特開 2024-156608 電磁波反射構造体

(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】P2024156608

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】電磁波反射構造体

(51)【国際特許分類】

   H01Q 15/14 20060101AFI20241029BHJP

【ＦＩ】

H01Q15/14 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024041427

(22)【出願日】2024-03-15

(31)【優先権主張番号】P 2023070967

(32)【優先日】2023-04-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000002093

【氏名又は名称】住友化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100154656

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 英彦

(72)【発明者】

【氏名】松浦 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】福浦 知浩

(72)【発明者】

【氏名】関口 泰広

【テーマコード（参考）】

5J020

【Ｆターム（参考）】

5J020AA03

5J020BA03

5J020BD03

5J020BD04

(57)【要約】

【課題】所定の高周波帯の電磁波に対する高い反射率を実現することが可能な電磁波反射構造体を提供する。
【解決手段】本発明の電磁波反射構造体１は、導電性材料からなり、第１の方向に沿って周期的な凹凸を有する線状又は帯状の複数の導電部３であって、第１の方向と直交する第２の方向に沿って順に配置された複数の導電部３と、複数の導電部３を支持する支持基材部５と、を備える。複数の導電部３の周期的な凹凸の高さ方向は、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に沿っている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性材料からなり、第１の方向に沿って周期的な凹凸を有する線状又は帯状の複数の導電部であって、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って順に配置された複数の導電部と、
前記複数の導電部を支持するｓと、
を備え、
前記複数の導電部の前記周期的な凹凸の高さ方向は、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向に沿っている、電磁波反射構造体。

【請求項2】

前記複数の導電部が、それぞれ金属からなる、請求項１に記載の電磁波反射構造体。

【請求項3】

前記複数の導電部の前記周期的な凹凸の周期が互いに略同一であり、
前記複数の導電部の隣り合う２つの導電部の前記周期の位相差が、９０°未満である、請求項１に記載の電磁波反射構造体。

【請求項4】

前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の前記周期的な凹凸の各屈曲角度が、０．１ラジアン以上、１．０ラジアン以下である、請求項１に記載の電磁波反射構造体。

【請求項5】

前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の厚さが、０．０００３ｍｍ以上である、請求項１に記載の電磁波反射構造体。

【請求項6】

前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部は、隣り合う導電部と前記第２の方向に沿って１．３５ｍｍ以上、６．２ｍｍ以下離間している、請求項１に記載の電磁波反射構造体。

【請求項7】

前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の第２の方向に沿った幅が、０．４５ｍｍ以上、１．４ｍｍ以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載の電磁波反射構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁波反射構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

データ通信の高速大容量化に伴い、使用される電磁波が高周波数化している。高周波数の電磁波は、直進性が高く、損失性媒質となるものが多いことから、遮蔽物によって通信の品質が低下したり通信が不可能となったりするエリアが生じやすい。このような問題を解決するために、高周波数の電磁波を反射する機能を有する反射構造体を適切な位置に配置することによって、電磁波を当該反射構造体で反射させて、そのようなエリアに伝搬させる方法がある。

【0003】

下記特許文献１には、平面視で、周期的な凹凸形状、具体的には正弦波の波形状に湾曲した複数の導電性線状体を利用した反射フィルムが記載されている。当該複数の導電性線状体は、反射フィルムの面内方向に周期的に凹凸している。また、下記特許文献２には、基材の表面に対して所定角度に傾斜した複数の反射面を有する電磁波反射層を利用した電波吸収体が記載されている。この反射面は、電磁波反射層の厚さ方向に周期的に凹凸している単一の帯状体と見ることができ、この反射面を有する電磁波反射層は、基材の面上に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－３８８７８

【特許文献2】特開平８－１８１４８４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１、２に記載されているような従来の電磁波を反射するための構造体は、電磁波の反射のために周期的に屈曲した凹凸形状を有する導電性線状体又は帯状体を利用しているが、所定の高周波帯域の電磁波の反射率を十分に高くすることが困難であった。

【0006】

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、所定の高周波帯の電磁波に対する高い反射率を実現することが可能な電磁波反射構造体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】

上述の課題を解決するため、本発明に係る電磁波反射構造体は、導電性材料からなり、第１の方向に沿って周期的な凹凸を有する線状又は帯状の複数の導電部であって、第１の方向と直交する第２の方向に沿って順に配置された複数の導電部と、上記複数の導電部を支持する支持基材部と、を備え、上記複数の導電部の上記周期的な凹凸の高さ方向は、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に沿っている。

