげることで、生産効率を向上し、現場の安全性を確保する。

【0011】

プロセスラインの機器等をネットワークに接続するために、基地局ＢＳ１、ＢＳ２が配置されている。プロセスラインで使用される機器Ｍ１、Ｍ２は、それぞれ無線通信部ＷＴ１、ＷＴ２を有し、基地局ＢＳ１、ＢＳ２の少なくとも一方と通信してネットワークに接続される。

【0012】

プロセスラインの機器とネットワークとの無線接続を実現するために、基地局ＢＳ１、及びＢＳ２（以下、適宜「ＢＳ」と総称する）は、水平方向に長い長方形のサービスエリアを提供する。移動体通信の標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）の技術仕様書（TS22.104）では、システム要求事項として、水平な面内での長方形エリアのアスペクト比が、３～５倍のサービスエリアが示されている。たとえば、「Motion Control」と呼ばれるユースケースのエリアサイズは、長さ×幅×高さで、５０ｍ×１０ｍ×１０ｍと規定されている。

【0013】

基地局ＢＳ１、ＢＳ２が提供するサービスエリアで、プロセスラインをカバーしてプロセスライン内に存在する機器Ｍ１、Ｍ２のネットワーク接続を実現するには、基地局ＢＳ１、ＢＳ２をプロセスラインの長手方向の端部に配置するのが、カバレッジの点で有効である。通信品質とカバレッジを向上するために、基地局ＢＳ１、ＢＳ２を協調、連携させてもよい。プロセスラインに対する基地局ＢＳの配置関係の詳細は、後述する。

【0014】

図２は、実施形態の電磁波反射装置１０を用いた無線伝達システム１の平面模式図である。無線伝達システム１は、電波の送受信が可能な生産機器が配置されるプロセスライン３と、プロセスライン３上の機器と無線通信を行う基地局ＢＳと、プロセスライン３に沿って配置される電磁波反射装置１０を含む。電磁波反射装置１０は、電波を反射する反射面１０５を有する。プロセスラインの配置面をＸ－Ｙ面とし、Ｘ－Ｙ面に垂直な高さ方向をＺ方向とする。

【0015】

プロセスライン３内の機器には、センサ、アクチュエータ等の微小デバイス、組み立て装置、製造機械、管理システムなど、生産にかかわるあらゆる機器が含まれる。プロセスライン３で用いられる機器は、固定の装置や機械に限られず、プロセスライン３内を自由に移動する機器であってもよい。

【0016】

基地局ＢＳと、無線通信機能付きの機器Ｍ１、Ｍ２（図１参照）は、たとえば、１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの範囲で、特定の周波数帯の電波を送受信する。プロセスラインの構成要素や周辺の構造物（例えばダクト、パイプなど）は金属製であることが多く、それにより電波は反射され、遮蔽される。またミリ波帯など高い周波数の電波は直進性が強く、回折が少ないため電波が届きにくい。プロセスライン３の中央部に位置する機器にとって、周辺の機器や、加工中の金属製品などからの反射が障害となって、通信環境が悪化する場合がある。

【0017】

プロセスライン３の長手方向に沿って多数の基地局ＢＳを配置すれば通信品質は維持されるが、作業空間の効率的な使用が妨げられ、設備コストも高くなる。無線伝達システム１では、プロセスライン３の長手方向に沿って電磁波反射装置１０を配置し、プロセスライン３の長手方向の端部に基地局ＢＳを配置する。電磁波反射装置１０により、生産施設内に設置される基地局ＢＳの数を抑制し、基地局ＢＳとプロセスライン３内の機器との無線通信環境を改善する。

【0018】

電磁波反射装置１０は、プロセスライン３の少なくとも一部に対して、プロセスライン３の長軸とほぼ平行に設置されていてもよい。「ほぼ平行に」というのは、厳密にプロセスライン３の長軸と平行に電磁波反射装置１０が配置される必要はないことを意味する。基地局ＢＳとプロセスライン３内の機器の間での効率的な電波の送受信が行われる範囲内で、電磁波反射装置１０はプロセスライン３の長軸に対して多少傾いていてもよい。

【0019】

電磁波反射装置１０の反射面１０５は、１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの帯域の電波を反射する。反射面１０５は、入射角と反射角が等しい正規反射を与えるノーマルリフレクタ１０１と、入射した電磁波の反射特性を制御する人工的な表面を有するメタリフレクタ１０２の少なくとも一方で形成される。「メタリフレクタ」とは、入射電磁波の透過特性や反射特性を制御する人工表面を意味する「メタサーフェイス」の一種である。メタリフレクタでは、波長に比べて十分に小さな散乱体を多数配置して、反射位相分布と振幅分布を制御することで、正規反射の方向以外の所定の方向へ電波を反射する。メタリフレクタ１０２によって、正規反射以外の方向への反射に加えて、所定の角度分布をもつ拡散、及び波面の形成が実現されてもよい。

【0020】

図３Ａ～図３Ｃは、電磁波反射装置１０の反射面１０５での反射の態様を示す。図３Ａでは、ノーマルリフレクタ１０１に入射した電磁波は、入射角θinと同じ反射角θrefで反射される。

【0021】

図３Ｂで、メタリフレクタ１０２ａに入射した電磁波は、入射角θinと異なる反射角θrefで反射される。メタリフレクタ１０２による反射角θrefと、正規反射による反射角との差の絶対値を、異常角θabnと呼んでもよい。上述のように、メタリフレクタ１０２ａの表面に、使用波長よりも十分に小さい金属パッチ等を配置して表面インピーダンスを形成することで、反射位相分布を制御して、所望の方向に入射電磁波を反射する。詳細は後述するが、縦長のプロセスライン３に電磁波反射装置１０を用いる場合は、図３Ｂのように、基地局ＢＳから入射する電磁波の入射角θinよりも小さい反射角θrefで、電磁波をプロセスライン３内の機器の無線通信部ＷＴに導くことが望ましい。

