[go: up one dir, main page]

JPH0225280B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0225280B2
JPH0225280B2 JP56055472A JP5547281A JPH0225280B2 JP H0225280 B2 JPH0225280 B2 JP H0225280B2 JP 56055472 A JP56055472 A JP 56055472A JP 5547281 A JP5547281 A JP 5547281A JP H0225280 B2 JPH0225280 B2 JP H0225280B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
radio wave
coating
frequency
wave absorbing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56055472A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57180207A (en
Inventor
Banii Amin Mohamedo
Hendaason An
Roodoritsuku Jeimuzu Jeimuzu
Rein Rodonii
Oosutein Roido Richaado
Buraian Hootaa Jefurii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UK Secretary of State for Defence
Original Assignee
UK Secretary of State for Defence
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UK Secretary of State for Defence filed Critical UK Secretary of State for Defence
Priority to JP5547281A priority Critical patent/JPS57180207A/en
Publication of JPS57180207A publication Critical patent/JPS57180207A/en
Publication of JPH0225280B2 publication Critical patent/JPH0225280B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a radio wave absorbing coating for reducing or preventing reflection of incident radio waves from an antenna.

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。
The profile of an antenna as a radio wave reflecting structure that may be applied in radar camouflage can be reduced by reducing the physical dimensions or reflectance of the reflecting surface of the antenna.

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。
The physical length of a monopole or dipole antenna with a given electrically effective length is reduced considerably by radio-absorbing coatings using materials with both dielectric and magnetic properties, such as ferrite materials. be able to. This type of material is discussed in J.R. James and A. Henderson, "Electrically short monopole antennas with dielectric or ferrite coatings," Proc.
Discussed in IEEE, Vol. 125, No. 9, September 1978, pp. 793-803.

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√′rrまで
縮小され得る。ここでμ′r及びε′rは透磁率μr及び
誘電率εrの実部であり、一般に透磁率μr=μ′r
jμ″r及び誘電率εr=ε′r−jε″rは複素量である。

磁率μrの実部μ′r及び誘電率εrの実部ε′rの値が高

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μrの虚部μ″r及び誘
電率εr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。
By using such a radio wave absorbing coating, the length of the antenna can be reduced by a factor √′ rr . Here, μ′ r and ε′ r are the real parts of the magnetic permeability μ r and the permittivity ε r , and in general, the magnetic permeability μ r = μ′ r
jμ″ r and dielectric constant ε r =ε′ r −jε″ r are complex quantities.
The higher the values of the real part μ′ r of the magnetic permeability μ r and the real part ε′ r of the dielectric constant ε r , the larger the reduction coefficient can be obtained. However, in order to minimize losses in the radio wave absorbing coating, the imaginary part μ″ r of the magnetic permeability μ r and the imaginary part ε″ r of the dielectric constant ε r of the radio wave absorbing coating at the operating frequency of the antenna must be adjusted as much as possible. It needs to be made smaller. This is because the magnetic loss tangent and dielectric loss tangent are tanδ〓=μ″ r /μ′ r and tanδ〓=ε″ r /
This is because it can be expressed by ε′ r .

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。
The reflectance of the radio wave reflective surface of the antenna can be reduced by coating the radio wave reflective surface with a radio wave absorbing coating.

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。
Radio-absorbing coatings are necessary to make the antenna "invisible" to radar measurements.

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。
Conventional radio-absorbing coatings operate on the principle of destructive interference between radio waves reflected from the surface of the radio-absorbing coating and radio waves reflected from the radio-reflecting surface coated with the radio-absorbing coating. , has a thickness corresponding to a quarter wavelength of the incident radio wave at the frequency where absorption is required.

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。
For normal incidence, the optical path difference between the resulting reflected wave from the surface of the radio-absorbing coating and the reflected wave from the surface of the coated radio-reflecting surface is one-half of a wavelength at the surface of the radio-absorbing coating. and when the amplitudes of the two reflected waves are substantially equal, the two reflected waves cancel each other out. This state also occurs when the optical path difference is an odd multiple of 1/2 wavelength.

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μr、誘電率εr、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μr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。
It is also known to perform radio wave absorbing coatings using coating materials with high magnetic permeability μ r , permittivity ε r , and high magnetic and dielectric loss tangents tan δ〓, tan δ〓, such as ferrite, in the desired absorption frequency band. It is being However, in high frequency bands above 1 GHz, the magnetic permeability μ r and magnetic loss tangent tan δ of most ferrite materials are not high enough to be used as effective absorbers.

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。
Conventional radio wave absorbing coatings are effective only in low frequency bands and are less effective for obliquely incident radio waves due to scattering and the collapse of destructive interference conditions.

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。
It is an object of the present invention to substantially reduce or eliminate the reflection of incident radio waves from an antenna in one or more frequency bands above 1 GHz, and to
(1~30MHz), VHF (30~300MHz), or UHF
(0.3 to 1.0 GHz) band and the antenna's physical dimensions for a given operating frequency or frequency band. An object of the present invention is to provide a radio wave absorbing coating that can be effectively reduced in size.