【0008】

本発明に係る電磁波反射構造体では、周期的な凹凸を有する各導電部は、入射した電磁波の磁場に対して、第１の方向に沿って周期的に配置された複数の分割リング共振器と同様又は類似の磁気応答を示す。そのため、各導電部は、第１の方向に沿って周期的に配置された複数の疑似分割リング共振器を構成しているとみなすことができる。そして、そのような導電部が第２の方向に沿って順に配置されているため、複数の導電部は、第１方向と第２方向によって規定される平面に沿って配置された複数の疑似分割リング共振器を構成するとみなすことができる。これらの複数の疑似分割リング共振器は、支持基材部によって、相対的な位置関係が維持される。そして、複数の導電部の周期的な凹凸の高さ方向は、第３の方向に沿っているため、電磁波が、第１方向と第２方向によって規定される平面に交差するように電磁波反射構造体に入射すると、当該電磁波の振動磁場の少なくとも一部は、上記疑似分割リング共振器のリングを貫き、当該リングに電流を発生する。

【0009】

そのため、所定の高周波数の電磁波がそのように電磁波反射構造体に入射すると、上記疑似分割リング共振器においてＬＣ共振が生じ、当該電磁波の侵入を制限して当該電磁波を反射するようになる。そのため、電磁波反射構造体は、そのような高周波数を含む高周波数帯の電磁波に対して大きな反射率を示す。電磁波反射構造体が反射する当該電磁波の周波数帯は、１ＧＨｚ～３００ＧＨｚであってよく、２０ＧＨｚ～４０ＧＨｚが好ましい。

【0010】

さらに、本発明に係る電磁波反射構造体では、複数の導電部が、それぞれ金属からなることができる。これにより、上記疑似分割リング共振器において強いＬＣ共振が生じるため、電磁波反射構造体の上記反射率を特に大きくすることができる。

【0011】

さらに、本発明に係る電磁波反射構造体では、複数の導電部の周期的な凹凸の周期が互いに略同一であり、複数の導電部の隣り合う２つの導電部の当該周期の位相差が、９０°未満であることができる。これにより、複数の疑似分割リング共振器全体において強いＬＣ共振が生じるため、電磁波反射構造体の上記反射率を大きくすることができる。

【0012】

さらに、本発明に係る電磁波反射構造体では、複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の周期的な凹凸の各屈曲角度が、０．１ラジアン以上、１．０ラジアン以下であることができる。これにより、上記疑似分割リング共振器において強いＬＣ共振が生じるため、電磁波反射構造体の上記反射率を特に大きくすることができる。

【0013】

さらに、本発明に係る電磁波反射構造体では、前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の厚さが、０．０００３ｍｍ以上であることができる。これにより、上記疑似分割リング共振器において強いＬＣ共振が生じるため、電磁波反射構造体の上記反射率を特に大きくすることができる。

【0014】

さらに、本発明に係る電磁波反射構造体では、複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部は、隣り合う導電部と第２の方向に沿って１．３５ｍｍ以上、６．２ｍｍ以下離間していることができる。これにより、３０ＧＨｚ近傍の周波数の電磁波によって上記疑似分割リング共振器においてＬＣ共振が生じ易くすることができるため、３０ＧＨｚ近傍の高周波数帯の電磁波に対する反射率を特に大きくし易くなる。

【0015】

さらに、本発明に係る電磁波反射構造体では、複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の第２の方向に沿った幅が、０．４５ｍｍ以上、１．４ｍｍ以下であることができる。これにより、３０ＧＨｚ近傍の周波数の電磁波によって上記疑似分割リング共振器においてＬＣ共振が生じ易くすることができるため、３０ＧＨｚ近傍の高周波数帯の電磁波に対する反射率を特に大きくし易くなる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、所定の高周波帯の電磁波に対する高い反射率を実現することが可能な電磁波反射構造体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態に係る電磁波反射構造体を示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る電磁波反射構造体の側面図である。

【図3】実施形態に係る電磁波反射構造体の平面図である。

【図4】複数の導電部において、Ｘ軸方向に沿って周期的な凹凸の周期の位相が異なっている態様を模式的に示す図である。

【図5】実施例１～１４の作成方法、構造パラメーター、材質、及び測定した特性値を示す図である。

【図6】実施例１、２の測定結果に基づく、透過率の周波数依存性を示す図である。

【図7】実施例１、３、４の測定結果に基づく、透過率の周波数依存性を示す図である。

【図8】実施例１、１２、５、６の測定結果に基づく、導電部を構成する銀の厚さと、極小となる透過率の値（ｄＢ）を示す図である。

【図9】実施例７、１３、８、１０の測定結果に基づく、反射率の周波数依存性を示す図である。

【図10】実施例８、９の測定結果に基づく、反射率の周波数依存性を示す図である。

【図11】実施例８、１１、１４の測定結果に基づく、反射率の周波数依存性を示す図である。

【図12】電磁波反射構造体の目標とする特性値ごとの、複数の導電部の構造パラメーターの好ましい範囲を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、各図面において、可能な場合には同一要素には同一符号を用いる。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。

