(57)【要約】  無線送受信装置としての信頼性を確保しながらも、製品の低コスト化を図る。本発明は、屋外に設置される通信装置（ODU）（１）であって、信号を送信する送信部および信号を受信する受信部を収容した筐体と、外部のアンテナと接続して信号の授受を行う導波管とを備えたものである。こうした装置において、導波管は筐体と一体で形成されており、かつ、該導波管の管穴の一部にテーパー（１６）が設けられている。
2012043175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置される通信装置であって、
信号を送信する送信部と、信号を受信する受信部と、外部のアンテナと接続して信号の送受を行う導波管と、該送信部および該受信部を収容する筐体とを備えており、
前記導波管は前記筐体と一体で形成されており、かつ、前記導波管の管穴の一部にテーパーが設けられている、通信装置。
【請求項２】
前記テーパーにおいて前記導波管の管穴が所定の角度で傾斜している、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記テーパーは前記導波管の内径サイズが、前記導波管の一方の端部に向かって狭くなるように形成されている、請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記導波管の少なくとも一方の端部から所定の距離において、前記導波管の内径サイズが一定の寸法になるよう形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
屋外に設置される通信装置であって、
信号を送信する送信部と、信号を受信する受信部と、外部のアンテナと接続して信号の送受を行う導波管と、該送信部および該受信部を収容する筺体とを備えており、
前記導波管は前記筺体と一体で形成されており、かつ、該導波管の一方の端部から他方の端部までの内径サイズが一定の寸法からなるストレート形状部分と、所定の角度で傾斜するテーパー形状部分とを含む、通信装置。
【請求項６】
前記ストレート形状部分は、四隅を成す２対の平行な側面と、該四隅にそれぞれ形成される４つの角部とからなり、該角部については、丸みＲが付けられており、
前記テーパー形状部分は所定のテーパー角度で傾斜した２対の側面からなる、請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記ストレート形状部分の前記角部には、前記テーパー形状部分に近くなるに従って曲率半径が大きくなるように前記丸みＲが設けられている、請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記ストレート形状部分が前記導波管の一端から他端への所定の長さまで形成され、前記テーパー形状部分が前記ストレート形状部分に続いて前記導波管の他端まで口径が狭くなるように形成されている、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項９】
前記テーパー形状部分が前記導波管の一端から他端への所定の長さまで口径が狭くなるように形成され、前記ストレート形状部分が前記テーパー形状部分に続いて前記導波管の他端まで一定の口径で形成されている、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記ストレート形状部分および前記テーパー形状部分の少なくとも一方が導波管部分の長さ方向において２段以上設けられている、請求項５乃至９のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１１】
アンテナに備わる導波管部分と前記導波管とを接続するシムをさらに備え、前記シムは前記導波管の管穴にスライド可能に挿入される筒状部を有し、
前記導波管は前記筒状部が挿入される側に前記ストレート形状部分を備えている、請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記導波管における前記シムが挿入される範囲が前記ストレート形状部分で構成されている、請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記シムの筒状部の内径寸法が、前記シムが挿入される側とは反対側の前記導波管の端部の口径寸法と略同一である、請求項１１または１２に記載の通信装置。
【請求項１４】
屋外に設置される通信装置であって、
信号を送信する送信部と、信号を受信する受信部と、外部のアンテナと接続して信号の授受を行う導波管と、該送信部および該受信部を収容する筐体とを備えており、
前記導波管は前記筐体と一体で形成されており、
前記筐体の外側表面は、塗装せずに凹凸処理されている、通信装置。
【請求項１５】
前記導波管の管穴の一部にテーパーが設けられている、請求項１４に記載の通信装置。
【請求項１６】
前記テーパーにおいて前記導波管の管穴が所定の角度で傾斜している、請求項１５に記載の通信装置。
【請求項１７】
前記テーパーは前記導波管の内径サイズが、前記導波管の一方の端部に向かって狭くなるように形成されている、請求項１５に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記ストレート形状部分が前記導波管の少なくとも一方の端部に形成されている、請求項１５または１６に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記導波管の少なくとも一方の端部から所定の距離において、前記導波管の内径サイズが一定の寸法になるよう形成されている、請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外に設置される通信装置に関し、特に、アンテナと接続して信号を伝送する導波管の態様、ならびに、送信部および受信部を収容する筐体の態様に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話システムに代表される移動体通信システムでは、無線基地局間をつなぐアクセスネットワークが構築されている。そうした無線基地局間のアクセスネットワークには、有線通信と無線通信が用いられる。