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。
According to the invention, the said object of the invention is to
The layer includes a plurality of laminated layers having mutually different effective magnetic permeabilities that do not absorb radio waves in a frequency band below 1 GHz but absorb radio waves in a frequency band above 1 GHz, and the layers each have a different effective magnetic permeability. This is achieved by a radio wave absorbing coating characterized in that the radio waves to be absorbed are arranged so as to gradually increase from the outermost layer toward the innermost layer.

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。
According to the radio wave absorbing coating of the present invention, the coating includes a plurality of laminated layers having mutually different substantial magnetic permeabilities, and each of the layers has a different substantial magnetic permeability as the outermost layer on which the radio wave to be absorbed is incident. Because it is arranged so that it gradually increases from can reduce or eliminate reflections of incident radio waves in the frequency band.

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。
The plurality of laminated layers in the radio wave absorbing coating of the present invention include an outermost layer having a substantial magnetic permeability that matches the impedance between the outermost layer and the surrounding medium through which the radio waves to be absorbed have propagated. It's good to be prepared. This may reduce the reflection of incident radio waves on the outer surface of the radio wave absorbing coating.

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。
The plurality of laminated layers of the radio wave absorbing coating of the present invention are set so that the incident radio waves to be absorbed and the radio waves transmitted through the layers and reflected by at least one of the layers can interfere with each other. good.
This makes it possible to eliminate reflections of incident radio waves that should be absorbed.

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。
The plurality of laminated layers of the radio wave absorbing coating of the present invention are preferably set so that the dielectric constant and thickness of each layer gradually increase from the outermost layer to the innermost layer. This can reduce reflection of incident radio waves at the interface between each layer.

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。
The plurality of laminated layers of the radio wave absorbing coating of the present invention preferably include ferrimagnetic materials that cooperate with each other to induce ferrimagnetic resonance over a wide frequency band. Thereby, incident radio waves can be absorbed over a wide frequency band.

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。
The plurality of laminated layers of the radio wave absorbing coating of the present invention are preferably set so that the frequency of ferrimagnetic resonance gradually increases from the outermost layer to the innermost layer. This makes it possible to reduce the reflection of incident radio waves at the interface between each layer over a wide frequency band.

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。
The ferrimagnetic material used in the radio wave absorbing coating of the present invention preferably contains ion-substituted hexagonal ferrite. This results in 1GHz
Ferrimagnetic resonance can occur in the above frequency band.

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BaCoxTixFe12-2xO19
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。
The hexagonal ferrite used in the radio wave absorbing coating of the present invention preferably has the general formula BaCo x Ti x Fe 12-2x O 19 . Thereby, by changing the value of x, it is possible to change the Ferri magnetic resonance frequency in a frequency band of 1 GHz or more.

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SrOxAl2O3(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。
The hexagonal ferrite used in the radio wave absorbing coating of the present invention has the general formula SrO x Al 2 O 3 (6-x)
It is preferable to have Fe 2 O 3 . Thereby, by changing the value of x, it is possible to change the Ferri magnetic resonance frequency in a frequency band of 1 GHz or more.

以下、本発明を図面に示す一実施例を用いて詳
述する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail using an embodiment shown in the drawings.

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。
FIG. 1 shows a quarter-wave monopole antenna adapted for operation in the HF, VHF or UHF frequency bands. The antenna consists of a conductive rod 1, one end of the rod 1 is open circuit, the other end is connected to the central electrode 3 of a coaxial connector 4, the ground conductor 5 of the connector 4 is attached with a monopole antenna. It is connected to a ground plane 6 (not shown).

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μr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。
The surface of the rod 1 is coated with a radio wave absorbing coating 2 to reduce the reflection of incoming radio waves at a desired frequency or frequency band in the radar frequency band (above 1 GHz) without substantially affecting its operation as an antenna. be done. The coating 2 consists of one or more ferrimagnetic materials, each of which exhibits a ferrimagnetic resonance effect producing an increased magnetic permeability μ r in a narrow frequency bandwidth, thereby producing a desired absorption frequency or frequency band. However, it exhibits low loss characteristics at the antenna operating frequency.

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。
Coating 2 can also reduce the physical length of the antenna for a given operating frequency.

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μrの実
部μ′r、磁気損失正接tanδ〓、誘電率εrの実部ε′r

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。
As mentioned above, the amount of energy absorbed by the coating 2 in a particular frequency band is determined by the real part μ′ r of the high value of magnetic permeability μ r in the desired absorption frequency band, the magnetic loss tangent tanδ〓, and the dielectric constant ε r Real part ε′ r
and dielectric loss tangent tanδ〓. however,
A low or zero value of the magnetic and dielectric loss tangent tan δ〓, tan δ〓 is required at the operating frequency of the antenna.

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μrの実部及び誘電率εrの実部μ′r、ε′rの値

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μrの実部μ′r
及び誘電率εrの実部ε′rの値ができるだけ近いこと
が理想的である。
Also, by coating the antenna with a material that has both dielectric and magnetic properties, the physical length of the antenna for the same frequency is reduced by a factor of √′ r with respect to the length without the coating 2. ′ can be shortened to r . The thickness reduction that can be achieved will depend on the values of the real part of the magnetic permeability μ r and the real part of the permittivity ε r μ′ r , ε′ r at the operating frequency of the antenna, and to obtain the maximum performance of the antenna. is the real part μ′ r of the magnetic permeability μ r at the operating frequency.
It is ideal that the values of the real part ε′ r of the dielectric constant ε r be as close as possible.