【0019】

図１は、本実施形態に係る電磁波反射構造体を示す斜視図であり、図２は、本実施形態に係る電磁波反射構造体の側面図であり、図３は、本実施形態に係る電磁波反射構造体の平面図である。図１及び必要に応じて以降の図においては、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸から構成される直交座標系Ｃが示されている。

【0020】

図１～図３に示すように、本実施形態に係る電磁波反射構造体１は、複数の導電部３と、支持基材部５を備える。図１では、支持基材部５は二点鎖線で示されている。複数の導電部３は、それぞれ導電性材料からなり、第１の方向であるＸ軸方向に沿って周期的な凹凸を有する線状の要素である。複数の導電部３は、第２の方向であるＺ軸方向に沿って順に略等間隔で配置されている。各導電部３の周期的な凹凸の高さ方向、即ち凹凸する方向は、第３の方向であるＹ軸方向に沿っている。即ち、各導電部３の周期的な凹凸は、Ｘ軸方向に延びる線状の部材が、Ｘ軸方向に沿って、Ｙ軸正方向とＹ軸負方向に交互に周期的に屈曲した形状を有する。

【0021】

ここで、各導電部３の周期的な凹凸の高さ方向とＹ軸方向とが成す角度が２０度以下であれば、各導電部３の周期的な凹凸の高さ方向がＹ軸方向に沿っていると見做すことができる。後述のように電磁波反射構造体１に入射した電磁波ＥＭの振動磁場の少なくとも一部が、疑似分割リング共振器のリングを貫き易くなる観点から、当該角度は１０度以下であることが好ましく、５度以下であることがさらに好ましく、３度以下であることがさらに好ましく、１度以下であることがさらに、好ましい。

【0022】

複数の導電部３を構成する導電性材料は、それぞれ電気伝導性を有する材料であればよい。当該導電性材料の導電率（電気伝導率）が高いほど、後述の電磁波反射構造体１の電磁波ＥＭに対する反射率を高くすることができるため、当該導電性材料の導電率は、１．０×１０Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましく、１×１０^２Ｓ／ｃｍ以上であることがより好ましく、１×１０^４Ｓ／ｃｍ以上であることがさらに好ましく、１×１０^５Ｓ／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。。このような導電率を有し得る導電部３を構成する導電性材料として、例えば、銅、銀、アルミニウム、金、ニッケル、鉄、スズ、タングステン、モリブデン等の金属、これらの金属のいずれかを含む合金、カーボンナノチューブ及びフラーレン系材料等のカーボン材料、Ｉ２ドープポリアセチレン等の導電性高分子、及び電荷移動錯体（ＴＴＦ－ＴＣＮＱ）を挙げることができる。

【0023】

また、複数の導電部３を構成する導電性材料は、複数の金属粒子が分散された高分子材であってよい。当該複数の金属粒子は、当該高分子材中で離散して存在してもよいし、当該高分子材中で凝集して凝集体として存在してもよい。当該金属粒子は、例えば、銅、銀、アルミニウム、金、ニッケル、鉄、スズ、タングステン、及びモリブデンからなる群から選択される少なくとも１種の金属及び／又は、当該少なくとも１種の金属を含む少なくとも１種の合金で構成されていてよい。当該金属粒子の粒径は、例えば、１０ｎｍ以上１００μｍ以下であってよい。当該金属粒子の形状は、例えば、球状、立方体状、平板状、多面体状、帯状等であってよく、例えば、当該金属粒子として、平均直径１００ｎｍ、平均長さ１０μｍの銀ワイヤーを用いることができる。当該高分子材は、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、及びシリコーン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であってよい。

【0024】

支持基材部５は、複数の導電部３の相対的な位置関係を維持するように複数の導電部３を支持する。本実施形態では、複数の導電部３の全体が支持基材部５内に埋め込まれることによって、そのような支持が実現されている。本実施形態では、電磁波反射構造体１は、Ｙ軸方向を厚さ方向とし、Ｘ軸及びＺ軸によって規定されるＸＺ面に沿って延びる略平坦な表面５Ｓ及び裏面５Ｒを有する板状の部材であり、支持基材部５は、そのような電磁波反射構造体１の外形形状を規定している。

【0025】

支持基材部５は、例えばアクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、フッ素化ポリイミド、ポリプロピレン、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド等の有機材料で構成されている。そのため、支持基材部５を導電部３に対してコンフォーマルな形状、即ち、導電部３の形状に追随した形状を有するように容易に形成することが可能なため、支持基材部５によって複数の導電部３を安定して支持することができる。支持基材部５は、高周波帯の電磁波の吸収率を低下させる観点、及び、高周波帯の電磁波に対する支持基材部５の表面での反射率を大きくする観点から、ポリプロピレン、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド等の低誘電率の有機材料で構成されていることが好ましい。また、電磁波反射構造体１を通した視認性を確保する観点から、支持基材部５は、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、フッ素化ポリイミド等の可視光に対する透過率の高い有機材料で構成されていることが好ましい。