【0022】

メタリフレクタが反射する電磁波は反射角が単一な平面波でなくともよい。メタリフレクタ１０２ｂの表面に形成する表面インピーダンスを工夫することにより、図３Ｃに示すように、入射した電磁波は、複数の異なる反射角θrefで複数の方向に拡散される。図３Ｃの反射を実現する手法として、例えば、PHYSICAL REVIEW B 97, "ARBITRARY BEAM CONTROL USING LOSSLESS METASURFACES ENABLED BY ORTHOGONALLY POLARIZED CUSTOM SURFACE WAVES"に記載される方法がある。拡散される電磁波の強度は均一であってもよいし、反射方向に応じて所定の強度分布を有していてもよい。

【0023】

複数の電磁波反射装置１０をプロセスライン３に沿って配置してもよい。基地局ＢＳとプロセスライン３内の機器との間の通信品質が保たれるかぎり、電磁波反射装置を安全のためのガードフェンスとして用いてもよい。プロセスライン３に対する基地局ＢＳの最適な配置を説明する前に、以下で電磁波反射装置１０の構成の詳細を説明する。

【0024】

＜電磁波反射装置の構成＞
図４は、実施形態の電磁波反射装置１０の基本概念を説明する図である。電磁波反射装置１０は、プロセスラインが設けられているＸ－Ｙ面に起立して配置される。電磁波反射装置１０の高さ方向がＺ方向になる。電磁波反射装置１０は、１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの周波数帯から選択される所望の帯域の電波を反射する反射面１０５を有するパネル１３と、パネル１３を支持する支持体１１を有する。

【0025】

パネル１３の反射面１０５は、電磁波を所望の方向へ反射する。反射面１０５は、正規反射するノーマルリフレクタ１０１と、入射した電磁波の反射特性を制御する人工的な面をもつメタリフレクタ１０２の少なくとも一方で形成される。ノーマルリフレクタ１０１は、無機導電材料や、導電性高分子材料で形成される反射面を含んでもよい。

【0026】

メタリフレクタ１０２は、入射電磁波を所望の方向に反射し、または、所望の角度分布で拡散できるのであれば、その材質、表面形状、作製方法などは問わない。一般的には、金属などの導体の表面に、誘電体層を介して使用波長よりも十分に小さい金属パッチを形成することでメタサーフェイスが得られる。メタリフレクタ１０２は、電磁波の反射方向の設計に合わせて、反射面１０５の任意の位置に配置される。

【0027】

パネル１３のサイズは、用いられる環境に応じて適切に設計され得る。一例として、パネル１３の幅は０．５ｍ～３．０ｍ、高さは１．０ｍ～２．５ｍ、厚さは３．０ｍｍ～９．０ｍｍである。工場内への搬送と、設置・組み立ての容易性を考えると、パネル１３のサイズは、１．４ｍ×１．８ｍ×５．０ｍｍ程度であってもよい。パネル１３の一部は可視光に対して透明であってもよい。

【0028】

パネル１３は、電磁波反射装置１０が独立して起立可能となるように、支持体１１によって支持される。支持体１１の機械的な構造は、パネル１３を設置面（たとえばＸ－Ｙ面）に対して安定して起立させることができれば、どのような構造であってもよい。後述するように、複数の電磁波反射装置１０を連結して用いてもよい。パネル１３と支持体１１を含めた電磁波反射装置１０の全体の高さは、一例として、１．５ｍ～２．５ｍであり、設置面から２．０ｍ程度の高さに設定されてもよい。

【0029】

支持体１１は、パネル１３を独立して起立させるための機械的な設計に加えて、パネル１３の反射面１０５で起きる反射の電位面を連続させる電気的な接続部１５を有する。複数の電磁波反射装置１０を連結して用いるときに、隣接する電磁波反射装置１０のパネル１３の間で、入射した電磁波によって流れる電流（これを反射電流と呼ぶ）が遮られると、反射する電磁波のエネルギーは減衰し、また、不要な方向に輻射されて、通信品質が劣化する。

【0030】

隣接する２つのパネルにおいて、反射電流の連続性を担保するには、反射の基準となる電位が、支持体１１によって一方のパネルから他方のパネルに高周波的に伝達され、隣接する２つのパネルの間で基準電位が高周波的に共有されることが望ましい。反射電流の連続性は、支持体１１の接続領域で可能な限り一様であることが望ましい。支持体がパネルの反射面で生じる反射の基準電位を伝達する構成を、基準電位を「参照」する構成と呼んでもよい。

【0031】

支持体１１の電気的な接続部１５で、一方のパネルで基準電位を伝達可能とし、他方のパネルで基準電位を共有可能とするには、パネル１３のエッジの処理、反射特性に対する影響の抑制などの工夫がされていることが望ましい。パネル１３の「エッジ」とは、２つの対向する主面と主面の間をつなぐ端部を意味する。電気的な接続部の具体的な構成は、図７～図９Ｄ を参照して後述する。

【0032】

図５Ａ～図５ＤＥは、電磁波反射装置１０の変形例を示す。電磁波反射装置１０の設置面を面Ｐとする。図５Ａの電磁波反射装置１０Ａでは、メタリフレクタ１０２が移動可能に設けられている。反射面１０５でのメタリフレクタ１０２の位置を可変にする構成は、メタリフレクタ１０２と反射面１０５の干渉が抑制される限り、どのような構成をとってもよい。一例として、メタリフレクタ１０２を保持するロッド１６を、パネル１３の水平方向にスライド可能に取り付け、かつ、ロッド１６上でメタリフレクタ１０２の位置を垂直方向に移動可能に保持してもよい。