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μrの実部μ′r及び誘電率εrの実
部ε′rの割合が、周囲の媒質の透磁率μrの実部μ′r
及び誘電率εr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

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
適する。
Another factor that affects the performance of the coating 2 as a radio wave absorber is the amount of energy of the incident radio wave in the desired absorption frequency band that passes through the interface between the coating 2 and the surrounding medium and enters the coating 2. It is quantity. In order to minimize the amount of incident radio wave energy reflected at this interface, it is necessary to minimize the impedance mismatch between the coating surface and the surrounding medium. To this end, the ratio of the real part μ′ r of the material's magnetic permeability μ r and the real part ε′ r of the permittivity ε r at this interface in the desired absorption frequency band is determined by the ratio of the magnetic permeability μ r of the surrounding medium The real part μ′ r
and the real part ε' r of the dielectric constant ε r . That is, when the medium is air, μ′ r /
It is necessary to make ε′ r as close to 1 as possible together with tanδ〓tanδ〓. However, if the coating 2 is used as a quarter-wave absorber, it may be preferable to allow some reflection to occur at this interface, which is due to the ferrimagnetic nature in the desired absorption frequency band. 1 showing resonance effect
This is possible by using a coating 2 containing one or more ferrimagnetic materials of hexagonal ferrite and ilmenite type (general formula
ABO 3 ) materials such as NiMnO 3 and CoMnO 3 are suitable.

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μr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μr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μrの実部μ′r及び誘電率εrの実部ε′r
と、低い値又はゼロ値の透磁率μrの虚部μ″r及び
誘電率εr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。
The permeability μ r of most ferrite materials, such as spinel ferrite, decreases to such an extent that they cannot act as radar absorbers at frequencies above 1 GHz, whereas the permeability μ r of some of the aforementioned materials decreases to the extent that they cannot act as radar absorbers at frequencies above 1 GHz. Increases in a narrow frequency range above 1 GHz due to magnetic resonance effects. Other frequencies, e.g. HF, VHF
or in UHF, such materials have relatively high values of the real part μ′ r of the magnetic permeability μ r and the real part ε′ r of the permittivity ε r
and the imaginary part μ″ r of the magnetic permeability μ r and the imaginary part ε″ r of the permittivity ε r with low or zero values, which gives HF,
A substantial reduction in length or thickness is obtained with no substantial loss at VHF or UHF frequencies.

アンテナの作動周波数において、増大した透磁
率μr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。
The Ferrimagnetic resonance effect, which gives rise to the value of the real part μ′ r of the magnetic permeability μ r at the operating frequency of the antenna, is explained by considering the microwaves entering a Ferrimagnetic material under the influence of a magnetic field. The magnetic field causes precession due to atomic moments (sum of spin and orbital moments).

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μr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。
This precession frequency is varied by changing the static magnetic field in the material, and the strongest absorption, ie the highest permeability μ r, occurs when the precession frequency coincides with the microwave frequency. Magnetic anisotropy also causes a torque in the spin system when it is oriented in a direction other than the direction in which it is easily magnetized, so the Ferrimagnetic resonance frequency depends on the magnetic anisotropy of the material. Become.

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。
Hexagonal ferrite materials are particularly suitable because they have relatively high magnetic anisotropy at the frequencies of interest. Among them, uniaxial hexagonal ferrites, especially those in the oriented polycrystalline form, exhibit ferrimagnetic resonance in the millimeter wave range; It is a type of hexagonal ferrite.

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。
As mentioned above, the Ferrimagnetic resonance frequency at which radio wave absorption occurs can be changed by changing the magnetic anisotropy of the material, and in the case of M-type barium ferrite materials, iron ions (Fe 3+ )
This can be achieved by replacing .

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。
Unsubstituted polycrystalline BaFe 12 O 19 has a Ferrimagnetic resonance of about 50 GHz. However, iron ions
By substituting with divalent or tetravalent ion pairs such as Co 2+ Ti 4+ , Ni 2+ Ti 4+ or Zn 2+ Ti 4+ , changes in magnetic anisotropy and the associated Ferrimagnetic resonance frequency can be achieved. A change in is obtained according to the degree of substitution; the greater the degree of substitution, the lower the Ferrimagnetic resonance frequency.

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。
Other forms of ion substitution are also possible, such as replacing iron ions with trivalent ions, or replacing iron ions with divalent ions such as Co 2+ and maintaining electrical neutrality. It is also possible to replace with the same number of divalent oxygen ions and monovalent ions such as fluoride at the same time.

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BaCoxTixFe12-2xO19
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。
For BaFe 12 O 19 substituted by Co 2+ Ti 4+ , the general formula of the substituted compound is BaCo x Ti x Fe 12-2x O 19
By changing the value of x, the Ferrimagnetic resonance frequency can be changed over the entire micro frequency range, that is, from 1 to 20 GHz.

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Co
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。
FIG. 2 shows one preferred form of coating 2 in which different coating materials are arranged in each layer from the outermost layer C 1 to the innermost layer Co to provide a multilayer coating.