特に無線通信を用いた場合、ネットワークの構築コストが安くでき、無線基地局の設置場所の自由度が高くなるというメリットがある。無線基地局間の無線通信には、マイクロ波を用いた無線通信装置が用いられる。そのような無線通信装置では、アンテナを障害物がない、鉄塔や建物の屋上などの高層に設置する必要がある。そのような無線通信装置は、屋外に設置されたアンテナに近接して設置される無線送受信装置（以下、ODU（屋外装置））と、これと離れて設置されて伝送信号の変復調処理を行う屋内装置（以下、IDU）とに分割されており、両者を同軸ケーブル等で接続する構成がとられている（特開２００６−１９７３４３号公報（以下、特許文献１と呼ぶ）参照）。ODUはアンテナと共に屋外高所に設置されるために、アンテナとの信号を送受信する機能などの限られた機能だけを備えるようにして、小型軽量化が図られている。一方、IDUは信号の変復調や信号処理などの複雑な機能を備えており、屋内に設置されることで、保守の容易性と信頼性の向上が図られている。【０００３】
また、ODUは外部のアンテナとの信号授受を行うために導波管を用いて接続する構造となっている。例えば特開２００１−１６８６１１号公報（以下、特許文献２と呼ぶ）に示されるように、導波管がODUの筐体とは別部品で製作されてODU筐体に取り付けられ、アンテナ側の導波管と導波管接続部品を介して接続されていた。【０００４】
上述したような基地局間の無線通信を行う無線通信装置において、ODUは、設置環境が大変厳しい屋外に、場合によっては砂漠、寒冷地、海岸の傍などにも設置され、その上、保守や点検を頻繁に行うことが困難な場所（例えば鉄塔の上の高所）に設置される。そのため耐環境性の要求が大変高い。こうした事から、ODUを構成する送信回路や受信回路などの精密電子部品は堅牢な金属筐体の中に収容されている。【０００５】
このようなODUは、価格競争の激化から、小型軽量化のみならず低コスト化が求められ、製造する際の部品数・作業工数の削減が強く望まれている。しかし、例えば特許文献２に示されるような装置では、筐体の製作だけでなく導波管の製作およびその導波管のODU筐体への取り付け構造を必要としていた。勿論、ODUの導波管以外の部分についても部品数・作業工数を削減してコストを低減することが強く望まれている。【０００６】
但し、コスト低減を図ったとき、無線通信装置のODUとしての信頼性（耐環境性や導波管の電気特性など）は当然確保されていなければならないという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９７３４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８６１１号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は無線通信装置のODUとしての信頼性を確保しながらも、製品の低コスト化を図ることにある。
【０００９】
本発明は、屋外に設置される通信装置であって、信号を送信する送信部と、信号を受信する受信部と、外部のアンテナと接続して信号の送受を行う導波管と、該送信部および該受信部を収容する筐体とを備えたものに係る。こうした装置の一つの態様は、導波管は筐体と一体で形成されており、かつ、該導波管の管穴の一部にテーパーが設けられていることを含む。
【００１０】
別の態様としては、上記の導波管は筺体と一体で形成されており、かつ、該導波管の一方の端部から他方の端部までの内径サイズが一定の寸法からなるストレート形状部分と、所定の角度で傾斜するテーパー形状部分とを含む。
【００１１】
さらに別の態様としては、上記の導波管は筐体と一体で形成されており、筐体の外側表面は、塗装せずに凹凸処理されていることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】屋外用無線送受信装置（ODU）の筐体であって一部分が導波管を成す筐体を示す断面図。
【図２】導波管の管穴のテーパー角度と導波管特性および鋳物製作性との関係を説明する図。
【図３】テーパーが付いた管穴を持つ導波管について管穴を加工する様子を示した図。
【図４】本願の第一の実施形態による導波管形状を説明するための図。
【図５】標準の導波管形状を説明するための図。
【図６】第一の実施形態による導波管形状の他の例を示す図。
【図７】第一の実施形態による導波管形状の他の例を示す図。
【図８】第一の実施形態による導波管形状の他の例を示す図。
【図９】第一の実施形態の導波管形状と、テーパーのみが付いた管穴を持つ導波管形状とを管両端の口径の差について説明する図。
【図１０】第一の実施形態の導波管形状と、テーパーのみが付いた管穴を持つ導波管形状とを反射特性について比較したグラフ。
【図１１】導波管どうしを接続する際に用いられているスライド式シムを説明するための図。
【図１２】テーパーが付いた管穴を持つ導波管にスライド式シムを組み合わせるときの課題を説明するための図。
【図１３】テーパーが付いた管穴を持つ導波管にスライド式シムを組み合わせるときの課題を説明するための図。
【図１４】本発明の導波管形状をスライド式シムに適用するときの構成を説明する図。
【図１５】本発明の導波管形状をスライド式シムに適用するときの構成を説明する図。
【図１６】第二の実施形態によるODUを設置した様子を示す斜視図。
【図１７】図１６に示したODUの正面図および背面図。
【図１８】図１６に示したODUの正面側と背面側の斜視図。
【図１９】本発明に係るODU筐体の表面に凹凸を形成する様子を示した図。
【図２０】図１７のODUの筐体を形成している非鉄系金属の外側表面および内部を示す断面模式図。
【図２１】腐食ガス試験での１９２時間経過前と後の筐体表面を示す図。
【図２２】塩水噴霧試験での１２０時間経過前と後の筐体表面を示す図。
【図２３】図１７のODUの筐体を鋳造したときの鋳造品表面の斑模様（湯流れ模様）を粉体の衝突で消して外観を向上させた筐体外側面を示す図。
【図２４】本発明に係る無線送受信装置を備えた無線通信システムの一例を示したブロック図。
【図２５】図２４の無線送受信装置内に収容される回路の例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００１３】
１１    導波管