【0033】

ロッド１６は、ノーマルリフレクタ１０１またはメタリフレクタ１０２の反射特性を妨げないような非金属かつ低誘電率な材料で構成されてもよい。ロッド１６は、パネル界面での光学的、及び機械的な干渉がゼロまたは最小になるように設計されていてもよい。メタリフレクタ１０２は、電磁波反射装置１０が配置される現場の環境、基地局ＢＳとの位置関係等に応じて、パネル１３上の最適な位置へ移動され得る。支持体１１は、図４と同様に、内部に電気的な接続部１５を有している。

【0034】

図５Ｂは、電磁波反射装置１０Ｂを示す。電磁波反射装置１０Ｂでは、電磁波反射装置１０Ｂのパネル１３の剛性を高めるための補強として、パネル１３の反射面１０５と反対側の面に、筋交い１９が設けられてもよい。筋交い１９は、たとえば、パネル１３の両端を保持する支持体１１と支持体１１の間にかけ渡されてもよい。

【0035】

図５Ｃの電磁波反射装置１０Ｃでは、パネル１３の上下に補強ビーム２１ａと２１ｂが設けられている。補強ビーム２１ａと２１ｂは、パネル１３の両側を支持する支持体１１の間に挿入され得る。

【0036】

図５Ｄの電磁波反射装置１０Ｄでは、補強ビーム２１ａまたは２１ｂと支持体１１の間に筋交い１９が設けられている。これらの補強機構により、パネル１３の振動モードを抑制し、工場フロアの振動に対して電磁波反射の安定化を図るとともに、大面積パネルの軽量化を実現できる。図５Ｂ～図５Ｄで、支持体１１の内部に反射の基準電位を参照する電気的な接続部１５が設けられていることは、図４と同様である。

【0037】

図５Ａ～図５Ｄの変形例は、相互に組み合わせが可能である。たとえば、図５Ａの構成のパネル１３を用いる場合に、反射面１０５側でメタリフレクタ１０２を移動可能に保持し、反射面１０５と反対側の面に筋交い１９を入れてもよい。

【0038】

＜反射面の構成＞
図６Ａ～図６Ｄは、反射面１０５の構成例を示す。反射面１０５は、１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの電磁波を反射する面であれば、どのような構成であってもよい。一例として、１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの範囲から選ばれる任意の周波数帯の電磁波を反射するメッシュ導体、導電膜、透明樹脂と導体膜の組み合わせ、などによって反射面１０５は形成され得る。

【0039】

反射面１０５を１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚのうちの所望の周波数帯の電波を反射可能に設計することで、現状の日本の移動体通信で用いられている主要な周波数帯域である１．５ＧＨｚ帯、２．５ＧＨｚ帯などをカバーできる。次世代の５Ｇ通信網では、４．５ＧＨｚ帯域、２８ＧＨｚ帯などが予定されている。外国では、５Ｇの周波数帯として、２．５ＧＨｚ帯、３．５ＧＨｚ帯、４．５ＧＨｚ帯、２４－２８ＧＨｚ帯、３９ＧＨｚ帯等が予定されている。５Ｇ規格のミリ波帯周波数帯の上限である５２．６ＨＧｚにも対応可能である。

【0040】

一方、１７０ＧＨｚを超える周波数は、現段階ではスマートファクトリー用途として現実的に利用される可能性は少ない。将来的に、屋内でのテラヘルツ帯域の移動体通信が実現する場合は、フォトニック結晶技術を適用するなどして、反射面１０５の反射帯域をテラヘルツ帯まで拡張してもよい。

【0041】

図６Ａで、パネル１３Ａは、導体１３１の反射面１０５を有する。導体１３１は、１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの電波を３０％以上反射できれば、均質な導体膜でなくともよい。例えば、上記の周波数帯の電磁波を反射する密度に形成されたメッシュ、格子でもよく、あるいは孔配列でも良い。上記密度を形成する繰り返しピッチは、均一な周期でもよく、あるいは不均一でも良い。この周期、あるいは平均的な周期は、上記周波数の波長の１／５以下が望ましく、１／１０以下がより好ましい。

【0042】

一般に工場や倉庫で用いられている金網フェンスの開口径は、３．２ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍなどであり、１ＧＨｚ～１７０ＧＨｚの電磁波の大部分はフェンスを透過する。１ＧＨｚ～数ＧＨｚの近傍で、電磁波が金網フェンスでわずかに反射されることがあっても、それ以上の周波数帯では透過成分が支配的であり通信環境の改善につながるような安定した反射は得られないとみなしてよい。

【0043】

図６Ｂで、パネル１３Ｂはノーマルリフレクタであり、導体１３１と、動作周波数に対して透明な誘電体１３２の積層構造を有する。導体１３１のいずれかの表面が反射面１０５となる。導体１３１の側から電磁波が入射するときは、導体１３１と空気との界面が反射面１０５となる。誘電体１３２の側から電磁波が入射するときは、導体１３１と誘電体１３２の界面が反射面１０５となる。

【0044】

導体１３１を保持し、または導体１３１の表面を覆う誘電体１３２は、振動に耐え得る剛性があり、ＩＳＯ（International Organization for Standardization：国際標準化機構）のＩＳＯ０１４１２０の安全性要求を満たすものが望ましい。工場内で使用されることから、部品や製造機器の一部がぶつかっても衝撃に耐え、かつ、防御できるものがよく、更に、可視光域で透明であるものが好ましい。一例として、所定以上の強度を持つ光学プラスチック、強化プラスチック、強化ガラスなどが用いられる。光学プラスチックとして、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）などを用いてもよい。