【0026】

また、支持基材部５は、有機材料以外の材料、例えばソ―ダガラス等のガラス材料、アルミナ等の低誘電率酸化物材料で構成されていてもよい。

【0027】

図２に示すように、Ｚ軸正方向から見て、各導電部３は、上記周期的な凹凸として、Ｘ軸方向に沿った、周期３λの正弦波状の形状を有する。また、各導電部３は、周期的な凹凸の屈曲の程度に関連する構造パラメーターである屈曲角度３θを有する。屈曲角度３θは、Ｚ軸正方向から見て、各導電部３の１周期分の部分において、Ｙ軸方向の中央点３Ｎを通りＸ軸と平行に伸びる仮想線３Ｂと、Ｙ軸方向のピーク点３Ｐから中央点３Ｎに伸びる仮想線３Ｑとが成す角度として定義される。

【0028】

また、各導電部３は、周期的な凹凸の大きさの程度に関連する構造パラメーターである屈曲高さ３Ｈを有する。屈曲高さ３Ｈは、Ｚ軸正方向から見て、各導電部３の１周期分の部分において、Ｙ軸正方向のピーク点からＹ軸負方向のピーク点までのＹ軸方向の長さとして定義される。また、各導電部３は、厚さ３Ｔを有する。厚さ３Ｔは、Ｚ軸正方向から見て、各導電部３の各部分における延在方向と直交する方向の長さとして定義される。各導電部３の延在方向に垂直な断面の形状は特に制限されず、例えば、円形、楕円形、矩形であることができる。

【0029】

図１及び図２に示すように、複数の導電部３の周期的な凹凸は、互いに同一の周期３λを有する。さらに、複数の導電部３において、Ｘ軸方向に沿って周期的な凹凸の周期の位相が同一となっている。即ち、複数の導電部３において、Ｘ軸方向に沿った周期的な凹凸の周期の位相差は、０度となっている。そのため、図１に示すように、各導電部３のＹ軸負側のピーク点と、隣接する導電部３の最近接のピーク点を通るピーク線Ａ３は、Ｚ軸方向に沿った直線となる。

【0030】

また、図３に示すように、Ｙ軸負方向から見て、複数の導電部３はそれぞれ、隣接する導電部３とＺ軸方向に沿って距離Ｓ３だけ互いに離間している。また、各導電部３は、Ｚ軸方向に沿った幅３Ｗを有している。

【0031】

上述のような本実施形態に係る電磁波反射構造体１では、各導電部３の周期的な凹凸は、入射した電磁波の磁場に対して、Ｘ軸方向に沿って周期的に配置された複数の分割リング共振器と同様又は類似の磁気応答を示す。分割リング共振器とは、導電性材料からなるリング部に、ギャップを設けることでコイルとコンデンサの直列回路を構成する共振器であり、その材質及び形状によって決まるコイルのキャパシタンスＣとコンデンサのインダクタンスＬを有する。

【0032】

そのため、各導電部３は、Ｘ軸方向に沿って、周期的に配置された複数の疑似分割リング共振器を構成しているとみなすことができる。より具体的には、各導電部３は、Ｘ軸方向に沿って周期的に交互に設けられた、Ｙ軸正方向側にギャップが設けられた疑似分割リング共振器と、Ｙ軸負方向側にギャップが設けられた疑似分割リング共振器とを構成しているとみなすことができる。

【0033】

そして、そのような導電部３がＺ軸方向に沿って順に配置されているため、複数の導電部３は、Ｘ軸方向とＺ軸方向によって規定されるＸＺ平面に沿って配置された複数の疑似分割リング共振器を構成するとみなすことができる。そして、複数の導電部３の周期的な凹凸の高さ方向は、Ｙ軸方向に沿っている。そのため、例えば図１に示すような振動電界と振動磁界を有する電磁波ＥＭが、ＸＺ平面に交差するように電磁波反射構造体１に入射すると、即ち、電磁波ＥＭが電磁波反射構造体１の表面５Ｓに交差するように電磁波反射構造体１に入射すると、仮に複数の導電部３の周期的な凹凸の高さ方向がＸ軸方向とＺ軸方向によって規定されるＸＺ平面に沿った方向である場合には、電磁波ＥＭの振動磁場は上記疑似分割リング共振器のリングを貫かないのに対して、電磁波ＥＭの振動磁場の少なくとも一部は、上記疑似分割リング共振器のリングを貫き、当該リングに電流を発生する。