１２    ＯＤＵの筐体
１３    テーパー部分の斜面
１４    ドリル
１５    ストレート形状部分
１６    テーパー形状部分
１７、１８    角部
２１    ＯＤＵ側の導波管部分
２１Ａ    導波管部分２１の開口部
２２    スライド式シムの筒状部
２３    スライド式シムのフランジ部
２４    アンテナ側の導波管部分
２５    導波管部分２４の端面
２６    導波管部分２１の端面
２７    スライド式シムが挿入される導波管部分の開口部
２８    導波管の管穴の内壁
２９    スライド式シムの筒状部の口径
３０    標準導波管の口径
３１    屋外用無線送受信装置（ODU）
３１Ａ    カバー
３１Ｂ    ケース
３２    非鉄系金属
３２ａ    凹凸
３２ｂ    酸化層
３３    アンテナ
３４    ポール
３５    ジョイント部
３６    取っ手
４１    Ａ局（基地局）
４２、５２    ＩＤＵ
４３、５３    ＯＤＵ
４４、５４    アンテナ
４５、５５    同軸ケーブル
５１    Ｂ局（基地局）
６１    マルチプレクサ回路
６２    送受信回路
６３    制御回路
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第一の実施形態）
まず、ODUの導波管部分に関して述べる。
【００１６】
ODUの入出力ポートとなる導波管は口径寸法や公差への要求が高いため、特許文献２で示されているように個体で生産されることが通常である。そこで、製造コストを低減するためには、導波管をODU筐体の一部分で形成する手段がある。なお、ODU筐体は、送信回路や受信回路などの精密電子部品を収容する器としての機能が主に求められることから、強固な金属で形成されており、コストや加工性を考慮して鋳物、特にダイカスト等の金型鋳物で製作されることが一般的である。そこで、例えば図１に示すように、導波管１１とODU筐体１２を鋳物で一体で製作することが考えられる。
【００１７】
この形態においてコスト面で望ましいのは、鋳物により筐体と共に導波管を一度に形成できることである。しかしながら、鋳型には離型抵抗を軽減するためのテーパーが設けられていることが通常である。一方、導波管の管穴形状は、電気特性にとっては、ストレート（テーパー無し）であることが望ましく、テーパーによる電気特性への影響が懸念される。例えば、一方の導波管端部の口径サイズが、電気特性的に理想のサイズ、例えばＥＩＡＪ（Electronic  Industries  Association  of  Japan）規格に準ずる導波管の口径サイズであっても、もう一方の導波管端部の口径サイズは、テーパー角度と導波管長に応じて理想のサイズからずれていく。つまり、テーパー角度または導波管長が増加するにつれて、口径サイズが規格と合わなくなり、導波管としての電気的特性が劣化する。逆に導波管長が短いか、テーパー角度が小さい場合は、導波管口径サイズが変化する寸法が小さいため、電気特性に大きな影響は与えない。
【００１８】
上記は導波管の管穴の側面にテーパー角度を付けた場合の電気特性への影響を述べたが、製作性などの機構的の観点からも、テーパー角度には一定の制約がある。例えば10°のような離型が容易と思われるテーパー角度であってもその部位の長さが短くなるにつれて、その導波管の管穴形状はほぼストレートに近づき、型から鋳造物を抜き出すときの離型抵抗は大きくなる。
【００１９】
よって、テーパー角度については、それを定める部位の長さや離型抵抗の大きさなどを考慮して総合的に決める必要があり、さらにその範囲内でどの程度の電気特性が得られるかを考える必要がある。
【００２０】
そこで、具体例を挙げて以下に説明する。鋳物としての製作性を考慮すれば、例えば2°〜5°といったテーパー角度が通常、必要とされる。例えば、EIAJ規格TT-3006Aに準拠するサイズWRJ-220の矩形導波管で、この導波管の一方の端部の口径サイズS(10.668×4.318mm)がもう一方の端部側へ行くにつれて狭くなるように、テーパーが設けられていると仮定する。この導波管の長さが20mmである場合、テーパー角度が0.5°であれば、一辺あたり0.175mmの寸法差が生じ、もう一方の導波管端部の口径サイズは10.318×3.968mmとなる。テーパー角度が2°であれば一辺あたり0.700mmの差が生じ、もう一方の導波管端部の口径サイズS1（図２）は9.268×2.918mmとなる。テーパー角度が5°であれば一辺あたり1.750mmの差が生じ、もう一方の導波管端部の口径サイズS2（図２）では7.168×0.818mmとなる。結局、2°〜5°といったテーパー角では、長さ20mmの導波管であっても上記のように導波管の口径変化が大きくなる。このため、導波管で伝送可能な最低周波数（いわゆるカットオフ周波数）も導波管両端で大きく変わってしまう。なお本出願では、EIAJ規格に準拠する口径サイズを持つ矩形導波管を標準導波管と呼ぶことがある。
【００２１】
したがって、図２に示すように、テーパー角度が大きくなるにつれて、鋳物としての製作性や型の耐久性は向上するが導波管の電気特性の劣化は大きくなる。逆に、テーパー角度が小さくなるにつれて、導波管特性は良好になるものの鋳物の製作性や型の耐久性は劣ってしまう。つまり、これらは相反するものである。
【００２２】
また、矩形導波管の別の製作方法として、鋳物で導波管をおよその形状で製作した後にテーパー部分だけを削り落として導波管の内径を一定にすることも考えられる。しかしながら、図３に示すようにテーパー部分の斜面１３に沿ってドリル１４は滑りやすいため、切削作業が困難である。切削性を上げるには出来るだけ直径の大きいドリルを使用するのが一般的である。
【００２３】
例えば、鋳物による導波管における矩形管穴の四隅の角部の丸みＲを小さくしたい場合、ドリルの直径を小さくする必要がある。しかしながら、導波管の長さが長ければドリル長も長くする必要があるが、小径のドリルは一般に短く、ドリル長を長くすることは不向きな条件である。また、小径ドリルは大径ドリルと比べてしなりなすいので滑りやすく、長ければその傾向は強く、また折れ易い。よって、実際の場面では直径が大きいドリルを選択するしかない場面が頻繁に起こる。しかしこの場合、矩形導波管の管穴における角部の丸みＲの曲率半径もドリル直径に応じて大きくなり、矩形導波管の電気的特性はその影響を受けてしまう。