【0045】

図６Ｃで、パネル１３Ｃは、誘電体１３２と誘電体１３３の間に挟まれる導体１３１を有する。電磁波の入射方向に応じて、いずれかの誘電体との界面が反射面１０５となる。誘電体１３２及び１３３に求められる剛性は、図６Ｂの構成と同様である。

【0046】

図６Ｄで、パネル１３Ｄは、図６Ｂの積層体の一部にメタリフレクタ１０２を有していてもよい。導体１３１と誘電体１３２の積層体は、ノーマルリフレクタ１０１として用いられ得る。ノーマルリフレクタ１０１の誘電体１３２の表面に、貼り合わせ等により、メタリフレクタ１０２が固定されてもよい。導体１３１、誘電体１３２、及びメタリフレクタ１０２の三層構造の領域が、メタサーフェイスを形成する非対称反射領域ＡＳとなり得る。メタリフレクタ１０２のない、導体１３１と誘電体１３２の二層構造の領域が、正規反射を与える対称反射領域ＳＹとなり得る。

【0047】

図６Ｄの例では、メタリフレクタ１０２は、図４のように、ノーマルリフレクタ１０１と一体的にパネル１３Ｄに組み込まれているが、ノーマルリフレクタ１０１と分離可能に用いられてもよい。分離可能な構成として、図５Ａのように、位置可変のメタリフレクタ１０２を用いてもよい。現場の環境に応じてパネル１３上のメタリフレクタ１０２の位置を選択することで、非対称反射領域の位置を調整できる。

【0048】

＜支持体の接続構造＞
図７のように、複数の電磁波反射装置１０を支持体１１で連結して面Ｐに配置してもよい。たとえば、電磁波反射装置１０－１と１０－２を連結する場合、パネル１３－１とパネル１３－２は支持体１１の電気的な接続部１５で、反射の電位面が連続するように接続される。上述したように、支持体１１は、パネル１３間を連結する機械的強度と、パネル１３間で反射の基準電位を連続させる電気的な接続性能を備える。以下では、電気的な接続部１５の構成例を示す。

【0049】

図８は、支持体１１の電気的な接続部１５の一例を、電磁波反射装置１０を面Ｐ（図７参照）に立てたときの水平断面図で示す。接続部１５は、隣接するパネル１３間で反射現象の基準電位が共有されるように一方のパネルの反射の基準電位を、隣接するパネルに伝達可能に設計されている。

【0050】

支持体１１は、フレーム１１１と、このフレーム１１１に設けられてパネル１３間の反射の電位面を共通にする電気的な接続部１５を有する。接続部１５は、隣接するパネル１３－１と１３－２（以下、適宜「パネル１３」と総称する）の間で反射の基準電位を安定して伝達し、または共有させることができれば、どのような構成であってもよい。フレーム１１１は、電気的な接続部１５を安定して保持できる強度を有するならば、どのような構成であってもよい。図８の構成で、フレーム１１１は電気絶縁性の材料で形成されていてもよい。

【0051】

図８の例では、接続部１５は、パネル１３のエッジを把持する導電性のエッジジャケット１７－１、及び１７－２（以下、適宜「エッジジャケット１７」と総称する）と、エッジジャケット１７を隣接パネルへと電気的に接続するブリッジ電極１１２とを有する。ブリッジ電極１１２は、パネル１３－１とパネル１３－２の電位面を架け渡す導電ブリッジの一例である。パネル１３－１のエッジを把持するエッジジャケット１７－１と、パネル１３－２のエッジを把持するエッジジャケット１７－１は、ブリッジ電極１１２によって電気的に接続される。ブリッジ電極１１２は、エッジジャケット１７－１及び１７－２と面接触して、電気的な接続を確実にしている。パネル１３－１で反射電流が生じると、反射電流はエッジジャケット１７－１からブリッジ電極１１２を通ってエッジジャケット１７－２に流れ、パネル１３-１の導体１３１に流れ込む。反射電流は短い電流パスで流れ、電流の回り込みが少なく、反射性能が良好である。

【0052】

フレーム１１１の幅ＷＦＲＭは、パネル１３での反射とパネル１３間で反射の電位面を共通にしつつパネル同士を連結する観点から、１５０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以上、６０ｍｍ以下がさらに好ましい。フレーム１１１の厚さは、同様の観点から１５ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以上かつ７．５ｍｍ以下の範囲がさらに好ましい。

【0053】

導電ブリッジとしてのブリッジ電極１１２の幅ＷＢＲＧは、できるだけ小さいサイズでパネル１３間の反射の電位面を共通にする観点から１００ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下がさらに好ましい。ブリッジ電極１１２の厚さは、同様の観点から２０ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下がさらに好ましい。フレーム１１１とブリッジ電極１１２の幅及び厚さの根拠については、図１４以降を参照して後述する。

【0054】

フレーム１１１とブリッジ電極１１２の適切なサイズは、図１９を参照して後述するように、汎用の３次元電磁界シミュレーションソフトウェアで、定めることができる。３次元電磁界シミュレーションの解法としては、例えば、ＦＤＴＤ法、有限要素法、モーメント法などが利用できる。

【0055】

また、接続部１５における導電性材料部分、すなわちブリッジ電極１１２や、下記の変形例で説明する金属層１２１等の角部を所定の曲率Ｒで面取りをすることで、導体のエッジでの散乱を安定化させてもよい。面取り部における曲率半径Ｒは、少なくともＲ＝１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上、より好ましくは４ｍｍ以上、更に好ましくは８ｍｍ以上である。これについても後述する。

【0056】

フレーム１１１は、支持体１１の強度を確保するよう設けられ、フレーム１１１を、絶縁性の弾性体、樹脂等で形成することで、反射電流の分流が発生せず、好ましい。なお、上記好ましい範囲は、以下で述べる変形例においても適用できる。