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μr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。
Figure 3 shows a typical hexagonal ferrite material exhibiting approximately 15 GHz Ferri magnetic resonance between 10 and 100 GHz.
The real part μ′ r of the magnetic permeability μ r for frequencies in the range of
It is a graph showing changes in magnetic loss tangent tanδ〓.

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Coまでの各層
は異なつた置換が行なわれたBaCoxTixFe12-2x
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。
Returning again to Figure 2, each layer from layer C 1 to layer C o is composed of BaCo x Ti x Fe 12-2x with different substitutions in order to obtain the desired wide frequency bandwidth absorption characteristics.
Composed of O 19 composition, each layer has radio wave absorption peaks in different frequency ranges, and these radio wave absorption ranges are stacked and arranged to cover a desired absorption frequency band.

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。
The spacing between the ferrimagnetic resonance frequencies of different layers is selected depending on the number of layers and the width of the desired absorption frequency band, the narrower the absorption frequency band, the lower the ferrimagnetic resonance frequency in a given number of layers. The distance becomes closer.

第4図はマイクロ波周波数帯域における層C1
から層Co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μr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μr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。
Figure 4 shows layer C 1 in the microwave frequency band.
Fig. 3 is a plot of the real part μ' r of the magnetic permeability μ r of different layer materials in an n-layer coating with ferrimagnetic resonance frequencies ranging from 5 GHz to 9 GHz, ranging from to layer C o , versus frequency. Although the magnitude of the real part μ′ r of the magnetic permeability μ r at each Ferrimagnetic resonance frequency is shown to be equal for each layer, they are not substantially equal due to impedance matching.

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μr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。
In a multilayer configuration, a number of parameters can be adjusted to optimize the properties of the coating 2 in order to obtain maximum radio wave absorption. The parameters include
Varying the number of layers to vary the overall thickness of the coating 2, varying the thickness of each layer, varying the spacing of the ferrimagnetic resonance frequencies of the material of each layer, and changing the magnetic permeability μ r of the material of each layer. This involves changing the amplitude of the peak at the Fereri magnetic resonance frequency of the real part μ' r of .

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μr及び誘電率εr
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
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。
In order to minimize reflections from the outer surface of the coating 2 and reflections from the interface between successive layers of the coating 2, the magnetic permeability μ r and permittivity ε r of the layer C 1 and the surrounding medium are
The ratio μ′ r /ε′ r of the real parts of the material should be made as close as possible, and similarly the μ′ r /ε′ r ratio of the adjacent layers of material at each interface should be matched as closely as possible. There is.
It is also necessary to connect the loss tangent ratio tan δ/tan δ in the same way.

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μrの実部及び虚
部がμ′r=4、μ″r=1.0であり、誘電率εr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。
Materials used in the present invention, namely Co, Ti
- Substituted barium ferrite has real and imaginary parts of magnetic permeability μ r measured at the Ferrimagnetic resonance frequency of μ′ r =4, μ″ r =1.0, and real and imaginary parts of permittivity ε r and The imaginary part is of the order of ε′ r =10, ε″ r =0.5, and is substantially independent of frequency, at least in the absorption frequency band of interest.

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
μrの実部及び誘電率εrの実部μ′r、ε′rを有するポ

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。
If the surrounding medium is air, coating 2
A perfect impedance matching at the outer surface of is only possible by making the μ′ r /ε′ r ratio of layer C 1 equal to 1 and tan δ〓tan δ〓, In practice, this cannot be easily achieved with the materials of this example. However, diluting the material of layer C 1 using a suitable binder such as polyvinyl alcohol or epoxy resin with a low real part of permeability μ r and real part of permittivity ε r μ′ r , ε′ r By this, it is possible to substantially reduce the magnitude of the impedance discontinuity at the interface.

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Coに向かつて漸進的に減らすことにより、
連続層の透磁率μr及び誘電率εrを層Co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。
The proportion of binder in each layer is then progressively increased towards layer C o to reduce the magnitude of the impedance discontinuities at the interface between layers C 1 and C 2 and between each of the remaining layers. By reducing the
The magnetic permeability μ r and permittivity ε r of the successive layers can be increased progressively towards the layer Co. A gradual change in impedance is thereby achieved.

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。
In order to achieve a gradual impedance change on the one hand, and to maximize the degree of radio wave absorption for a given total thickness of the coating 2, the thickness of the outer layer is reduced by the relatively better absorbing inner layer. It is advantageous to be thinner than the layer thickness, which is achieved by progressively increasing the layer thickness from the outermost layer C 1 to the innermost layer C 5 as shown in FIG.

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。
Typical values in the case of a five-layer coating are that the thickness of layer C 1 is 1 mm, increasing by 1 mm in subsequent layers, and the thickness of layer C 5 is 5 mm.