【００２４】
このように、導波管とODU筐体を鋳物で一体で製作する場合、導波管部分について製作性と電気特性の両方が優れたものにすることは難しい。また、テーパー角度をつけて導波管部分を筐体部分と一緒に鋳造した後、導波管部分において切削で精密加工することは、製造費の増加に繋がる。
【００２５】
そこで、本願は、一部分が導波管として形成された鋳物のODU筐体について、その導波管部分が、鋳型から取り出したままの形状で使用可能であって、鋳物の製作性を大きく損なうことなく、導波管としての電気特性を維持できる形状を有するものを提案する。
【００２６】
図４は本発明による導波管形状の横断面図（図４（ａ））と斜視図（図４（ｂ））を示し、図５は通常の導波管形状（図５（ａ））と斜視図（図５（ｂ））を示している。通常の導波管形状は、図５に示すように、導波管開口の形が矩形であり、一方の導波管端部から他方の導波管端部まで内径サイズ（すなわち矩形開口の４辺の寸法）が一定である。これに対して、本発明による導波管形状は、図４（ａ）に示すように、一方の導波管端部から他方の導波管端部への所定の長さまで形成されたストレート形状部分１５と、ストレート形状部１５に続いて他方の導波管端部まで内径サイズが狭くなるように形成されたテーパー形状部分１６とを有する。
【００２７】
テーパー形状部分１６は所定のテーパー角度で傾斜した２対の側面からなる。テーパー形状部分１６での角部１７は丸みＲが無く、尖った状態である。一方、ストレート形状部分１５は、２対の平行な側面と、四隅にそれぞれ成される４つの角部１８とからなる。但し、ストレート形状部分１５での角部１８については離型し易さと型の耐久性を得るため、丸みＲが付けられている。さらに、この角部１８には、テーパー形状部分１６に近くなるに従って曲率半径が大きくなるようにしてテーパーが設けられていてもよい。例えば、角部１８の導波管端部側の部分１８ａでの曲率半径Ｒが1mmで、角部１８のテーパー形状部分１６と隣接する部分１８ｂでの曲率半径Ｒが1.5mmである。このように導波管の一端から他端側に行くにつれて角部１８の丸みＲを大きくすることで、型からの抜き易さと型の耐久性を向上することができる。
【００２８】
なお、テーパー形状部分１６については、自身のテーパーによって型から抜け易いことから、必要に応じて設ければよい。また、ストレート形状部分１５の管路長さについては型からの抜き易さと型の耐久性を優先すれば短いほど良く、導波管としての電気特性を優先する場合には長い方が良いため、両者のバランスと鋳造技術を考慮して設定する。
【００２９】
また、図４に示した導波管形状の場合は、離型の方向（図の紙面の下から上）に対してテーパー形状部分１６とストレート形状部分１５がこの順番に配置されている。しかし、本発明はこの形状に限定されない。例えば図６に示すように、離型の方向（図の紙面の下から上へ）にストレート形状部分１５とテーパー形状部分１６がこの順番に配置されていてもよい。但し、図６に例示する導波管は、一方の導波管端部から他方の導波管端部への所定の長さまで内径サイズが狭くなるように形成されたテーパー形状部分１６−２と、テーパー形状部分１６−２に続いて他方の導波管端部まで一定の内径サイズで形成されたストレート形状部分１５−２とを有するものである。
【００３０】
さらに、図７に示すように導波管の両端部分をそれぞれストレート形状部分１５で形成し、これらのストレート形状部分１５の間の部分をテーパー形状部分１６で形成したものが考えられる。また、図８に示すように導波管の両端部分をそれぞれテーパー形状部分１６で形成し、これらのテーパー形状部分１６の間の部分をストレート形状部分１５で形成したものも考えられる。結局、ストレート形状部分１５およびテーパー形状部分１６の少なくとも一方が２段以上設けられている導波管形状でも本願の目的を達成可能である。
【００３１】
以上のように鋳物のODU筐体の一部分として形成される導波管部分を、ストレート形状部分とテーパー形状部分を組み合わせて構成することで、本願は鋳物の製作性と導波管としての電気特性の両立を図っている。とりわけ、ストレート形状部分に対しては四隅の角部に丸みＲを付けることで、離型し易さが改善される。そして、テーパー形状部分に対してはそのテーパー角度は電気特性に影響が出ない程度で且つ離型し易い角度に設定される。これにより、鋳物の製作性と導波管としての電気特性の両立が図られている。また、ストレート形状部分の四隅の角部の丸みＲについても、離型し易さと電気特性に影響が出ない程度の曲率半径Ｒにすることで、両者の両立が図られている。以上のように導波管部分を設計しておくと、鋳型から筐体を取り出した後に追加加工をしないでも導波管部分の電気特性は維持されているため、従来のODU筐体と比べて製造費を大きく低減することができる。
【００３２】
具体例１
さらに、本発明による導波管形状について、前述したEIAJ規格に準ずるサイズWRJ-220の矩形導波管の口径(サイズ；10.668×4.318mm)を例にして具体的に説明する。
【００３３】
本発明では鋳物の製作性などの機構的な観点から導波管の角部に丸みＲが付けられている。この場合、カットオフ周波数への影響を考慮して、管穴の長辺側の寸法のみが拡大するように丸みＲが設けられる。例えば上記したサイズWRJ-220の矩形導波管の管穴の角部に曲率半径Ｒが1.5mmの丸みが設けられることによって、この矩形導波管の口径サイズがおよそ11.100×4.318mmに拡大される。
【００３４】
この拡大された口径サイズで、例えば図４に示した導波管の一方の端部におけるストレート形状部分１５の開口が設けられている。そして、この一方の導波管端部の開口から一定の長さでストレート形状部分１５が設けられている。さらに、ストレート形状部分１５から導波管の他端側へ行くにつれて内径サイズが狭くなっていくようにテーパー形状部分１６が設けられている。
【００３５】
