建築物の電磁波透過性評価と耐電磁波特性を有する空間実現の手法に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11490011
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 宮川 道夫 新潟大学, 工学部, 教授 (50239357)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金井 靖 新潟工科大学, 工学部, 教授 (00251786) ; 佐伯 竜彦 新潟大学, 工学部, 助教授 (90215575) ; 石井 望 新潟大学, 工学部, 助教授 (50232236)
• Keywords: 建築材料 / 電気特性 / 電磁波透過特性 / 電磁環境 / 電磁波被曝 / 不要電磁波 / 調節 / 最適設計

Research Abstract

1.構造材料の電磁波特性評価
前年に続き、建築材料の電気特性を空間定在波法により測定・評価する具体的な測定法の確立を目指して研究を行った。当該手法の精度を著しく低下させる主たる要因は有限寸法の測定材料端面で散乱された電磁波が定在波分布に影響を与えるためで、無限に大きな測定材料を用いられない以上、この後方散乱波が定在波分布に与える影響を合理的に排除するしかない。本研究では、波源、反射波源、散乱波源を仮定した測定系のモデルを構築、このモデル各波源の振幅と位相を未知数として、実測による定在波パターンがモデルによる定在波パターンと最もよく一致するようその値を定め、定在波分布測定のこの結果からミューラー法によって建築材料の複素誘電率を定める手法を開発した。
モデルを用いた定在波測定法をベースとする材料の複素誘電率測定法を用い、ガラス、コンクリートスラブ、石膏ボード、壁材であるサイディング3種、屋根用の断熱構造材の複素誘電率を測定し、データベース化した。測定周波数は850,1100,1500,1900,2400MHzである。
2.材料と空間のモデル開発、およびその解析による低被曝化手法の研究
アクリルとガラスの2種の誘電体材料を組み合わせて、周波数選択性を有する合成板材を作る可能性を検討した。2種の誘電体の帯を寄せ木造りのように広さ方向に並べて板を作る場合と、2種の板の片面を互いに組み合わせると平板の板となるよう表面形状を工夫した場合の二通りの合成板材を考え、平面波に対する電磁波遮断周波数と、板材の内部構造の各寸法および材料の複素誘電率との関係を明らかにした。結果として、2種の誘電体材料の板厚と合成板の厚みが電磁波透過特性における周波数選択制を支配するが、2枚の板材の断面形状の違いは殆ど影響を与えないことを明らかにした。以上の研究を通じ、伝統的建築材料の形状を工夫することにより特定周波数で選択的に電磁波を減衰させる可能性を示した。

Research Products

• [Publications] 窪田昌寿,宮川道夫,石井望,金井靖: "自由空間における建築材料電気特性の測定法-モデルを用いた定在波分布の高精度計測-"電子情報通信学会研究会資料. EMCJ2000-128. 61-66 (2001)
• [Publications] M.Miyakawa,M.Kubota,S.Kaneko et al.,: "Permittivity Measurement of Construction Materials for Living Space Design in Full Consideration of EMC"Proceedings of RIERS 2000. 1. 24 (2000)
• [Publications] 宮川道夫: "建築材料の電気特性測定-電磁環境設計に向けて-"EMC. 13・3. 80-88 (2000)
• [Publications] 矢口健一,窪田昌寿,宮川道夫 他2名: "モデルを利用した定在波法による建築材料の電気特性評価"2001年度電子情報通信学会全国大会講演論文集. 通信分冊(印刷中). (2001)
• [Publications] 酒井宏二,宮川道夫,石井望: "複合化建築材料による電磁波吸収特性の制御性解析"2001年度電子情報通信学会全国大会講演論文集. 通信分冊(印刷中). (2001)
• [Publications] 島田雅史,宮川道夫,石井望 他2名: "建築材料の電気特性評価-自由空間定在波法における散乱の影響-"2001年度電子情報通信学会全国大会講演論文集. 通信分冊(印刷中). (2001)