【0057】

図９Ａと図９Ｂは、パネル１３のエッジ処理の例を示す。図９Ａでは、パネル１３は、誘電体１３２と誘電体１３３に挟まれた導体１３１を反射面１０５として有する。エッジジャケット１７は、一例として、断面形状がオープンスクエア、またはＵ字型の導電性のレールであり、一組の外側面１７１と、外側面１７１を接続する底面１７２を有してもよい。エッジジャケット１７の内面に、あらかじめ銀ペーストなどの導電性の接着材１８が塗布されていてもよい。

【0058】

導体１３１は、パネル１３のエッジで折り返されて、少なくとも一方の誘電体の表面に引き出されてもよい。パネル１３のエッジが、エッジジャケット１７に挿入されると、導体１３１の折り返し部１３１ａは、エッジジャケット１７の内壁と面接触する。導体１３１を折り返し部１３１ａでパネル１３の表面に引き出すことで、導体１３１とエッジジャケット１７との接触面積が増大し、電気的な接続が安定する。

【0059】

図９Ｂに示すように、パネル１３のエッジに沿って、誘電体１３２、及び１３３の厚さを低減して、切り欠き１３４を形成してもよい。切り欠き１３４により薄化されたエッジ領域が、エッジジャケット１７と嵌合する構成としてもよい。この構成では、エッジジャケットの外側面１７１がパネル１３の表面位置とそろって、パネル１３が扱いやすい。

【0060】

図１０Ａ～図１０Ｇは、支持体１１の接続部１５の変形例を示す。図１０Ａで、支持体１１Ａは、絶縁性のフレーム１１１に変えて、カーボン含有材料で形成されたフレーム１１１Ａを有する。フレーム１１１Ａとエッジジャケット１７－１、及び１７－２で、電気的な接続部１５Ａが形成される。カーボン含有材料としては、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック）を用いることができる。カーボン繊維と樹脂を組み合わせることで、連続式引き抜き成形といった製造方法で導電体であるカーボン繊維と、絶縁体である樹脂を一体成型でき、高い強度が実現される。

【0061】

エッジジャケット１７－１と１７－２を保持するＣＦＲＰ自体が電気的な接続部１５Ａとなる。ブリッジ電極１１２を用いずに、エッジジャケット１７－１と１７－２の間を電気的に接続できる。反射の点からは、カーボン繊維は金属バルクと比較して反射性能が良好であり、フレーム１１１Ａ自体の反射特性も優れる。反射性能と強度を両立するためには、ＣＦＲＰのカーボン繊維含有比率は５０％以上６０％以上、７０％以上、８０％、９０％以上であることが好ましい。一方、ＣＦＲＰの樹脂含有比率は５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下であることが好ましい。

【0062】

図１０Ｂで、支持体１１Ｂは、金属層１２１と樹脂層１２２の積層のフレーム１１１Ｂを有する。金属層１２１は、エッジジャケット１７－１と１７－２を覆う形でパネル１３－１と１３－２を連結する。エッジジャケット１７－１及び１７－２と接触する金属層１２１が、電気的な接続部１５Ｂとなる。樹脂層１２２は、金属層１２１によるパネル間の連結を外側から補強する。補強（すなわち樹脂層１２２）には接着剤を使用してもよい。接着剤は、アクリル系接着剤でもエポキシ系接着剤でもよい。この構成は、電流の回り込みが少ない。金属層１２１と樹脂層１２２の組み合わせた構成は、フレーム１１１Ｂの設計と加工が容易である。積層方向でみたときに、金属層１２１を樹脂層１２２で挟みこむことでフレーム１１１Ｂの強度も確保されている。

【0063】

図１０Ｃは、図８Ｂのエッジ処理がされたパネル１３同士を接続する。パネル１３の表面とエッジジャケット１７の外側壁がそろっているので、あらかじめパネル１３のエッジにエッジジャケット１７をはめ込んだ状態で、パネル１３をフレーム１１１Ｃに挿入すればよい。フレーム１１１Ｃは、たとえば、絶縁性のプラスチックで形成されている。電気的な接続部１５Ｃにおいて、反射電流は、エッジジャケット１７からブリッジ電極１１２Ｃを通って、短い電流経路で隣接するパネルの導体１３１に流れ込む。ブリッジ電極１１２Ｃは、エッジジャケット１７－１、及び１７－２の外側面の全面と面接触するように、も幅広に形成されてもよい。パネル１３－１で電磁波が反射されるときに、白矢印で示すように、高周波電流がブリッジ電極１１２Ｃの少なくとも一部を通って、パネル１３－２の導体１３１へと流れるので、電流の回り込みが少ない。

【0064】

図１０Ｄは、支持体１１Ｄの接続部１５Ｄの構成例を示す。接続部１５Ｄは、エッジジャケット１７－１と１７－２を電気的に接続するブリッジ電極１１４を有する。ブリッジ電極１１４は、エッジジャケット１７－１と１７－２の底面１７２同士を電気的に接続している。図１０Ｄの構成は、導体１３１－１から、エッジジャケット１７－１、ブリッジ電極１１４、エッジジャケット１７－２、導体１３１－２へと、最短経路で高周波が流れる点で有利である。

【0065】

図１０Ｄの例では、ブリッジ電極１１４はエッジジャケット１７-１と１７-２の底面１７２の一部を接続しているが、ブリッジ電極１１４の厚さを増して、エッジジャケット１７－１と１７－２の底面１７２の全面で接続してもよい。ブリッジ電極１１４を厚くすることで、電気的及び物理的な接続がより安定する。ブリッジ電極１１４の周囲を絶縁性のフレーム１１１Ｄで囲い込むことで電気的な接続部１５Ｄの機械的強度と、電気接続の確実性を担保している。