この導波管の全体の長さが20mmである場合、例えば、ストレート形状部分１５は5mm、テーパー形状部分１６は15mmの管路長さに設定される。このストレート形状部分１５の角部１８には、導波管一端の開口からテーパー形状部分１６に近づくにつれて1.5Rから2Rの曲率半径に緩やかに変化するようにテーパーが設けられている（図４（ｂ）参照）。また、テーパー形状部分１６は、内径サイズが他方の導波管端部（図の下側）に向かって狭くなるように所定のテーパー角度で形成されている。
【００３６】
このような導波管形状において、ストレート形状部分１５が5mm程度の長さであれば、鋳造性への影響は少なかった。さらに、本具体例では、上記のようにストレート形状部分１５の四隅の角部１８にテーパーが設けられているため、さらに離型し易くなっている。
【００３７】
一方、テーパー形状部分１６については、管穴の全長20mmに亘ってテーパーが設けられている場合と比べ、15mmに短縮している分、口径サイズの変化が小さくなる。すなわち、導波管両端の口径差を小さくすることができる。例えば、テーパー角度が2°の場合、全長20mmをテーパーにすると、一辺あたり0.700mmの差が生じていた。これに対し、15mmだけテーパーにすると、一辺あたり0.524mmの差ですむ（両者の差：0.176mm。15mmの時の導波管口径の変化は10.668×4.318mmから9.62×3.270mm）。さらに、テーパー角度が5°の場合、全長20mmをテーパーにすると、一辺あたり1.750mmの差が生じていた。これに対し、15mmだけテーパーにすると、一辺あたり1.312mmの差ですむ（両者の差：0.438mm。15mmの時の導波管口径の変化は10.668×4.318mmから8.044×1.694mm）。なお、導波管両端の口径差に関して、本発明による導波管と、全体がテーパーからなる導波管とを比較した図９も参照されたい。
【００３８】
このように、離型し易いテーパー形状部分１６を導波管の全長に対して所定の長さに抑えることで、口径サイズの規格からのずれが抑えられ、導波管としての電気的特性を保つことができる。
【００３９】
図１０は、電気特性に関して、ストレート形状部分とテーパー形状部分からなる本発明による導波管形状の一サンプルと、全体がテーパーからなる導波管形状とを比較したグラフである。なお、図１０の反射特性（S11）のグラフでは下側へ行くほど良い特性になることを表している。この図から、本発明による導波管形状は、全体がテーパーからなる導波管形状と比べて、反射特性が改善されていることが分かる。具体的には、13000〜16000MHzの範囲で、最大６dBの改善が見られる。
【００４０】
なお本具体例では、ストレート形状部分１５の角部１８に丸みＲを付けたことで導波管の規格の口径サイズが拡大している。しかし、上記のような1.5R程度では管穴の長辺側の寸法が規格よりも僅かに大きくなっただけでありカットオフ周波数等の導波管特性への影響は少ない。その上、ストレート形状部分１５の角部１８では尖らせずに丸みＲを付けたことで、型からの抜き易さや型の耐久性が向上している。つまり本具体例のストレート形状部分は角部１８の丸みを1.5R程度に設定したことで、鋳物の製作性と導波管としての電気特性の両方が保たれている。
【００４１】
また、本発明の導波管部分を含む筐体を形成可能な代表的な鋳造材として、ＡＤＣ３、ＡＤＣ６、ＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２等のアルミ合金や、ＺＤＣ２、ＺＤＣ１等の亜鉛合金が挙げられる。もちろん、一般に鋳物に準じる工法で製作されるその他の素材についても、本発明に適用可能である。
【００４２】
具体例２
次に、本発明による導波管形状をより効果的に利用できる他の具体例を挙げる。
【００４３】
ODUとアンテナの導波管どうしを接続する際に、各導波管の端面の間に隙間ができると、接続部で反射波が発生して、これに基づく損失（即ち反射損失）が大きくなる。このような導波管接続部で生じる反射損失を改善するため、特許第3351408号公報に示されているスライド式シムが用いられることがある。
【００４４】
このスライド式シムは、図１１（ａ）に示すように、ODUの導波管部分２１の内径とほぼ同じ外径を有する筒状部２２と、この筒状部２２の一端に外向きに形成されたフランジ部２３とから構成されている。このスライド式シムは例えばステンレスなどの金属で形成される。
【００４５】
このようなスライド式シムの用意が出来たら、図１１（ｂ）に示すように、スライド式シムの筒状部２２の他端、すなわちフランジ部２３が形成されていない方の端部が、ODUの導波管部分２１の開口部２１Ａから挿入される。筒状部２２の外径は導波管部分２１の内径とほぼ同じであるので、筒状部２２を導波管部分２１内でスライドさせることができる。
【００４６】
次いで、ODU側の導波管部分２１とアンテナ側の導波管部分２４との位置合わせが行われ、導波管部分２４の端面２５がスライド式シムのフランジ部２３に接触する。この状態で、図１１（ｃ）に示すように導波管部分２４が導波管部分２１側に押さえつけられて、スライド式シムの筒状部２２が導波管部分２１内に完全に挿入される。次いで、ボルト等を用いて、導波管部分２１，２４が締結される。これにより、接続された導波管部分２１，２４の端面２５，２６の間にできる隙間がスライド式シムの筒状部２２で塞がれるので、導波管接続部での反射損失が低減される。本発明による導波管形状は、このようなスライド式シムとの親和性が良い。この事について以下に詳しく述べる。
【００４７】
スライド式シムが、図９（ｂ）に示したようなテーパー状管穴の矩形導波管と組み合わせて使用される場合、図１２（ａ）に示すようにシムの筒状部２２が管穴の内壁２８に干渉して導波管部分に挿入できないことがある。このことを考慮し、図１２（ｂ）に矢印で示すように導波管部分の開口部２７の口径を、筒状部２２が内壁２８に干渉せずに挿入できるような大きさに拡大する必要がある。これは設計上、大きな制約となる。
【００４８】
こうなると、シムと、該シムが挿入される側の導波管端部との口径差が非常に大きくなるだけでなく、その導波管口径に対してシムの可動範囲が大きくなる。その結果としてシムの筒状部と導波管の中心軸がずれてしまう。また、導波管の内壁面にテーパーが付けられていることから、導波管内へのシムの進入量により、シムの筒状部と導波管の内壁とのクリアランスが変化する（図１３参照）。特にシムの取り付け位置が導波管の中心軸に対してずれている場合は非常に大きな特性変化をもたらし、通過帯域内の通過特性や反射特性を劣化させることがある。