【0034】

そのため、所定の高周波数の電磁波ＥＭがそのように電磁波反射構造体１に入射すると、各疑似分割リング共振器においてＬＣ共振が生じ、電磁波ＥＭの侵入を制限して電磁波ＥＭを反射するようになる。そして、各導電部３の凹凸は周期的に設けられているため、各疑似分割リング共振器において生じる共振周波数は互いに同一となるか近接する。そのため、本実施形態の電磁波反射構造体１は、そのような高周波数を含む高周波数帯の電磁波に対して大きな反射率を示す。そして、これらの複数の疑似分割リング共振器は、支持基材部５によって、相対的な位置関係が維持されるため、そのような支持基材部が無い場合と比較して、上述のような大きな反射率を示す効果が安定して発揮される。電磁波反射構造体１が反射する電磁波ＥＭの周波数帯は、１ＧＨｚ～３００ＧＨｚであってよく、２０ＧＨｚ～４０ＧＨｚが好ましい。電磁波反射構造体１は、所定の周波数帯、例えば上記１ＧＨｚ～３００ＧＨｚ、好ましくは２０ＧＨｚ～４０ＧＨｚの周波数帯の電磁波ＥＭを選択的に反射することが好ましい。即ち、電磁波反射構造体１は、当該周波数帯以外の電磁波を十分に透過させるように、電磁波反射構造体１の当該周波数帯以外の電磁波に対する透過率が、当該周波数帯の電磁波ＥＭに対する透過率よりも十分に高いことが好ましい。

【0035】

また、上述のように本実施形態の電磁波反射構造体１では、複数の導電部３がそれぞれ金属からなることが好ましい。複数の導電部３を構成する材料の導電率が高い程、疑似分割リング共振器において強いＬＣ共振が生じるため、複数の導電部３が金属からなることによって、電磁波反射構造体１の上記反射率を特に大きくすることができる。

【0036】

さらに、上述のような本実施形態の電磁波反射構造体１では、複数の導電部３の周期的な凹凸の周期３λが互いに同一であり、複数の導電部３において、Ｘ軸方向に沿って周期的な凹凸の周期の位相が同一となっている。これにより、複数の疑似分割リング共振器全体において特に強いＬＣ共振が生じるため、電磁波反射構造体１の上記反射率を特に大きくすることができる。

【0037】

また、本実施形態の電磁波反射構造体１では、複数の導電部３のうちの少なくとも一部の導電部３の周期的な凹凸の各屈曲角度３θが、０．１ラジアン以上、１．０ラジアン以下であることが好ましく、複数の導電部３の全ての周期的な凹凸の各屈曲角度３θが、０．１ラジアン以上、１．０ラジアン以下であることがより好ましい。上記各屈曲角度３θは、０．２ラジアン以上がより好ましく、０．４ラジアン以上であることが特に好ましい。これにより、上記疑似分割リング共振器において強いＬＣ共振が生じるため、電磁波反射構造体１の上記反射率を特に大きくすることができる。

【0038】

さらに、上述のような本実施形態の電磁波反射構造体１では、複数の導電部３のうちの少なくとも一部の導電部３の上記厚さ３Ｔが、０．０００３ｍｍ以上であることが好ましく、０．０００８ｍｍ以上であることがより好ましく、０．００２２ｍｍ以上であることが特に好ましく、また、複数の導電部３の全ての上記厚さ３Ｔが、０．０００３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．０００８ｍｍ以上であることがより好ましく、０．００２２ｍｍ以上であることが特に好ましい。これにより、上記疑似分割リング共振器において強いＬＣ共振が生じるため、電磁波反射構造体１の上記反射率を特に大きくすることができる。また、上述のような本実施形態の電磁波反射構造体１では、複数の導電部３のうちの少なくとも一部の導電部３の上記厚さ３Ｔが、１．５ｍｍ以下であることが好ましく、複数の導電部３の全ての上記厚さ３Ｔが、１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。これにより、十分な共振強度を得るために必要な疑似分割リング共振器のギャップ部分を維持することが容易となる。

【0039】

さらに、上述のような本実施形態の電磁波反射構造体１では、複数の導電部３のうちの少なくとも一部の導電部３の、隣り合う導電部３とのＺ軸方向に沿って離間する距離Ｓ３は、１．３５ｍｍ以上、６．２ｍｍ以下とすることができ、特に複数の導電部３の全ての、隣り合う導電部３とのＺ軸方向に沿って離間する距離Ｓ３は、１．３５ｍｍ以上、６．２ｍｍ以下とすることができる。上記距離Ｓ３は、２．００ｍｍ以上であってもよく、４．００ｍｍ以上であることが好ましく、６．００ｍｍ以上であることがより好ましい。これにより、３０ＧＨｚ近傍の周波数（例えば、１ＧＨｚ～３００ＧＨｚ又は２０ＧＨｚ～４０ＧＨｚ）の電磁波によって上記疑似分割リング共振器においてＬＣ共振が生じ易くすることができるため、３０ＧＨｚ近傍の高周波数帯の電磁波に対する反射率を特に大きくし易くなる。

