【講座の趣旨】
化学および農学を中心とした材料開発者にとって、目に見えない電磁波の物理的理解は必ずしも容易ではない。そのような電磁波の初学者でも分かり易い基礎的な物理的特性から反射・透過・吸収のメカニズムを分かり易く説明する。また、材料にひと手間かけると優れたシールド・吸収材料になる考え方を講義する。
5G電子機器の電磁波シールド・吸収材料の選定が佳境に達している。本講演では、5Gおよび5GBeyondの高周波へ向かうトレンド及びそれに対応する電磁波ノイズ対策材料について初学者にもわかりやすく述べる。その材料設計として電磁波シールド・吸収の性能向上をはかり、それをどのように市場に提案するかを示す5G世代のスマホなどミリ波における電磁波のシールドと吸収への自社製品の展開を考えている材料開発者にとって有効な判断基準への理解力を習得していただける。
1. 第五世代移動通信（5G）の動向
1.1 5GMFの概要
1.2 5Gの三つの目標およびキーコンセプト
1.3 周波数に対応した電磁波吸収材料の選択のコツと可能性
1.4 B5Gとは何か（30ギガヘルツを越える高周波帯で性能が期待できる電磁波遮蔽・吸収材とは何か）
1.5 B5Gおよび6Gの動向
2. 電磁波の基礎
2.1 電磁波とは何か（マックスウェル方程式［わかりやすい波の特性］）
a）電磁波の歴史的背景と周波数マップ
b）マックスウェル方程式と波動方程式
c）電磁波の発生原理
2.2 電磁波を反射する原理（渦電流発生による電磁波遮蔽［シールド効果とは］）
a）シールドの原理
b）シールドの遠方界と近傍界
c）シールドの設計（シールド効果の評価方法）
2.3 電磁波を吸収する原理（電磁波吸収のメカニズム）
a）シールドと吸収の違い
b）電磁波吸収の原理
2.4 電磁波吸収のシミュレーション原理
a）誘電率と誘電正接
b）電磁波吸収体機能性向上のコツ（ナノ導電材料に期待される吸収効果）
c）シミュレーション実施に必要な原理原則
d）シミュレーションで得られる情報
3. 電磁波シールド・吸収材料
3.1 シールド材料の紹介
a）材料の構造
b）求められている材料特性
c）代表的な材料の紹介
3.2 吸収材料の紹介
a）材料の構造
b）求められている材料特性
c）代表的な材料の紹介
4. 電磁波シールド・吸収材料設計のコツ
4.1 電磁波シールド材料設計のコツ
a）遠方界をベースにした考え方
①遮蔽効果(Shield Effect)の式と評価法
②遮蔽効果の考え方
b）近傍界をベースにした考え方
①マイクロストリップ線路法の考え方
②伝送減衰率の求め方
4.2 電磁波吸収材料設計のコツ（遠方界の伝送線路）
a）電磁波吸収シートの構成例
b）放射ノイズと表皮効果
5. 電磁波シールド・吸収材料の評価法
5.1 インピーダンスアナライザー（スペアナ）を用いる評価法
5.2 ベクトル・ネットワークアナライザーを用いる評価法
①導波管法
②共振法
5.3 自由空間法ついて（CISPR32法）
5.4その他の評価法
①近傍磁界強度分布表示法
②反射・伝搬法
③空間定在波法
④TDR法
⑤大型導波菅法
⑥マイクロストリップ線路法
⑦KEC法
⑧容量法
⑨トロイダルコア法
⑩電波暗室・電波暗箱用吸収体
⑪Sパラメータ法の計算モデル
6. ノイズ抑制材料の商品化
6.1 電磁波ノイズの発生原因と分類
a）発生原因と分類
b）伝達経路
c）ノイズ対策の基本
d）高周波におけるノイズ対策
6.2 ビジネスモデルの構築
a）ターゲットの明確化
b）電波吸収体選定のポイント
c）SWOT分析
6.3 商品化事例
a）磁性材料の粉末ビジネス
①狙い
②フィラーの開発
③ナノコンポジット粉末の樹脂複合化事例（熱可塑性/熱硬化性樹脂）
b）誘電材料のシート売りビジネス
【質疑応答】 |