【００４９】
これを防止するため、設計時は上記クリアランスやその変化による影響を考慮したり、シム取り付け時には特に位置がずれないように注意したりする等の配慮が必要である。このため、全体がテーパーからなる導波管とスライド式シムは、あまり相性が良くない。
【００５０】
このように、テーパー形状部分にスライド式シムを用いることには問題がある。しかしながら、本発明では、導波管形状のどちらか一方の端部がストレート形状部分で形成されている。そのため、ストレート形状部側にスライド式シムを用いることで、上記のような問題を回避することが出来る。
【００５１】
具体的には、図１４に示すように、導波管部分の管穴に対してスライド式シムの筒状部２２を挿抜する範囲に、本発明による導波管形状のストレート形状部分１５を合致させるのが良い。この事により、シムの挿入量により導波管の管穴内壁とのクリアランスの差が生じることはなく、大きな特性変化を抑制することが出来る。
【００５２】
さらに、図１４に示した導波管形状のストレート形状部分１５とテーパー形状部分１６との境界を金型分割面とすることで、両部分の鋳物精度を作り分けることが出来る。例えば、スライド式シムが挿入されるストレート形状部分１５にはシム組付け誤差による特性劣化を抑制するため高い鋳物精度が要求される。一方、当該シムが挿入されないテーパー形状部分１６については導波管としての特性だけが確保できればよいため高い鋳物精度は必要ない。テーパーのみが付いた管穴を持つ導波管形状では、精度を上げようとすれば全長にわたってそれを行わなければならないが、本発明では必要な部分だけに精度設定ができ、効率的に金型製作が可能である。
【００５３】
ところで、上記で本発明による導波管形状のストレート形状部分とスライド式シムの挿抜する範囲とを合致させるのが良いことを述べた（図１４参照）。しかしながら、スライド式シムを、EIAJ規格に準ずる口径の矩形導波管（以下、標準導波管）に対して使用する場合、シム筒状部の外径は標準導波管の口径より小さくしなければならない。したがって、シム筒状部の側壁の肉厚分だけシム筒状部の内径寸法はEIAJ規格に準ずる口径からずれてしまい、電気特性が劣化してしまう。
【００５４】
そこで、導波管形状のストレート形状部分とスライド式シムの挿抜する範囲とを合致させる方法に加えて、図１５に示すように、スライド式シムの筒状部２２が挿入される側とは反対側の標準導波管口径３０と、シム筒状部２２の口径２９とが同じになるように、ストレート形状部分１５の口径サイズを設計するのが良い。さらにテーパー形状部分１６を、その窄まった先端の口径が標準導波管口径３０になるように設計するのが良い。このようにすると、導波管両端の口径のうちの大きい方はシム筒状部２２の口径２９が標準導波管口径３０と同じ大きさを持った実際の通過口となり、もう一端の方も標準導波管口径３０であるので、両端の口径は電気的にはどちらも標準導波管のサイズとなる。
【００５５】
以上のようにストレート形状部分とテーパー形状部分からなる本願の導波管形状においては、スライド式シムと組み合わせると相互のウィークポイントを補完し合うことができ、非常に相性が良い。  
（第二の実施形態）
次に、上記導波管部分の他の部分、特にODU筐体の外側部分に関して述べる。
【００５６】
ODUは大変厳しい屋外環境に置かれる恐れがある事から、送受信回路等の精密電子部品を収容した金属筐体の表面には耐久性や耐食性を考慮して樹脂の塗装を施すことが通常である。こうした塗装により、ODUをなす金属筐体の腐食の進行を遅らせて装置の信頼性を高めることができる。さらに、塗装色を白色とすることで、金属筐体が太陽光を吸収することを抑え、ODU内部に熱が伝播されにくくする効果もある。そのような塗装は高価であった。
【００５７】
ところが、前述したように価格競争の激化からODUには更なる低コスト化が求められている。こうした要求に応えるべく、本出願人らはODU筐体表面に費用の高い塗装を止めることを検討した。また有機溶剤を使用する塗装作業を行わないことは、環境問題に配慮した方策でもあった。
【００５８】
しかしながら、筐体が塗装されないままの状態で、厳しい屋外環境の中に、長い期間設置された場合、筐体の腐食等により、ODU内の精密電子部品に悪影響をおよぼすことが懸念される。また、ODU筐体を鋳造することで、大量生産とコスト低減を行うことができるが、鋳造品の筐体は、金型から取り出したままの状態では外観の表面に湯流れ模様や鋳型跡などが発生している。
【００５９】
このように塗装をやめてコスト低減を図ったとき、無線送受信装置のODUとしての信頼性ならびに製品価値までも低下してしまう恐れがあった。
【００６０】
そこで本出願人は、金属筐体の表面に高価な塗装を施さないでも、耐環境性等のODUとしての信頼性を確保できる方法を検討した結果、以下に説明する発明態様を見出した。なお、下記の第二の実施形態は、上記の第一の実施形態による導波管部分を有する筐体に対しても適用される。
【００６１】
図１６は第二の実施形態によるODUを設置した様子を示す斜視図である。この図に示した本実施形態のODU３１は、無線信号を送信する送信部（不図示）と、無線信号を受信する受信部（不図示）と、これらを少なくとも収容した筐体とからなる。このODU３１に、図１６に示すように一例としてアンテナ３３が組み付けられる。アンテナ３３は送信部からの無線信号を外部に送信し、かつ受信部への無線信号を外部から受信するものであり、ODU３１はこのアンテナ３３を接続するジョイント部（図１８の符号３５参照）を有している。ODU３１は、例えば建物屋上に立てられたポール３４に対して取り付けることで固定される。
【００６２】
図１７はODU３１を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。また図１８（ａ）はODU３１の正面側を示した斜視図、図１８（ｂ）はODU３１の背面側を示した斜視図である。これらの図に示したODU３１の筐体は、カバー３１Ａとケース３１Ｂを組み合わせて構成されている。さらに、筐体内部には、送信部と受信部が収容されている。またODU３１は、持ち運び易く、さらには送受信方向の設定を容易にするために、取っ手３６を備えている。取っ手３６はケース３１Ｂと一体で形成されていてもよい。筐体と取っ手３６を一体で形成した場合、部品点数を少なくすることができる。