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μr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εr
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εrの虚部ε′rがε′r/10、即ち誘電率εrの実

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μrの虚部μ″r
は、透磁率μr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

た。
Figure 6 shows the reflection loss characteristics of Coating 2 with respect to frequency (the ratio of the amplitude of the reflected radio wave to the amplitude of the incident radio wave, expressed in %) as a solid line.
The real part μ′ r of the magnetic permeability μ r of layers C 1 to C 5 is expressed by the dashed line 1 to 5.
This is shown in . Figure 6 shows frequency band 1~
15 GHz, and the reflection loss characteristics show that the real part ε' r of the dielectric constant ε r is 3 for layer C 1 , and 6, 9, 12, and 15 for layers C 2 to C 5 . It is based on a material in which the imaginary part ε' r of the dielectric constant ε r of each layer is equal to ε' r /10, that is, one tenth of the real part ε' r of the dielectric constant ε r . To determine the reflection loss characteristics, the imaginary part μ″ r of the magnetic permeability μ r
has a frequency characteristic similar to that of the real part μ′ r of the magnetic permeability μ r , but with the frequency shifted upward by 1 GHz, μ″ r (fGHz) = μ′ r ((f−1)GHz ).

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。
The results shown in FIG.
Hz is selected). Using materials with given properties,
Using a mathematical optimization method, one or more of the above parameters are varied to obtain a minimum reflection and a maximum radio absorption frequency bandwidth for a given overall coating 2 thickness. Good too.

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μrの虚部及び誘電率εr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μrの実部μ′r及び誘電率εrの実部ε′rに対し

無視され得、又損失も非常に小さくなる。透磁率
μrの実部及び誘電率εrの実部μ′r、ε′rの値が比較

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。
Considering the normal operation of the antenna at HF, VHF, or UHF frequencies, the values of the imaginary part of the magnetic permeability μ r and the imaginary parts of the permittivity ε r μ″ r , ε″ r of the aforementioned barium ferrite materials are these becomes negligible in frequency. In particular, for the real part μ' r of the magnetic permeability μ r and the real part ε′ r of the dielectric constant ε r , which are about 2 and 10, respectively, they can be ignored and the losses are also very small. The relatively high values of the real part of the magnetic permeability μ r and the real part of the permittivity ε r , μ′ r , ε′ r make the physical length of the antenna a factor.
It can be downsized to 4.5, further reducing the radar profile.

前記のフエライト材料に対して引用された透磁
率μr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。
The values of permeability μ r quoted for the ferritic materials above refer to the values measured for unsintered materials, but for sintered materials also for the peak amplitude at the ferrimagnetic resonance frequency: Higher values are also obtained for the peak amplitude at non-Ferimagnetic resonance frequencies.

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。
Returning again to FIG. 1, coating 2 may be applied to rod 1 by any suitable means. For example, each layer can be formed as a separate flexible sheet by mixing a suitable magnetic compound with a suitable binder, such as a rubber matrix, and then the successive layers can be bonded together using a suitable adhesive. Glue to. Alternatively, if the layer is relatively thin, it can also be applied by painting, in which case a suitable magnetic compound is first mixed with a suitable carrier liquid.

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。
In this example, the coating 2 is in the form of a multilayer structure consisting of a plurality of different layers with different ferrimagnetic resonance frequencies, but it does not necessarily have to be in the form of a multilayer structure. The reason for using a multilayer structure is the need to minimize the impedance mismatch between the barium ferrite material used and the surrounding medium and also to achieve a gradual impedance change throughout the coating 2. to cause. However, if the dielectric and magnetic properties of the materials used are such that they form an acceptable impedance match with the surrounding medium, then the coating 2 will have offset and overlapping differences over the desired absorption frequency range. It may also consist of a single layer consisting of a homogeneous mixture of several materials having magnetic resonance frequencies. In some cases, a combination of multiple and uniform layers in one coating 2 may be used.

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。
Furthermore, although not taken into account in the results shown in Figure 6,
A factor that can be used to maximize the radio wave absorption of coating 2 is the quarter wavelength absorption of coating 2.

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。
If the effective thickness of the coating 2 at a particular frequency is an odd multiple of a quarter wavelength, the incident radio waves reflected by the outer surface of the coating 2 and the reflected waves by the coated surface, i.e. the radio wave reflecting surface 1. They destructively interfere with the incident radio waves and improve the radio wave absorption characteristics of the coating 2 at specific frequencies.

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。
Furthermore, if the above-mentioned conditions are met for a large number of different frequencies of the frequency band of interest, by appropriate selection of the material of the coating 2, the 1
Wavelength absorption is achieved.

第2図に再び戻つて、多重層コーテイングの層
C1から層Coまでの厚さがt1、t2、……toであり、
夫々の層のフエリ磁性共鳴周波数がF1、F2、…
…Foであるとする。
Returning to Figure 2, the layers of the multilayer coating
The thicknesses from C 1 to layer C o are t 1 , t 2 , ... t o ,
The Ferrimagnetic resonance frequencies of each layer are F 1 , F 2 ,...
...Assume that F o .

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μri(f)及び誘
電率がεri(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 ti・Re√ri(f)・ri(f)である。
If the permittivity, which indicates the magnetic and dielectric properties of the material of the i-th layer at frequency f, is μ ri (f) and the permittivity is ε ri (f), then the electrical property of the i-th layer at frequency f is The effective thickness is t i・Re√ ri (f)・ri (f).

