JPS63197399A - 電波利用設備を収容するための建造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は工場、オフィス、体育館、催し物会場などの
如きいわゆる大部屋の構造をしている建物に関する改良
であり、特にその内部での相互の無線通信ないしテレメ
）　ＩＪ−等の電波応用を外部からシールドしつつ行う
ことと、その内部と外界との間の自在な無線通信とを共
存させるだめの工夫に関する。

最近は上記の如き建物内部同志の至近距離の通信であっ
てもケーブルを介した有線通信にかわって拘束物を持た
ない無線通信を通話や計測やデータ伝送に利用せんとす
ることが広く行われている。

利用し得る信号メディアとしては、光、超音波、電波、
静電ないし電磁誘導などがあるが、技術上の完成度、信
頼性、設計上の自由度ないし伝送量の大きいことなどの
点で総合評価として電波にまさるものはない。しかるに
、電波の有する一番の問題点は混信ないし干渉による妨
害であり、これは受ける方と出す方の両方の現象を考え
ねばならないが、電磁界現象の可逆性を前提に考えれば
両者は本質的に共通のものである。すなわち一般に、自
由空間においては１つの周波数を複数の目的に共用する
ことはむずかしい。これは単に異るシステム同志が同一
周波数を用いつつも相互に干渉をおこさぬよう、もしく
は干渉が無害であり得るように、時間的あるいは空間的
に使いわければよいというような当座の個々の問題に留
まらず、広く一般的な電波行政上の問題として扱われて
いる。

更に、実際には意図して発した電磁波のみなら家意図せ
ざる発射、すなわち諸電子装置による電磁環境汚染の問
題まで関連する。

そこで、電波利用機器のある一部のものが、移動するこ
とがあっても必ずある閉空間に留りつつ稼動するような
場合、換言すれば無線的な通信を行うが相手は必ずある
空間内にあるような場合、外界からの妨害と外界への妨
害の両方をともに遮断するために該空間を導体又は電波
吸収体の壁にて意図的に閉じ切ってしまうことが行われ
る。これはたとえばある大きなへやとか、ホールとか、
ある建物のある階とかにおいてテレメトリーシステムヤ
ヘーシングシステム、コードレステレホＸワイヤレスマ
イク、ないし無線式のＬＡＮ（ローカルエリアネットワ
ーク）等々を他との干渉なく利用したいときにはよく採
用される手法である。

しかるにこのような、′シールドルーム”釣手法による
と、当然のことながら該空間から意図的に外部との間の
無線通信を行うこともまた同時に阻害されてしまう。こ
れはある場合非常に不便である。たとえばラジオもテレ
ビも受からなくなるか、感度が悪くて音質や画質が極度
におちる。また前記のＬＡＮの利用システムそのものが
同時に外界の無線局ないし通信衛星などとの間にまた別
の無線リンクをもうけたい場合などもあシ得る。

そのような場合、専用のアンテナや無線送受信機をこの
空間の外部にもうけ、それとのやりとりを専用のケーブ
ルなどで行わなければならないことになる。

本発明はそのような不自由さを解消せんとするものであ
シ、特にある目的閉空間を前記の如（意図的に“シール
ドするに当って、該シールドの効果に意図的に周波数選
択性をもうけ、そのシールド効果のある周波数帯におい
て前記テレメトリ−システムないしＬＡＮなどを運用し
、シールド効果のない、もしくは実用上十分妨害なく電
磁波のやりとシができる周波数帯において外界との無線
通信を運用する、というような利用方法が可能な電波利
用設備を収容する建造物に関する。

前記波長選択性の１シールドルーム”を実現するために
、本発明においては該シールドルームの地上部の隔壁の
少くとも一部もしくは全部を波長選択性のある材料ある
いは構造もしくはその双方により構成する。