【００６３】
このような筐体部分は非鉄系金属によって作られている。筐体部分は切削加工で製作してもよいが、ODU３１の筐体を大量生産する場合にはダイカスト法で形成する。この筐体の材質として、非鉄系金属が用いられる。その例として、アルミニウム、アルミ合金（アルミニウム合金）、亜鉛合金などがある。これらの非鉄系金属は軽量であり、加工しやすく、特にダイカスト法によって成形しやすいため、ODU３１の筐体として適している。ダイカスト法で成形することで、大量生産しやすく、コスト低減が図れる。
【００６４】
こうして製造されたODU筐体の外側表面について、本発明では塗装せずに、非鉄系金属の表面に一様に粉体を高速で噴き付けて、非鉄系金属の表面全体に渡って連続した凹凸を形成した。該凹凸は衝突痕である。取っ手３６を形成している非鉄系金属の表面においても、同様に凹凸を形成した。なお、取っ手３６を筐体と一体に形成した場合、筐体と取っ手を一度に処理することができ、効率的である。このように凹凸を形成する様子を示したのが図１９である。
【００６５】
このときの粉体としては、ステンレス、ガラスビーズ、又は酸化アルミニウム（アルミナ）粉体を用いることができる。また粉体の噴射装置としては回転羽根式（インペラー式）またはエアーノズル式のショットピーニング装置を使用することができる。
【００６６】
こうした表面への凹凸形成についてさらに詳しく説明する。
【００６７】
ODU３１の筐体を形成している非鉄系金属がアルミ合金であり、それに噴射させる粉体がステンレス粉体であるときの、アルミ合金の表面層への物理的作用について考察する。
【００６８】
例えば、ステンレス粉体の粒径を０．５ｍｍ（比重：ρ＝７．８ｇ／ｃｍ３）とし、この粉体のアルミ合金への衝突速度Ｖを５０ｍ／ｓとした場合、その１個の粉体の衝突時のエネルギーは、E＝１／２mＶ２（但し、ｍ＝ρ×４/３×πｒ３）  であることから、４．７８６×１０−４[Ｊ]  となる。そのような衝突エネルギーがアルミ合金の表面に加わることで、アルミ合金の表面温度が瞬間的には１０００℃近くまで上昇することが予想される。
【００６９】
このような高温が、融点が７００℃前後であるアルミ合金の表面に瞬間的に加わることで、アルミ合金の表面層では微細な再溶融が起こることが予想される。また、アルミニウム(融点６６０℃)や亜鉛合金（６００℃前後）などの融点が１０００℃以下の非鉄系金属でも同様のことが起こることが予想される。
【００７０】
こうしたアルミ合金の表面層への物理的作用、すなわち瞬間的な加熱および冷却と圧縮応力により、アルミ合金の外側表面層は緻密な金属組織と酸化皮膜とを有した状態に改質される。図２０は、このように凹凸が形成された非鉄系金属の外側表面および内部を模式的に表した断面図である。この図のように非鉄系金属３２の外側表面に凹凸３２ａが形成され、その外側表面は再溶融により、酸化層３２ｂに改質されている。
【００７１】
具体的には、微粒子の粉体が高速で非鉄系金属の表面に衝突したときの熱により、その表面層に対して、再溶解、急冷および固化という一連の作用が瞬時に繰り返される。このとき、空気中の酸素と表面層の金属とが反応して酸化物が形成される。こうした酸化物は直径がφ０．２〜１．２ｍｍ程度のステンレス粉体を毎秒５０〜１００ｍの高速でアルミ合金に衝突させたときに形成されることが本発明者らにより確認されている。
【００７２】
なお、ODU筐体を形成している非鉄系金属がアルミ合金である場合、粉体の衝突によって再溶解が生じると、アルミ合金の外側表面には酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主に含む酸化皮膜が形成される。このような酸化物はそれ自体が高耐食性を有する。また、この粉体衝突によって表面に形成される酸化皮膜は、表面が自然に酸化されることで形成される酸化皮膜より厚い。
【００７３】
さらに、アルミ合金の外側表面層については急熱および急冷の作用によって微細化が行なわれ、これによって、アルミ合金内部と比べて金属組織が緻密となるため、ODU１の筐体の耐腐食性が向上する。また、母材表面に形成された酸化合金は母材より硬度が高いため、耐摩耗性や耐傷性も向上することが期待できる。
【００７４】
また、ステンレス粉体の噴射により、筐体の表面全体にわたって連続した衝突痕からなる凹凸が形成されるが、それらの凹凸による表面粗さは、金属筐体表面への指紋の付着を防止するためにＲａ（中心線平均粗さ）が数〜十数μｍの範囲であることが好ましい。この範囲の表面粗さとなる凹みの平均直径はφ数百μｍ程度である。
【００７５】
以上に、ステンレス粉体をアルミ合金表面に衝突させた例を説明した。しかし、粉体にステンレス以外の硬くて脆いアルミナやガラスビーズを高速で衝突させた場合は、ステンレス粉体のときと同じような酸化物が形成されるだけでなく、粉体が更に粉砕されてアルミ合金表面層に食い込み融着する。このため、ステンレス粉体を使用した場合のアルミ以外に他の金属元素も表層に酸化合金として点在することとなり、耐腐食性についてステンレス粉体を噴射したときと同等以上の効果が期待できる。
【００７６】
以上のように本発明では、非鉄系金属の筐体の外側表面に硬く、細かい粉体が高速で衝突し、その時に発生する熱を利用して非鉄系金属の筐体の外側表面層が改質されている。したがって、アルミ合金以外でも融点が比較的低い（例えば、１０００℃程度以下）他の非鉄系金属でも、同様な作用により表面に金属酸化物が形成されることが期待でき、ODU３１の筐体の材料に使用できる。
【００７７】
改質された筐体表面は、上でも述べたとおり、筐体３２を形成している非鉄系金属の内部の金属組織と比べて緻密であり、かつ酸化皮膜が自然皮膜より厚く形成されている。そのため、表面未処理の非鉄系金属に比べて耐食性および耐久性が向上した（図２１および図２２参照）。したがって、設置環境が大変厳しい屋外に設置されるODU１の送受信回路を収容する筐体２として優れた耐環境性を持つものになる。
【００７８】