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 oi=1 ti・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ti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。
The coating 2 acts as a quarter-wave absorber when its total electrically effective thickness corresponds to a quarter-wavelength in free space, i.e. oi=1 t i・Re When √ ri (f)・ri (f)=300/4f.
In the formula, the unit of frequency f is GHz, and the unit of thickness t i is mm.
It is also assumed that the amplitude of the peak at the Ferrimagnetic resonance frequency is the same for all materials.

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εri(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:oi=1 ti・Re√ri(f)=300/4f√′r コーテイング2の各層の厚さti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、……to
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μri(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。
If no binder is used to dilute the magnetic properties of layer C 1 of coating 2, the value of the dielectric constant ε ri (f) of each layer of the hexagonal ferrite material used above is approximately equal to its real part. equal to ε′ r and independent of frequency. Therefore, the above equation becomes: oi=1 t i・Re√ ri (f)=300/4f√′ r To determine the thickness t i of each layer of coating 2, this equation Write out this equation n times for each of the n different frequencies that hold, and write out t 1 , t 2 , ... t o
This is done by solving these n independent equations to determine the value for . Since the magnetic permeability μ ri (f) of each layer of the coating 2 differs depending on each of the n frequencies and has a maximum value only at a specific ferrimagnetic resonance frequency, it is difficult to solve these equations for different frequencies. is obtained.

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。
If the n different frequencies are distributed substantially evenly over the desired absorption frequency band, coating 2 will provide substantially quarter-wave absorption over the absorption frequency band. .

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FLから最高
周波数FH(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。
The selection of the Ferri resonance frequency for the material of each layer and the respective thickness of the layers is done using the following construction procedure to obtain a specific absorption frequency band ranging from the lowest frequency F L to the highest frequency F H (GHz). You may decide.

コーテイング2の層C1から層Co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μrの実部μ′r対周
波数のグラフを利用して、層Coのフエリ磁性共
鳴周波数Fnは、透磁率μr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FH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FH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FHから周波数Fo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Coの透磁率μrが周波数Foに接近する
につれて増大するため、層Co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。
The arrangement of each layer from layer C 1 to layer Co of coating 2 is preferably done to increase the ferrimagnetic resonance frequency, and using the graph of the real part μ′ r of magnetic permeability μ r versus frequency, the layer The Ferrimagnetic resonance frequency Fn of C o is such that the real part μ' r of the magnetic permeability μ r reaches its minimum value (i.e. 1 for the material used) at the highest frequency F H in the desired absorption frequency band. Preferably, it is selected to descend. This is one quarter of the incident radio wave in free space at frequency F H
This is because the thickness of the wavelength, ie, λ/4, has the minimum value. The increase in the practical length of λ/4 in free space as the frequency descends from frequency F to frequency F is because the magnetic permeability μ of the layer C increases as it approaches frequency F , is at least partially compensated for by a corresponding increase in the electrically effective thickness of layer Co.

周波数Fo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: (Fo−Fo-1)>(Fo-1−Fo-2) >…(F2−F1) 次にこれらの周波数の夫々に対して等式oi=1 ti
Re√ri(f)=300/4f√′rを書き、μri(f)に適当な

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to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。
After selecting the value of frequency F o , the remaining (n-1 pieces)
The ferrimagnetic resonance frequency of each layer of is selected based on the following relationship: (F o −F o-1 )>(F o-1 −F o-2 )>…(F 2 −F 1 ) then For each of these frequencies the equation oi=1 t i
Write Re√ ri (f)=300/4f√′ r , insert an appropriate value into μ ri (f), and solve the resulting equation to determine the thickness of each layer. If the thickness values obtained by such a method are all positive, the configuration is viable. However, if any of these values is negative, choose the lower value of h and t 1
Repeat this process until you get a solution where all thickness values from to to are positive.

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εr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。
Since quarter-wave absorbing coatings rely on destructive interference between the waves reflected by the outer surface of the coating 2 and the waves reflected by the coated surface, i.e. the radio wave reflecting surface 1, the layer There is no need to eliminate the impedance mismatch between the outer surface of the coating 2 and the surrounding medium by diluting the dielectric constant ε r of C 1 .

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。
In fact, the effectiveness of the quarter-wave absorption of coating 2 depends on the relative magnitude of the destructively interfering waves at any given frequency, whereas it is this mismatch that determines this magnitude. It is the size,
It is also the absorption loss that occurs within the coating material at this frequency. In this way, when configuring a radio wave absorbing coating mainly aimed at utilizing the quarter wavelength absorption effect, the coating 2
The quarter-wave absorption of the coating 2 is determined by selecting the absorption properties of the coating material in relation to the magnitude of the impedance mismatch at the coating surface and at different frequencies where the quarter-wave interference condition is satisfied. Optimization can be achieved by selecting such that the relative magnitudes of the two destructively interfering waves reflected from the radio wave reflecting surface 1 are approximately equal. However, if it is desired to maximize the absorption due to absorption losses within the coating material, the
It may not be possible to simultaneously optimize wavelength absorption.

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。
Furthermore, quarter-wave absorbing coatings do not need to have a multilayer structure and can be used at a number of different frequencies distributed over the desired absorption frequency band.
A quarter-wave absorbing coating that satisfies the quarter-wave requirement can also be provided by a homogeneous mixture of magnetic materials having different Ferrimagnetic resonance frequencies.