【0066】

図１０Ｅは、支持体１１Ｅの接続部１５Ｅの構成例を示す。接続部１５Ｅは、対向する一対のブリッジ電極１１２ａと１１２ｂをブリッジ電極１１４で接続した、水平断面がＨ字型の形状を有する。ブリッジ電極１１４によって、エッジジャケット１７－１と１７－２の底面１７２の全体で電気的な接続が確保され、電気接続の安定性と、機械的強度の双方が得られる。ブリッジ電極１１４とブリッジ電極１１２ａ及び１１２ｂは、一体的に形成されていてもよい。接続部１５Ｅを覆うフレーム１１１Ｅは、樹脂等の絶縁材料で形成されていてもよいし、ＣＦＲＰで形成されていてもよい。樹脂として、硬化型の接着剤を用いてもよい。

【0067】

図１０Ｆは、金属と樹脂の複合型のフレーム１１１Ｆを用いる例を示す。フレーム１１１Ｆは、金属のコネクタ１４１とコネクタを覆う樹脂補強部１４２を有する。コネクタ１４１は、押出し成型などで容易に作製され、電気的接続を担保しつつ、コネクタ自体もある程度の強度を備えている。この周囲を樹脂補強部１４２で覆うことで、コネクタ１４１と樹脂補強部１４２の両者で支持材としての強度を確保する。樹脂補強部１４２は接着剤であってもよい。接着剤は、アクリル系接着材でもエポキシ系接着剤でもよい。これにより、コネクタ１４１の厚みを薄くし、電流の迂回による残留インダクタンスの発生を抑制する。さらに端部をラウンドさせることで、角部での回折を防いでいる。

【0068】

図１０Ｇは、支持体１１Ｇの接続部１５Ｇの構成例を示す。接続部１５Ｇは、図１０Ｅと同様に、水平断面がＨ字型のブリッジ電極１７３を有する。図１０Ｇでは、パネル１３－１と１３－２は、エッジジャケットを用いずにブリッジ電極１７３に嵌め込まれ、端部が折り返された導体１３１が直接、ブリッジ電極１７３と電気的に接続されている。フレーム１１１Ｇは、ブリッジ電極１７３の外側の面１７３ａを覆っている。図１０Ｇでは、ブリッジ電極の幅ＷＢＲＧは、フレーム１１１Ｇの幅よりも短く設定され、パネル１３－１とパネル１３－２が嵌め込みやすい構成を採用しているが、この例に限定されず、フレーム１１１Ｇとブリッジ電極１７３の幅を揃えてもよい。なお、図８、及び図１０Ａ～図１０Ｇの接続構成で、ブリッジ電極の表面は絶縁コーティングされていてもよい。

【0069】

図１０Ｈは、参考例として、アルミニウムの押出成形で形成される既存のフレーム１１００を用いた構造を示す。複雑な断面形状を有するフレーム１１００では、様々な方向に電流が流れ、複雑な電流迂回経路による残留インダクタンスや浮遊容量が発生する。入射電磁波によってその応答が複雑に変化するため、基準電位の参照または伝達に悪影響を及ぼす。これらの点から、支持体１１の接続部１５として、図８、及び図１０Ａ～図１０Ｇに示した構成を採用するのが望ましい。

【0070】

＜パネルの連結＞
図１１Ａは、電磁波反射装置１０－１と１０－２の連結を説明する図である。パネル１３－１の両側のエッジに、エッジジャケット１７－１が設けられている。パネル１３－２の両側のエッジに、エッジジャケット１７－２が設けられている。あらかじめエッジジャケット１７－１、及び１７－２が嵌められたパネル１３－１とパネル１３－２は、支持体１１によって連結される。

【0071】

支持体１１は、電気的な接続部１５を有するフレーム１１１と、フレーム１１１を受け取るガイドビーム１１８を有していてもよい。図１１Ａの構成例のように、フレーム１１１とガイドビーム１１８が別体として形成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。フレーム１１１が両側からパネル１３－１とパネル１３－２を受け取ると、接続部１５のブリッジ電極１１２は、パネル１３－１のエッジジャケット１７－１の外側面と、パネル１３－２のエッジジャケット１７－１の外側面の両方に面接触する。これにより、電磁波反射装置１０－１の反射面１０５－１と、電磁波反射装置１０－２の反射面１０５－２の間に電気的な接続が確立される。

【0072】

パネル１３－１とパネル１３－２を連結するフレーム１１１をガイドビーム１１８に嵌めることで、フレーム１１１とガイドビーム１１８が一体となって、支持体１１となる。

【0073】

図１１Ｂは、連結前の電磁波反射装置１０の状態を示す。電磁波反射装置１０－１～１０－３の各々で、パネル１３の一方のサイドエッジに、電気的な接続部１５を有するフレーム１１１があらかじめ取り付けられ、他方のサイドエッジに、ガイドビーム１１８が取り付けられている。電磁波反射装置１０－１～１０－３の反射面１０５は、図６Ａ～図６Ｄのいずれの構成であってもよい。

【0074】

フレーム１１１は、他の電磁波反射装置１０に設けられているガイドビーム１１８に嵌め込み可能に形成されている。ガイドビーム１１８は、他の電磁波反射装置１０に設けられたフレーム１１１を受け取り可能に形成されている。たとえば、電磁波反射装置１０－１のガイドビーム１１８は、電磁波反射装置１０－２のフレーム１１１を受け取る。電磁波反射装置１０－２のガイドビーム１１８は、電磁波反射装置１０－３のフレーム１１１を受け取る。定型サイズの電磁波反射装置１０を組み合わせて一体化することで、プロセスラインの長さに対応することができる。組み立て作業は、工場内の現場を行えばよい。個々の電磁波反射装置１０－１～１０－３は、構成が単純で、搬送が容易である。