図２１は腐食ガス試験での１９２時間経過前と後の筐体表面を示す。この腐食ガス試験の仕様はＩＥＣ  61587-1  の規格に準拠する。図２１（ａ）に示すようにODU３１の筐体の表面に粉体を衝突させた面と衝突させていない面が形成され、このような筐体表面に二酸化硫黄ガス（ＳＯ２  濃度：２５ｐｐｍ）が９６時間連続して噴霧された後、さらに、硫化水素ガス（Ｈ２Ｓ濃度：１０ｐｐｍ）が９６時間連続して噴霧される。この試験での環境温度は４０℃、環境湿度は８０％ＲＨである。こうした腐食ガス試験での１９２時間後において、粉体衝突面は粉体非衝突面と比べて殆ど変色していなかった（図２１（ｂ）参照）。
【００７９】
図２２は塩水噴霧試験での１２０時間経過前と後の筐体表面を示す。この塩水噴霧試験の仕様はＩＥＣ  60068-2-11  に準拠する。図２２（ａ）に示すようにODU３１の筐体の表面に粉体を衝突させた面と衝突させていない面が形成され、このような筐体表面に、濃度５％の塩水が温度３５℃で１２０時間連続的に噴霧された。こうした塩水噴霧試験での１２０時間後においても、粉体衝突面は粉体非衝突面と比べて殆ど変色していなかった（図２２（ｂ）参照）。
【００８０】
以上のように、本発明によって耐食性および耐久性が向上することが腐食ガス試験と塩水噴霧試験にて確認されている。
【００８１】
こうした優れた耐食性と耐久性を筐体表面が備えているため、筐体表面への高価な塗装が要らなくなる。有機溶剤を使用する塗装作業が無くなるため、環境問題に配慮された筐体を提供できる。
【００８２】
さらに、衝突させる粉体の粒径および材質、衝突速度などを選択することにより、筐体表面を指紋が付着しにくい表面粗さＲａにすることができる。
【００８３】
また、粉体の衝突によって筐体表面に凹凸が形成されて表面積が拡大すると同時に、筐体表面が樹脂の塗装で被覆しないで剥き出しであるため、筐体の放熱性も向上することが期待できる。
【００８４】
なお、筐体をダイカスト法（金型鋳造法）で成形した場合、金型から取り出した状態での外観の表面に湯流れ模様（図２３（ａ）参照）が発生する。この外観のままでは製品としての美観が低い。本発明では筐体表面に一様に微粒子の粉体を衝突させるという表面処理を実施するため、上記のような鋳造品表面の湯流れ模様が消えると同時に、衝突痕による微小な凹凸が一様に形成された筐体表面（図２３（ｂ）、図２３（ｃ）参照）が実現される。なお、図２３（ａ）は湯流れ模様を生じた鋳造品の筐体表面の写真を示し、図２３（ｂ）は該筐体表面に一様に衝突痕による微小な凹凸を形成したときの該筐体表面の写真（図２３（ａ）と同じ倍率）を示す。図２３（ｃ）は図２３（ｂ）の丸で囲んだ部分の拡大写真（５０倍）を示している。
【００８５】
（適用例）
図２４は本発明に係る無線送受信装置（ODU）を備えた無線通信システムの一例を示したブロック図であり、図２５は図２４の無線送受信装置内に収容される回路の例を示したブロック図である。
【００８６】
図２４において、Ａ局４１（Ｂ局５１）は、１系統のベースバンド信号を入出力するとともに該ベースバンド信号の変復調を行うＩＤＵ４２（５２）と、無線送受信器であるＯＤＵ４３（５３）と、ＩＤＵ４２（５２）とＯＤＵ４３（５３）間をインターフェースする１本の同軸ケーブル４５（５５）と、ＯＤＵ４３（５３）に接続され対向局との間で無線による送受信を行うアンテナ４４（５４）と、を備える。
【００８７】
Ａ局４１（Ｂ局５１）のＯＤＵ４３（５３）は、図２５に示すように、マルチプレクサ回路６１と、送受信回路６２と、制御回路６３とを備える。なお、図２５の構成では、送信回路と受信回路が一体化された送受信回路６２を搭載しているが、送信回路と受信回路が別々に設けられていても構わない。
【００８８】
ＯＤＵ４３（５３）のマルチプレクサ回路６１は、同軸ケーブル４５（５５）を介してＩＤＵ側から入力される多重信号を分離して、ＤＣ電源を各回路に供給し、制御信号を制御回路６３へ出力する機能を備える。マルチプレクサ回路６１はさらに、変調波を分離抽出して送受信回路６２へ出力する機能と、送受信回路６２から入力される復調用中間周波数信号をＩＤＵへ出力する機能を備えている。
【００８９】
ＯＤＵ４３（５３）の送受信回路６２は、マルチプレクサ回路６１から入力された変調波を無線周波数信号に変換してアンテナ４４（５４）から送信する機能と、アンテナ４４（５４）で受信された無線周波数信号を復調用中間周波数信号に変換してマルチプレクサ回路６１へ出力する機能を備えている。
【００９０】
ＯＤＵ４３（５３）の制御回路３３は、ＩＤＵ−ＯＤＵ間の通信制御を行う機能と、ＯＤＵ４３（５３）の制御を監視する機能を備えている。
【００９１】
このような構成の無線通信システムにおいて、ＩＤＵ４２（５２）からＯＤＵ４３（５３）に入力された多重信号は、マルチプレクサ回路６１でＤＣ電源、制御信号、および変調波に分離され、変調波は送受信回路６２へ出力される。送受信回路６２に入力された変調波は送受信回路６２で無線周波数信号（ＲＦ信号）に変換され、アンテナ４４（５４）を介して対向局へ送信される。一方、アンテナ４４（５４）により対向局から受信したＲＦ信号は、送受信回路６２で復調用中間周波信号に変換され、マルチプレクサ回路６１、同軸ケーブル４５（５５）経由でＩＤＵ４２（５２）へ出力される。なお、図２４に示した例は一の基地局においてＩＤＵとＯＤＵが分離されている構成であるが、本発明はＩＤＵとＯＤＵが一体化されている場合にも、適用できる。
【００９２】
以上のような動作を可能にするマルチプレクサ回路６１、送受信回路６２、制御回路６３等の精密電子部品が、図１６ないし図１８に示したＯＤＵ３１の筐体内に収容されている。前述したように本発明によるＯＤＵの筐体は、塗装されていなくても、耐環境性に優れた外側表面を備えている。そのため、上記のような電子回路を過酷な屋外環境の中でしっかりと保護することができる。
【００９３】
以上本発明の実施例について詳述したが、本願発明は上記の実施例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能であることは言うまでもない。
【００９４】
この出願は、2010年9月29日に出願された日本出願特願2010-219081を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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