【0040】

さらに、上述のような本実施形態の電磁波反射構造体１では、複数の導電部３のうちの少なくとも一部の導電部３のＺ軸方向に沿った幅３Ｗが、０．４５ｍｍ以上、１．４ｍｍ以下であることができ、特に複数の導電部３の全てのＺ軸方向に沿った幅３Ｗが、０．４５ｍｍ以上、１．４ｍｍ以下であることができる。これにより、３０ＧＨｚ近傍の周波数の電磁波によって上記疑似分割リング共振器においてＬＣ共振が生じ易くすることができるため、３０ＧＨｚ近傍の高周波数帯の電磁波に対する反射率を特に大きくし易くなる。

【0041】

本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。

【0042】

例えば、上述の実施形態では、複数の導電部３の周期的な凹凸の周期３λが同一であり、複数の導電部３において、Ｘ軸方向に沿って周期的な凹凸の周期の位相が同一となっているが（図１、図２参照）、複数の導電部３において、Ｘ軸方向に沿って周期的な凹凸の周期の位相が異なっていてもよい。

【0043】

図４は、複数の導電部３において、Ｘ軸方向に沿って周期的な凹凸の周期の位相が異なっている変形例の態様を模式的に示す図である。図４では、図２に対応して、Ｚ軸正方向から見た複数の導電部３のうちの一つの導電部３Ａの形状を実線で模式的に示し、複数の導電部３のうち、導電部３Ａに隣接する導電部３Ｂの形状を破線で模式的に示している。

【0044】

図４に示すように、この変形例においては、導電部３Ａと導電部３Ｂにおいて、Ｘ軸方向に沿った周期的な凹凸の周期が、３φだけずれている。そして、この３φの大きさは、周期３λの１／４未満である。即ち、導電部３Ａと導電部３Ｂにおいて、Ｘ軸方向に沿った周期的な凹凸の周期の位相差が、９０°未満である。このような関係が、複数の導電部３における全ての隣接する２つの導電部３間において満たされている。これにより、複数の疑似分割リング共振器全体において強いＬＣ共振が生じるため、電磁波反射構造体１の上記反射率を大きくすることができる。また、複数の導電部３のうち、Ｘ軸方向に沿った周期的な凹凸の周期の位相差が最も大きい２つの導電部３間において、当該位相差が９０°未満であることが好ましく、（上述の基本実施形態の場合のように）略０度であることがさらに好ましい。

【0045】

また、上述の実施形態では、複数の導電部３は線状の要素であるが、Ｚ軸方向を幅方向とする帯状の形状を有していてもよい。

【0046】

また、上述の実施形態では、隣接する２つの導電部３の組が、Ｚ軸方向に沿って互いに離間する距離Ｓ３は、全ての組において同一である、即ち、複数の導電部３は、Ｚ軸方向に沿って等間隔に設けられているが（図３参照）、複数の導電部３の一部又は全部が、Ｚ軸方向に沿って異なった間隔で設けられていてもよい。

【0047】

また、上述の実施形態では、複数の導電部３の全体が支持基材部５内に埋め込まれているが（図１参照）、複数の導電部３の一部のみが支持基材部５内に埋め込まれていてもよく、例えば、複数の導電部３のうち、Ｙ軸負方向の一部が、支持基材部５の表面５Ｓの外部に位置し、複数の導電部３の残りの部分が支持基材部５内に埋め込まれていてもよい。この場合、複数の導電部３の当該一部と支持基材部５とが、電磁波反射構造体１の外形形状を規定する。このように複数の導電部３の少なくとも一部が支持基材部５内に埋め込まれているため、複数の導電部３同士の位置関係を維持したり、導電部３を板状ではなく線状又は帯状としたりすることが容易となる。また、各導電部３の周期的な凹凸の凹部（即ち、各導電部３のうち、上述の「Ｙ軸正方向側にギャップが設けられた疑似分割リング共振器」を構成する部分）及び凸部（即ち、各導電部３のうち、上述の「Ｙ軸負方向側にギャップが設けられた疑似分割リング共振器」を構成する部分）は、少なくとも一部の当該凹部及び当該凸部が支持基材部５内に埋め込まれている態様であることが好ましく、全ての当該凹部及び当該凸部が支持基材部５内に埋め込まれている態様であることがより好ましい。当該凹部及び当該凸部が互いに異なる材料によって覆われていると、それらが互いに異なる誘電率を有する媒質によって覆われることになるため、当該凹部及び当該凸部で生じる共振の共振周波数にずれが生じる可能性がある。しかし、当該凹部及び当該凸部が上記態様であることによって、そのような共振周波数のずれが生じることを、防止又は抑制することができる。

【0048】

また、上述の実施形態では、Ｚ軸正方向から見て、各導電部３は、周期的な凹凸として、Ｘ軸方向に沿った、周期３λの正弦波状の形状を有するが（図２参照）、周期的な凹凸であれば他の形状を有してもよく、例えば、周期的な矩形の凹凸形状を有してもよい。