【0075】

図１１Ｃは、連結後の電磁波反射装置１０の状態を示す。フレーム１１１とガイドビーム１１８が一体となって、支持体１１が形成される。支持体１１によって、複数の電磁波反射装置１０－１、１０－２、及び１０－３が連結されて、電磁波反射フェンス１００が形成されてもよい。フレーム１１１の電気的な接続部１５により、パネル１３間の連結部での反射電流の不連続性が抑制されている。

【0076】

ガイドビーム１１８とフレーム１１１の少なくとも一方に、あらかじめベース１１９を設けておくことで、連結された電磁波反射装置１０－１～１０－３は、支持体１１のベース１１９によって設置面に独立して起立する。最も端に位置する電磁波反射装置１０－３のパネル１３のエッジにカバー２９をかぶせて、エッジジャケット１７とガイドビーム１１８を保護してもよい。

【0077】

図１２と図１３は、複数の電磁波反射装置１０－１、１０－２を連結する際の接続を補強する機構を示す。図１２の（Ａ）は、電磁波反射フェンス１００の正面図、図１２の（Ｂ）は、補強機構１２５の締め付け前の状態を示す側面図、図１２の（Ｃ）は、補強機構１２５の締め付け後の状態を示す側面図である。図１３は、補強機構１２５のひとつの構成例である。図１３は、補強機構１２５で用いられるカバー１２７のパネル１３への取り付け面１２７ａに形成されたガイド溝１２９の正面図と、断面Ａと断面Ｂの状態を示す。

【0078】

連結強度の向上、および電気的接続性の向上のために、反射特性を悪化させない程度に適宜、図１２、及び図１３に示す補強機構１２５を用いてもよい。パネル１３に孔１２６形成し、その孔にピン１２８を通し、パネル１３の反射面と反対側の面にカバー１２７を装着する。カバー１２７の取り付け面１２７ａに形成されたガイド溝１２９にそってピン１２８を移動させることで（断面Ａから断面Ｂへの遷移）、支持体１１に対して両側からパネル１３を圧接させることができる。補強機構１２５の締め付けによって、パネル１３に形成された孔１２６の位置はわずかに支持体１１の方向にシフトする。パネル１３の弾性力によって、パネル１３のエッジと支持体１１の接続部１５（図１７参照）との接続が確実になる。

【0079】

複数の電磁波反射装置１０の連結を強化する機構は図１２、図１３に示した例に限定されず、電磁波の反射特性を阻害しない範囲で、適切なファスナー機構、ラチェットなどを用いてもよい。このような圧接工程を想定してエッジジャケット１７、および接続部１５の設計が適宜調整されてもよい。

【0080】

＜支持体の評価＞
以下で、支持体１１のサイズと特性を評価する。図１４は、フレーム１１１とブリッジ電極１１２の適切なサイズを評価するモデルの模式図である。このモデルでは、２枚のパネル１３を電気的に接続する接続部１５を設けたときの反射特性に基づいて、フレームの幅ＷＦＲＭと厚さＴＦＲＭ、及びブリッジ電極の幅ＷＢＲＧと厚さＴＢＲＧの好ましい範囲を評価する。

【0081】

図１５は、電磁波の入射角が０°のときのフレームの幅及び厚さと反射特性の関係を示す。反射特性は、縦軸のピーク比で示されている。ピーク比は、電気的な接続部１５を用いない一枚パネルの散乱断面積のピーク強度に対する、接続部１５を設けたときの散乱断面積のピーク強度の比で表される。入射角０°は、接続部１５への垂直入射に相当する。

【0082】

図１９に示すように、入射電磁波を反射させる能力は、レーダ反射断面積（ＲＣＳ：Rader Cross Section）、すなわち散乱断面積で評価される。ＲＣＳの単位は平方メートル（ｓｍ：square meter）である。２枚のパネルを電気的な接続部１５で接続することで、一枚パネルと比較してＲＣＳのメインピーク強度が低下する。低下の度合が小さいほど、すなわち接続部１５がないときのＲＣＳのメインピーク強度に対する接続部１５を設けたときのＲＣＳのメインピーク強度の比率が高いほど、反射特性が良好である。

【0083】

評価では、汎用の３次元電磁界シミュレーションソフトウェアを用い、３．８ＧＨｚの平面波を反射させ、散乱断面積を解析する。

【0084】

図１５の（Ａ）で、フレームの厚さＴＦＲＭを１ｍｍに固定し、幅ＷＦＲＭを０～１５０ｍｍの範囲で変えながら、散乱断面積のピーク比を計算する。図１５のＢ（Ｂ）で、フレームの幅ＷＦＲＭを５０ｍｍに固定し、厚さＴＦＲＭを０～１５ｍｍの範囲で変えながら、散乱断面積のピーク強度比（以下、単に「ピーク比」と呼ぶ）を計算する。ピーク比１．０は、電気的な接続部１５のない１枚パネルの反射特性である。参考として、厚さ１０ｍｍ、幅５０ｍｍのアルミニウムフレームを用いたときのピーク比を破線で示す。

【0085】

図１５の（Ａ）では、フレーム１１１の幅ＷＦＲＭが１５０ｍｍ以下で、ピーク比は０．８５以上であり、６０ｍｍ以下でピーク比は０．９以上となる。ここから、フレーム１１１の幅ＷＦＲＭは好ましくは１５０ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ以上、６０ｍｍ以下である。