第１図はかかる方式の実現のための壁材料の一実施例を
示すもので、これにおいて、電磁波的立場からのポイン
トは導体１１が無数の小開口１２を有する点にあシ、か
かるパンチングプレートないし極端な場合は金網状の導
体が切れ目なく目的空間をおおいつくす如くもうけられ
る。このようなパンチングプレートないし金網の電磁波
透過性は、最も大雑把に言ってその孔ないし網の目の寸
法、特に長径が半波長以上をとる、もしくはその周長が
波長以上となる如き短い波長にとっては大略透明に見え
、それ以下となる如き長波長にとっては大略もしくは十
分完全に反射性は連続導体と等価に見える。このことよ
りたとえば孔もしくは網の目の径を１ＯｃＩＩＬ程度に
しておけば１．５ＧＨｚあたりを境にそれ以上では透過
性、それ以下では反射性のかべで出来た閉空間が実現で
きる。これにより該閉空間の内部で８００ＭＨ，〜ＩＧ
Ｈｚ以下の周波数を用いるＬＡＮやテレメトリ−は内外
間の干渉なく行い得る一方、２ＧＨｚ以上においては壁
に妨害されることなく通信衛星との間に無線リンクをも
うけることができる。また外界からの自然光や遠赤外線
等はほぼ自在にこの金網を通過できるので、目的空間の
採光に支障を来すことはない。その場合、この金網はガ
ラスないし透光性のプラスチックの板や膜と重層して併
用される。

第２図はまた別な実施例を示すもので、この場合壁は多
層構造を成し、特にそのさないしμもしくはその両者が
互いに有意に異る少くとも２種類の物質が交互に重層さ
れた構造を有する。すなわち第１の物質２１と第２の物
質２２はその電磁波的な波動インピーダンスが有意に異
るため、このような厚み方向への周期構造はその反射お
よび透過性にいちじるしい山谷を生ずる。この原理はい
わゆるダイクロインクミラーの原理として公知のもので
あシ、バンドパスフィルタないしパンドストップフィル
タとして光学的には広く利用されているものである。た
とえばある周波数近辺をストップバンドとしたい場合、
各層のその周波数近傍における電磁波的な厚み（伝搬速
度により決る）が大略１／２波長になるようにする。発
泡ポリエチレンを第１の物質、密なる（発泡せね）ポリ
エチレンを第２の物質とすると、前者はほぼ空気と等価
、後者はそれより有意に大なる５を有する（大略２．３
程度）ので上記手法によるダイクロインクミラーとして
有効に作用することができる。

この場合、第１反射帯を大略８　Ｇ　Ｈｚ前後にぜんと
すると上記第１の物質の厚さは約１９ｃＩＩＬ、第２の
物質の厚さは波長がその中では約２／３に短くなるので
約１．３ｃｒｒＬ程度とする。これらの物質を数層ない
し士数層重ねると８ＧＨｚ　あたりでは良好な反射性と
阻止性を呈し、逆に各層が１／４波長およびその奇数倍
に見える、４ＧＨｚ帯や１２ＧＨｚ帯では透過性を呈す
る。それ故にこのような重層体を壁とする密室の内部に
おいては外界と相互干渉することなく低電力テレメータ
ーや無線式ＬＡＮを利用することができる一方、衛星通
信や衛星放送に汎用される４ＧＨｚ帯と１２０Ｈ２帯で
はとどこおりなく該通信や放送の受信を行なうことがで
きる。尚、この構造は各層が１／４波長以下に見える４
　Ｇ　Ｈｚより低域でも十分に透明であり、ＵＨＦやＶ
ＨＦのＴＶＳＦＭ放送ないし中、短波のラジオなどへも
全く実用上妨害とならない。

周波数選択性の反射および透過阻止性はまた壁に無数の
共振器を配列せしめることによっても実現し得る。すな
わち第３図は本発明の第３の実施例を示すもので、これ
において壁３０は母体としては発泡ポリエチレンなどの
本質的に電磁波に対して殆んど何の妨害も与えない物質
で出来ているが、その中に無数の共振器３１を含んでい
る。この場合共振器３１は円環であり、阻止周波数帯は
その周長が１波長、ないし径が半波長となる程度の周波
数領域に生ずる。円環のかわりに四角その他の一周の閉
路な成すわくでもよいこれらの環ないしわく状の導体が
無数に体積分布的にかべ３０の中に分布されている。た
とえば８ＧＨｚ帯を阻止反射帯とする場合、厚さ２５〜
５０μｍ程度、平均直径１．８ｃｒｎ程度の銅箔で出来
たリングを庫さ３０（ｍ位になる発泡ポリエチレンの壁
の中に均等に分布させる。

このような銅箔のリングは一例としてプリント基板をエ
ツチングないし打抜加工して容易に得られる。しかし必
ずしも銅である必要はなく、鉄などでもよい。うすい鉄
板に銅メッキしたものを打抜加工して得てもよい。また
銅の上に銀、金などをメッキすればそれ自身の共振器と
してのＱや、耐候性などを向上せしめることができる。