【0049】

（実施例）
以下、本発明の効果をより一層明らかなものとするため、実施例および比較例を用いて説明する。

【0050】

本願発明者らは、実施例１～１４を作成した。図５は、実施例１～１４の作成方法、構造パラメーター、材質、及び測定した特性値を示す図である。図５の「屈曲高さ」、「屈曲角度」、「屈曲周期」、「線幅」、「線厚み」、「線間隔」、及び「位相差」は、上記実施形態における「屈曲高さ３Ｈ」（図２参照）、「屈曲角度３θ」（図２参照）、「周期３λ」（図２参照）、「幅３Ｗ」（図３参照）、「厚さ３Ｔ」（図２参照）、「距離Ｓ３」（図３参照）、及び「３φに対応する位相差」（図４参照）に、それぞれ対応する。

【0051】

本願発明者らは、実施例１～６、１２として、スパッタ法によって電磁波反射構造体を作成した。具体的には、上記実施形態の複数の導電部３に対応する形状、かつ、図５に示す構造パラメーターに対応する形状の、第１の方向に延びる複数の凹凸の窪みを表面に有するアクリル樹脂板を３Ｄプリンタで作成した。その後、当該アクリル樹脂板の表面の複数の凹凸の窪みが形成されていない領域上にマスクを形成し、当該凹凸の窪みにスパッタ法で銀を成膜することによって、銀で構成される複数の導電部を形成した。このようにして、銀で構成される複数の導電部とアクリル樹脂で構成される支持基材部を有する実施例１～６、１２に係る電磁波反射構造体を作成した。

【0052】

本願発明者らは、実施例７～１１、１３、１４として、金属ワイヤーの埋め込みによって電磁波反射構造体を作成した。具体的には、実施例１～６、１２の場合と同様に、アクリル樹脂板を作成した。その後、アクリル樹脂板の複数の凹凸の窪みに、金属からなるワイヤーを埋め込んだ。実施例７、１３のワイヤーは、銀で構成されたものを用い、実施例８、１０、１１、１４のワイヤーは、銅で構成されたものを用い、実施例９のワイヤーは、アルミニウムで構成されたものを用いた。このようにして、銀、銅、又はアルミニウムで構成される複数の導電部とアクリル樹脂で構成される支持基材部を有する実施例７～１１、１３、１４に係る電磁波反射構造体を作成した。

【0053】

続いて、実施例１～１４について、フリースペース法によって１８ＧＨｚから１００ＧＨｚまでの電磁波を用いてＳパラメーターを測定し、当該電磁波に対する透過率・反射率を評価した。

【0054】

図６は、実施例１、２の測定結果に基づく、透過率の周波数依存性を示す図である。図６に示されるように、実施例１の電磁波反射構造体は、電磁波の周波数が２６ＧＨｚ付近で、反射率がピーク（透過率が極小）となり、そのピークの半値幅は、２．２９ＧＨｚとなり、実施例２の電磁波反射構造体は、電磁波の周波数が３０ＧＨｚ付近で、反射率がピーク（透過率が極小）となり、そのピークの半値幅は、１．９９ＧＨｚとなった。また、実施例１、２の比較から、導電部の周期的な凹凸の形状を、相似形で大きさを縮小させた場合、反射率がピークとなる周波数が高周波側にシフトすることが分かった。

【0055】

図７は、実施例１、３、４の測定結果に基づく、透過率の周波数依存性を示す図である。上述のように実施例１の電磁波反射構造体は、電磁波の周波数が２６ＧＨｚ付近で、反射率がピーク（透過率が極小）となり、そのピークの半値幅は、２．２９ＧＨｚとなり、また、図７に示されるように、実施例３の電磁波反射構造体は、電磁波の周波数が２２．５ＧＨｚ付近で、反射率がピーク（透過率が極小）となり、そのピークの半値幅は、２．５１ＧＨｚとなり、実施例４の電磁波反射構造体は、電磁波の周波数が２１ＧＨｚ付近で、反射率がピーク（透過率が極小）となり、そのピークの半値幅は、２．７９ＧＨｚとなった。また、実施例１、３、４の測定結果の比較から、屈曲角度を大きくすると、反射率のピークの値が大きくなると共に、半値幅が減少することが分かった。

【0056】

図８は、実施例１、１２、５、６の測定結果に基づく、導電部を構成する銀の厚さと、極小となる透過率の値（ｄＢ）を示す図である。実施例１、１２、５、６のいずれにおいても、共振ピーク強度は－３０ｄＢより小さい値を示した。実施例１、１２、５、６の測定結果の比較から、導電部が厚くなると、極小となる透過率の値（ｄＢ）が小さく、即ち、反射率が大きくなることが分かった。

【0057】

図９は、実施例７、１３、８、１０の測定結果に基づく、反射率の周波数依存性を示す図である。実施例７、１３、８、１０の測定結果の比較から、線間隔（実施形態における距離Ｓ３）が小さくなると、反射率のピークの値が大きくなると共に、反射率がピークとなる周波数が高周波側にシフトすることが分かった。