【0086】

図１５の（Ｂ）で、フレーム１１１の厚さＴＦＲＭが１５ｍｍ以下で、アルミフレームよりも高いピーク比を示す。厚さ１０ｍｍ以下でピーク比は０．９以上となり、７．５ｍｍでピーク比は最大になる。ここから、フレーム１１１の厚さＴＦＲＭは、好ましくは１５ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは、２ｍｍ以上、７．５ｍｍ以下である。

【0087】

図１６は、電磁波の入射角が４５°のときのフレームの幅及び厚さと反射特性の関係を示す。シミュレーションの条件は、入射角を除いて、図１５と同じである。参考として、厚さ１０ｍｍ、幅５０ｍｍのアルミニウムフレームを用いたときのピーク比を破線で示す。

【0088】

入射角が４５°では、図１６の（Ａ）に示すように、フレーム１１１の幅１５０ｍｍ以下で、ピーク比は０．８５以上であり、１００ｍｍ以下でピーク比は０．９以上となる。図１５（Ａ）の結果と合わせると、フレーム１１１の幅ＷＦＲＭは好ましくは１５０ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ以上、６０ｍｍ以下である。

【0089】

図１６の（Ｂ）で、フレーム１１１の厚さ１２ｍｍ以下で、アルミフレームよりも高いピーク比を示す。厚さ１０ｍｍ以下でピーク比は０．９以上となり、７．５ｍｍでピーク比は最大になる。図１５（Ｂ）の結果と合わせると、フレーム１１１の厚さＴＦＲＭは、好ましくは１２ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは、２ｍｍ以上、７．５ｍｍ以下である。

【0090】

図１７は、入射角が０°のときのブリッジ電極の幅、厚さ、及び材質と反射特性の関係を示す図、図１８は、入射角が４５°のときのブリッジ電極の幅、厚さ、及び材質と反射特性の関係を示す図である。図１７の（Ａ）で、ブリッジ電極の幅ＷＦＲＭを１０～１００ｍｍの範囲で変えながら、散乱断面積のピーク比を計算する。図１７の（Ｂ）で、フレームの厚さＴＦＲＭを１～５０ｍｍの範囲で変えながら、散乱断面積のピーク比を計算する。図１７の（Ｃ）で、ブリッジ電極の材質をアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、及びＳＵＳと変えながら散乱断面積のピーク比を計算する。図１８の（Ａ）～（Ｃ）でも、入射角を４５°に変えたことを除いて、図１７と同じ条件でピーク比を計算する。

【0091】

図１７と図１８の結果から、ブリッジ電極１１２の幅ＷＢＲＧは、１００ｍｍ以下が好ましく、５０ｍｍ以下がさらに好ましい。ブリッジ電極の厚さは２０ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下がさらに好ましい。ブリッジ電極の材料は、Ａｌ、Ｃｕ、ＳＵＳ等の導電体であれば、材質の違いは反射特性にそれほど影響はしない。

【0092】

図１７の（Ｂ）と図１８の（Ｂ）で、ブリッジ電極の厚さが特に４０ｍｍのときにピーク比が高くなっているのは、周波数３．８ＧＨｚの電磁波の波長は７８．９ｍｍであり、ブリッジ電極の厚さが半波長に相当することから反射波が互いに強め合って（共鳴現象）、散乱断面積が大きくなったためと考えられる。

【0093】

図２０Ａと図２０Ｂは、以下で述べる実施例１～８と参考例１～４の反射特性の解析空間を説明する図である。図２０Ａと図２０Ｂでは、パネルの厚さ方向をｘ方向、幅方向をｙ方向、高さ方向をｚとして解析空間を（ｘ方向のサイズ）×（ｙ方向のサイズ）×（ｚ方向のサイズ）で表す。周波数が２～１５ＧＨｚのときの解析空間のサイズは、１５０ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍとする。周波数が２８ＧＨｚのときの解析空間のサイズは、１００ｍｍ×２００ｍｍ×２００ｍｍとする。高周波で解析空間を小さくするのは、波長が短くなるからである。図２０Ｂに示すように、境界条件は、解析空間の周囲に電磁波吸収体を配置した設計とする。

【0094】

図２１は、実施例及び参考例で用いるシミュレーションモデルの図である。パネル１３は、導体１３１を２枚の誘電体１３２、及び１３３に挟んで接着した構成とする。誘電体１３２、及び１３３として、厚さ２ｍｍのガラスまたはポリカーボネートを用いる。導体１３１として、厚さ１ｍｍのＳＵＳを用いる。パネル１３のトータルの厚さは５ｍｍである。２枚のパネル１３の間に１０ｍｍの間隙を設ける。パネル１３の構成と配置は、実施例１～８、及び参考例１～４を通じて共通である。

【実施例0095】

図２１の構成で、接続部１５のブリッジ電極（図中、「ＢＲＧ」と表記）として、厚さ１ｍｍ、幅５０ｍｍのアルミプレートを用いる。アルミプレートの外側に、厚さ５ｍｍ、幅５０ｍｍのＦＲＰのフレームを設ける。フレームの角部の曲率半径Ｒは２ｍｍである。入射電磁波の周波数は３．８ＧＨｚである。１５０ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍの解析空間を設定する。入射角を０°から６０°まで、１０°刻みで変え、散乱断面積のメインピークの強度比を計算する。計算結果を表１に示す。

【0096】

【表1】

【実施例0097】

図２１の構成で、接続部１５のブリッジ電極ＢＲＧとして、厚さ１ｍｍ、幅５０ｍｍのアルミプレートを用いる。アルミプレートの外側に、厚さ７．５ｍｍ、幅５０ｍｍのＦＲＰのフレームを設ける。フレームの角部の曲率半径Ｒは２ｍｍである。入射電磁波の周波数は３．８ＧＨｚである。入射角を０°から６０°まで、１０°刻みで変え、散乱断面積のメインピークの強度比を計算する。計算結果を表２に示す。

【0098】

【表2】