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。
The invention is not limited to the use of the particular magnetic materials described above. Any suitable material exhibiting Ferrimagnetic resonance resulting in enhanced absorption properties in the desired absorption frequency band may be used.
The coating materials need not be selected from the same group or homologous magnetic compounds; the exemplary M-type hexagonal barium ferrites for the different layers may be selected from different types of materials within the scope of the present invention. If the coating 2 is required to absorb only in a narrow frequency bandwidth, e.g. a specific frequency, the coating 2 need only contain a single Ferrimagnetic resonance at the specific frequency, and preferably this It may be a quarter wavelength resonance in frequency.

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。
In the foregoing description, certain hexagonal ferrites disclosed are Co, Ti-substituted
BaFe12O19 . A class of substituted compounds suitable for use above 20 GHz is, for example, SrO x Al 2 O 3 (6
-x) Fe 2 O 3 , in which case the Ferri magnetic resonance frequency changes by varying x from 0 to 1.35.
Varies from 58GHz to 111GHz. This class of compounds is particularly suitable for use in the frequency band surrounding the atmospheric window at 90 GHz. Absorption centered at 90 GHz is achieved by setting x=1.07 in the above equation.

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。
Coating 2 using the latter compound can be made into a multilayer coating using the same configuration as described for the above materials. Quarter-wave coating 2 using the latter compound at frequencies around 90 GHz
The thickness will be approximately 0.2mm. This thickness of coating 2 may be applied in the form of a paint by brushing or spraying.

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。
Both the former and latter chemicals are uniaxial hexagonal ferrites, but planar hexagonal ferrites may also be used.

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。
The coating 2 is made of a plurality of different ferrimagnetic materials, each having a ferrimagnetic resonance effect,
The materials have Ferrimagnetic resonances in different narrow frequency bands, and thus can act as a coating that cooperates to provide absorption over an extended frequency band.
All of the various ferrimagnetic coating materials are
It may also consist of compounds of the same basic group with different degrees of ionic substitution.

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。
The coating 2 may consist of a homogeneous mixture of different materials, each having a different ferrimagnetic resonance frequency. However, such a coating 2 may only be suitable if the magnetic and dielectric properties of the constituent materials form a good impedance match with the surrounding medium.

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+xTiO2x 3CO3O4 +(6−x)Fe2O3 1300 ℃BaCoxTixFe12-2xC19 +CO2x 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εr及び透磁率μr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
μr及び誘電率εrを変化させるべく変化させ得る。
Different compositions can be made by the following methods. The stoichiometric distribution of powdered BaCO 3 , Co 3 O 4 , TiO 2 and Fe 2 O 3 is determined gravimetrically for each composition. The powder is mixed as homogeneously as possible in water for about 2 hours in a wet ball mill using stainless steel balls, and then the powder is drained from the mill through a coarse sieve. This slurry is then allowed to settle, excess water is drained off and the powder is dried at approximately 100°C. The dried powder is then passed through a 150 μm sieve and 5% by weight of water is added dropwise to act as a binder. Next, the material is pressed at 1000 Kgcm -2 and dried at 90°C, and then reacted at 1300°C for 10 hours while performing oxygen bleed. The reaction formula is as follows: BaCO 3 + xTiO 2 + x 3 CO 3 O 4 + (6-x)Fe 2 O 3 1300 ℃BaCo x Ti x Fe 12-2x C 19 + CO 2 + x 6 O 2 cooling Afterwards, the reacted material is crushed and milled in an edge follower for 10 minutes and wet milled in water for 4 hours. Then drain off the excess water and dry the powder at 90°C. Then polyvinyl alcohol (PVA) is added to the powder as a solution,
Milling is carried out using an edge fluorore, typically to a composition of 5% by weight. However, the proportions of various suitable binders with low permittivity ε r and magnetic permeability μ r can be varied to vary the permeability μ r and dielectric constant ε r of each layer of coating 2 for reasons discussed below.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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μrの実部μ′r及び
磁気損失正接tanμr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μr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μr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。
Figure 1 is a front view of a monopole antenna coated with the radio wave absorbing coating according to the present invention, Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the radio wave absorbing coating according to the present invention, and Figure 3 is Ferrimagnetic resonance in the microwave frequency band. Figure 4 shows the changes in the real part μ' r of the magnetic permeability μ r and the magnetic loss tangent tanμ r with respect to the frequency of the ferrimagnetic material . FIG . 5 is a cross-sectional view of the five-layer coating according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing changes in reflection loss characteristics (solid line) with respect to frequency of the coating shown in FIG. 5. 6 shows the variation (dashed line) of the real part μ′ r of the magnetic permeability μ r of the materials of the various layers of the coating of FIG. 5 with respect to frequency; FIG. 1... Conductive rod, 2... Radio wave absorbing coating, 3... Center electrode, 4... Connector, 5... Earth conductor, 6... Earth surface.