【0058】

図１０は、実施例８、９の測定結果に基づく、反射率の周波数依存性を示す図である。実施例８、９の測定結果の比較から、導電部をアルミニウムで構成した電磁波反射構造体の反射率は、導電部を銅で構成した電磁波反射構造体の反射率よりも大きくなることが分かった。

【0059】

図１１は、実施例８、１１、１４の測定結果に基づく、反射率の周波数依存性を示す図である。実施例８、１１、１４の測定結果の比較から、複数の導電部において、２つの隣接する導電部の周期的な凹凸の周期の位相差が小さい方が、反射率が大きくなることが分かった。

【0060】

図１２は、実施例１～１４の上記測定結果及び理論的な考察を基に決定した、電磁波反射構造体の目標とする特性値（狙い周波数、狙い半値幅、及び狙い反射率）ごとの、複数の導電部の構造パラメーターの好ましい範囲を示す図である。図１２の「狙い周波数」は、反射率の電磁波周波数依存において、反射率がピークとなる周波数の狙い値であり、「狙い半値幅」は、当該反射率のピークの半値幅の狙い値であり、「狙い反射率」は、当該反射率のピークにおける反射率の狙い値である。また、図１２の「屈曲高さ」、「屈曲角度」、「屈曲周期」、「線幅」、「線厚み」、「線間隔」、及び「周期ずれ」は、上記実施形態における「屈曲高さ３Ｈ」（図２参照）、「屈曲角度３θ」（図２参照）、「周期３λ」（図２参照）、「幅３Ｗ」（図３参照）、「厚さ３Ｔ」（図２参照）、「距離Ｓ３」（図３参照）、及び「３φに対応する位相差」（図４参照）に、それぞれ対応し、それらの好ましい数値範囲を示しており、括弧内の数値は、最も好ましいと考えられる値である。

【0061】

狙い周波数が３０ＧＨｚの電磁波反射構造体における構造パラメーターについて、「屈曲角度」の下限値については、図７に示した実施例１、３、４の測定結果を基に決定し、「線厚み」の下限値については、図８に示した実施例１、１２、５、６の測定結果を基に決定し、「線間隔」の下限値については、図９に示した実施例７、１３、８、１０の測定結果を基に決定し、「周期ずれ」の上限値については、図１１に示した実施例８、１１、１４の測定結果を基に決定し、他の下限値、上限値については、括弧内の最も好ましいと考えられる値を基準として、目的とする特性が得られると考えられる範囲に対応するように決定した。狙い周波数が３０ＧＨｚ以外の電磁波反射構造体、即ち、狙い周波数が２．７～５．４ＧＨｚ、３７～４３．５ＧＨｚ、７６～７８ＧＨｚ、９２～１１４ＧＨｚ、及び１３０～１７４ＧＨｚの電磁波反射構造体における構造パラメーターについては、それらの狙い周波数と、周波数３０ＧＨｚとの比に基づいて、狙い周波数が３０ＧＨｚの電磁波反射構造体で決定した構造パラメーターの好ましい数値範囲のうち、当該比に基づいて好ましい範囲が変化すると考えられる構造パラメーターの数値範囲を拡大又は縮小することによって、決定した。

【0062】

本開示の電磁波反射構造体は、以下の構成を有する。
［１］ 導電性材料からなり、第１の方向に沿って周期的な凹凸を有する線状又は帯状の複数の導電部であって、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って順に配置された複数の導電部と、
前記複数の導電部を支持する支持基材部と、
を備え、
前記複数の導電部の前記周期的な凹凸の高さ方向は、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向に沿っている、電磁波反射構造体。
［２］ 前記複数の導電部が、それぞれ金属からなる、［１］に記載の電磁波反射構造体。
［３］ 前記複数の導電部の前記周期的な凹凸の周期が互いに略同一であり、
前記複数の導電部の隣り合う２つの導電部の前記周期の位相差が、９０°未満である、［１］又は［２］に記載の電磁波反射構造体。
［４］ 前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の前記周期的な凹凸の各屈曲角度が、０．１ラジアン以上、１．０ラジアン以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の電磁波反射構造体。
［５］ 前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の厚さが、０．０００３ｍｍ以上である、［１］～［４］のいずれかに記載の電磁波反射構造体。
［６］ 前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部は、隣り合う導電部と前記第２の方向に沿って１．３５ｍｍ以上、６．２ｍｍ以下離間している、［１］～［５］のいずれかに記載の電磁波反射構造体。
［７］ 前記複数の導電部のうちの少なくとも一部の導電部の第２の方向に沿った幅が、０．４５ｍｍ以上、１．４ｍｍ以下である、［１］～［６］のいずれかに記載の電磁波反射構造体。

【符号の説明】

【0063】

１…電磁波反射構造体、３…導電部、５…支持基材部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】