リングの分布密度は、リング同志が接触し合わないとい
う条件でリング間の平均距離がその直径と大略等しいよ
うな状態が好ましい。また分布様式は規則性を有するこ
とが製作上は好都合であムこの場合、リングの軸の方向
は大略阻止を目的とする電波の進行方向にそろえる（平
行では効果がない）。しかし将にそのような努力なせず
にランダムな方向に分布せしめても、分布の密度な約倍
にすれば本質的に同じ効果が得られる。この目的に空間
分布する共振器として利用できる単位共振器としてはリ
ングのほかに棒、円板、球、ないしは第４図ａに示すよ
うならせん状導体の断片、ないし同図すに示すように２
個一対の導体片をローディングキャパシタとしてその間
をインダクタで結絡したもの、等が有効に利用できる。

本発明の実施のために利用できる波長選択性の反射・透
過特性を有する壁は、また導体の表皮効果を利用するこ
とでも実現できる。すなわち一般に電磁波が良く反射す
るには、導体面の厚さとして、いわゆるスキ／デツブス
の値、 １２周波数 μ＝導体の誘電率（自由空間と同じと考える） η＝導電率（体積抵抗率の逆数） Ｃ＝光速 なる値より十分厚くなげればならず、逆にこれより十分
に薄い導体面においては反射はほとんどおこらず透過性
を呈する。このような性質を利用した本発明の第４の実
施例においては、たとえば第５図に示す如くドーム状の
膜による半球かく状の建造物５０は公知の如く与圧装置
５１によシその内外にわずかな気圧差を維持することに
よりふくらんで建造物たるにふされしい形状を維持する
わけであるが、この膜として公知の如くテフロン等のフ
ッ素樹脂をガラス繊維の布に焼付けたものを用いるに当
り、追加的に厚さ３μｍ程度のアルミニウムの薄層を重
層するか、もしくは膜に蒸着、スパッタ、化学メッキと
電気メッキの併用等により被着したものを用いる。アル
ミニウムの導電率は約３　Ｘ　１０＝Ω・αであるから
これは上記表皮効果由来のカットオフ周波数として大略
Ｉ　ＧＨｚを与える。すなわちこのような薄い導電層つ
きの膜によるエアドームの中では大略２〜３ＧＨｚ以上
の電磁波は内外間の干渉を生ずることなく低電力テレメ
ータ、ＬＡＮ等に独立して利用できるが、大略３００〜
５００ＭＨｚ以下の周波数においては内外間に阻害なく
無線通信を行い得る。この種のエアドームにおいては膜
の透光性や通気性を一つの重要な性質として期待する場
合があるが、その要求に前記導電膜がさかられないよう
にするためには細かな格子目状のパターンを成さしめ、
孔の部分において通気性および透光性を確保する。格子
目のピッチを大略数ＩＩＩＥ以下にすれば数十ＧＨｚま
では一様な導体に見えるので前記主旨には矛盾しない。

この場合、適用すべき導電率は格子目の平均導電率とな
ることに注意を要する。

以上に示した如く本発明によれば目的とする閉空間があ
る周波数帯ではシールドされ、また別な周波数帯ではシ
ールドされないので、前者の周波数帯において外界と相
互干渉することなく低電力テレメ）　ＩＪ−や無線式Ｌ
ＡＮなどの電磁波応用を実行でき、かつ後者の周波数帯
では外界との間に無線伝送をつつがなく行うことができ
て至便である。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３．５図は各々本発明の６異る実施例を示す
ものであシ、第４図はその内筒３図によシ説明する実施
例における要素の一部を示すものでる１゜ である。 図面の浄１に内容１；変更なし） 篤１図 篤４図Ｑ　　　　　　蔦４図す 篇５図 ζｎ １３、ｒｆ−Ｇｍ４３ＲＩｃ）Ｅ３ ミつｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　地上部の内外隔壁が電波に対して周波数選択的な反射
   および透過特性を有し、その中に収容される電波利用設
   備をしてその透過域の周波数帯を用いて建物内外間の無
   線通信を、またその阻止域もしくは反射域の周波数帯を
   用いて該建物内部での電磁波応用を外部の電磁界に妨害
   され、もしくは逆にそれを妨害することなく、行い得し
   める如く構成せられたることを特徴とする、閉空間を仕
   切る建造物。