Claims (1)

【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BaCox
TixFe12-2xO19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SrOx
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。
[Claims] 1. 1G without absorbing radio waves in the frequency band below 1GHz
The layer includes a plurality of laminated layers each having a different substantial magnetic permeability for absorbing radio waves in a frequency band of Hz or higher, and each of the layers has a different substantial magnetic permeability,
A radio wave absorbing coating characterized in that the radio wave absorption coating is arranged so that the radio waves to be absorbed gradually increase from the outermost layer toward the innermost layer. 2. The radio wave absorbing code according to claim 1, wherein the outermost layer has a substantial magnetic permeability that bridges the impedance between the layer and the surrounding medium through which the radio waves to be absorbed have propagated. Ing. 3. The thickness of the layer is set such that the radio wave to be absorbed and the radio wave to be absorbed are
The radio wave absorbing coating according to claim 1 or 2, which is configured to interfere with radio waves transmitted through the layer and reflected by at least one of the layers. 4. The layer according to any one of claims 1 to 3, wherein the layers are arranged such that the dielectric constant and thickness of each layer gradually increase from the outermost layer to the innermost layer. Radio wave absorbing coating as described. 5. The layers include different ferrimagnetic materials that cooperate with each other to induce ferrimagnetic resonance over the frequency band.
The radio wave absorbing coating according to any one of Items 1 to 4. 6. The layers are arranged such that the frequency of the Ferrimagnetic resonance gradually increases from the outermost layer to the innermost layer.
The radio wave absorbing coating described in section. 7. The radio wave absorbing coating according to claim 4, wherein the ferrimagnetic material includes ion-substituted hexagonal ferrite. 8 The hexagonal ferrite has the general formula BaCo x
Radio wave absorbing coating according to claim 6, comprising Ti x Fe 12-2x O 19 . 9 The hexagonal ferrite has the general formula SrO x
The radio wave absorbing coating according to claim 6, comprising Al 2 O 3 (6-x)Fe 2 O 3 .
JP5547281A 1981-04-13 1981-04-13 Improvement in or relative to absorptive coating to reduce reflection of radio wave antenna Granted JPS57180207A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5547281A JPS57180207A (en) 1981-04-13 1981-04-13 Improvement in or relative to absorptive coating to reduce reflection of radio wave antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5547281A JPS57180207A (en) 1981-04-13 1981-04-13 Improvement in or relative to absorptive coating to reduce reflection of radio wave antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57180207A JPS57180207A (en) 1982-11-06
JPH0225280B2 true JPH0225280B2 (en) 1990-06-01

Family

ID=12999541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5547281A Granted JPS57180207A (en) 1981-04-13 1981-04-13 Improvement in or relative to absorptive coating to reduce reflection of radio wave antenna

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS57180207A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6437106A (en) * 1987-08-01 1989-02-07 Japan Tech Res & Dev Inst Antenna
DE102005022473B4 (en) * 2005-05-14 2007-05-24 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Device for damping reflections of electromagnetic waves, process for their preparation and their use
JP4780460B2 (en) * 2006-03-23 2011-09-28 日立金属株式会社 Chip antenna, antenna device, and communication device
JP5653372B2 (en) * 2011-01-25 2015-01-14 三菱電機株式会社 Electromagnetic shield door

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5441495A (en) * 1977-09-07 1979-04-02 Tdk Corp Wave absorber

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57180207A (en) 1982-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4023174A (en) Magnetic ceramic absorber
JPH0225279B2 (en)
Meshram et al. Characterization of M-type barium hexagonal ferrite-based wide band microwave absorber
US3938152A (en) Magnetic absorbers
Stergiou et al. Y-type hexagonal ferrites for microwave absorber and antenna applications
Bueno et al. Microwave-absorbing properties of Ni0. 50–xZn0. 50− xMe2xFe2O4 (Me= Cu, Mn, Mg) ferrite–wax composite in X-band frequencies
Nair et al. Novel inhomogeneous planar layer radome design for airborne applications
Verma et al. Microwave studies on strontium ferrite based absorbers
CN107317108A (en) Radome absorber based on helical structure
Lee et al. Ultra‐thin polarization independent absorber using hexagonal interdigital metamaterial
Choi et al. Enhanced microwave absorption properties of Zn-substituted SrW-type hexaferrite composites in the Ku-band
EP0468887B1 (en) High frequency broadband absorption structures
Kim et al. Electromagnetic wave absorbing properties of high-permittivity ferroelectrics coated with ITO thin films of 377 Ω
KR100591909B1 (en) Conductive thin film absorber with improved impedance due to the formation of impedance resistance film
Varikuntla et al. Design of a novel 2.5 D frequency selective surface element using Fibonacci spiral for radome application
Noor et al. Metamaterial dual polarised resistive Hilbert curve array radar absorber
JPH0225280B2 (en)
JP3852619B2 (en) Electromagnetic wave absorbing panel and its material
JP2729486B2 (en) Nickel-zinc ferrite material for radio wave absorber
Lagar’kov et al. Radar absorbers based on metamaterials
JP2806528B2 (en) Magnesium-zinc ferrite material for radio wave absorber
Li et al. High-frequency properties and attenuation characteristics of WBa hexaferrite composites With doping of various oxides
KR102451729B1 (en) Composition of radio wave absorber comprising the same and radio wave absorber sheet
Narayan et al. A novel metamaterial FSS-based structure for wideband radome applications
Borgese et al. Multi-frequency polarizarition converter with enhanced angular robustness