(57)【要約】【課題】結合損失が低く伝送損失の低いアンテナおよび無線通信システムを提供することを目的とする。【解決手段】アンテナは、中心導体と、この中心導体を被覆した絶縁体と、この絶縁体の周囲に金属線を編み込んだ編組を外部導体とする漏洩伝送線路と、漏洩伝送線路の外部導体に電磁結合し、使用する周波数の自由空間波長λＯに基づく間隔で配列される複数の金属部と、を備える。【選択図】図９
2020021986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体と、この中心導体を被覆した絶縁体と、この絶縁体の周囲に金属線を編み込んだ編組を外部導体とする漏洩伝送線路と、
前記漏洩伝送線路の外部導体に電磁結合し、使用する周波数の自由空間波長λＯに基づく間隔で配列される複数の金属部と、
を備えるアンテナ。
【請求項２】
前記漏洩伝送線路の前記外部導体は、金属線を編み込んだ編組である金属線編組の編組密度が９６％より低い請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記金属部は、前記外部導体を被覆したシースに接触または近接する、請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記金属部は、前記外部導体に接触または近接する、請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記金属部の長さは、使用する周波数の自由空間波長λＯの１／８〜６／８である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記金属部は、前記漏洩伝送線路の信号の流れる方向に対して片方向に配列し、
前記金属部の間隔Ｐｍは、使用する周波数の自由空間波長λＯと前記漏洩伝送線路の周囲の等価比誘電率εｒｅから導かれる前記漏洩伝送線路の周囲の等価的波長λｅ＝λＯ／（√（εｒｅ））を用いて、Ｐｍ＝λｅ／２である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋Ｐｍ＝ｎλｅ（ただしｎは１以上の整数）の関係に構成した、請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋｛［１／ｑ］＋２（ｑ−１）｝（λｅ／４）＝ｎλｅ（ただしｑ、ｎは１以上の整数、［  ］はガウス記号）の関係に構成した、請求項６に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記金属部は、前記漏洩伝送線路の信号の流れる方向に対して両方向に配列し、
前記金属部の間隔Ｐｍは、使用する周波数の自由空間波長λＯと前記漏洩伝送線路の周囲の等価比誘電率εｒｅから導かれる前記漏洩伝送線路の周囲の等価的波長λｅ＝λＯ／（√（εｒｅ））を用いて、Ｐｍ＝λｅ／４である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋Ｐｍ＝（２ｎ＋１）λｅ／２（ただしｎは１以上の整数）の関係に構成した、請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋｛［１／ｑ］＋２（ｑ−１）｝（λｅ／４）＝（２ｎ＋１）（λｅ／２）（ただしｑ、ｎは１以上の整数、［  ］はガウス記号）の関係に構成した、請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１２】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のアンテナと、
前記アンテナの一端に接続される送受信器と、
前記アンテナの他端に接続される終端器と、
前記アンテナが備える複数の金属部が配置される平面状誘電体板と、
を備える無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナおよび無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
同軸ケーブルは、中心に中心導体があり、中心導体の周囲に絶縁体があり、絶縁体の周囲に外部導体があり、外部導体の外側がシースで覆われている。同軸ケーブルは、中心導体と外部導体との間に電磁エネルギーを閉じ込めて、例えば通信に使用される電気信号を伝送する目的で使用される。中心導体と外部導体の材料には、例えば銅やアルミニウムが使用される。絶縁体の材料には、例えばポリエチレンや発泡ポリエチレンが使用される。シースの材料には、例えばポリエチレンやＰＶＣ（塩化ビニル）が使用される。外部導体の構造は、例えば、パイプ状、または導体テープ添え、あるいは導体細線を編み込んだ編組である。なお、同軸ケーブル内部の電磁エネルギーが外部に漏洩した場合は、伝送損失の増加につながり長距離を中継用の増幅器無しで使用できなくなる。このため、編組は、一般的に電磁エネルギーの漏れが生じないように空隙を極力なくすように高い密度で編み込まれている。
【０００３】
この同軸ケーブルをアンテナとして使用する場合がある。例えば、同軸ケーブルの外部導体の編組の密度を低くすることで内部のエネルギーが漏れ出すので、そこに金属片を配置することで、漏れ出した電磁エネルギーによって金属片が励振されてアンテナとして利用できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸとも言う）もアンテナとして使用される。ＬＣＸの構造は、同軸ケーブルと同じであるが、内部と外部の電磁波を送受信する周期的な孔部（スロット）が外部導体に設けられている。ＬＣＸは、このようなスロットによって同軸ケーブルに入力された信号を電磁波としてケーブルの外部に放射（送信）したり、外部からの電磁波を受信したりできる。このように、ＬＣＸは、伝送路とアンテナとの両方の機能を有した細長いアンテナとして利用することができる（例えば、特許文献２，３参照）。また、ＬＣＸにおいて、スロットから漏れた電磁波で外部導体を励振して、外部導体自身をアンテナとして利用することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４７８４３４号広報
【特許文献２】特許第５１９０１４７号広報
【特許文献３】特許第５１６２７１３号広報
【特許文献４】特許第５６３１３７４号広報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】岸本利彦、佐々木伸、“ＬＣＸ通信”、社団法人電子通信会、コロナ社、昭和５７年８月３０日、ｐ２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＬＣＸにおいて、送受信感度をあげるために送受信感度の指標である結合損失を低くした場合、結合損失が５０ｄＢ以下になると伝送損失が急激に増加して長距離の通信に使用できなくなることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
また、ＬＣＸを外部アンテナとして動作させる従来技術では、６０ｄＢ程度の結合損失が限界であり、さらに低い結合損失を得ることが困難であった（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
さらに、金属片を同軸ケーブルに近接させ金属片をアンテナとして動作させる特許文献１の技術では、金属片近傍のみの通信を目的としている。このため、特許文献１に記載の技術では、金属片からの距離が１．５ｍ程度になると結合損失が１００ｄＢ程度となり、通信が困難になる。
以上のように、従来技術では、結合損失が低く伝送損失の低いアンテナを実現することが出来なかった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、結合損失が低く伝送損失の低いアンテナおよび無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るアンテナは、中心導体（１０２）と、この中心導体を被覆した絶縁体（１０３）と、この絶縁体の周囲に金属線を編み込んだ編組を外部導体（１０４、１０４Ｅ）とする漏洩伝送線路（低密度編組同軸ケーブル１０、１０Ａ、１０Ｂ、漏洩同軸ケーブル１０Ｅ）と、前記漏洩伝送線路の外部導体に電磁結合し、使用する周波数の自由空間波長λＯに基づく間隔で配列される複数の金属部（金属片２０、２０Ａ）と、を備える。
【００１１】
（２）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記漏洩伝送線路の前記外部導体は、金属線を編み込んだ編組である金属線編組の編組密度が９６％より低いようにしてもよい。
【００１２】
（３）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記金属部は、前記外部導体を被覆したシース（１０５）に接触または近接するようにしてもよい。
【００１３】
（４）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記金属部は、前記外部導体に接触または近接するようにしてもよい。
【００１４】
（５）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記金属部の長さは、使用する周波数の自由空間波長λＯの１／８〜６／８であるようにしてもよい。
【００１５】
（６）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記金属部は、前記漏洩伝送線路の信号の流れる方向に対して片方向に配列し、
前記金属部の間隔Ｐｍは、使用する周波数の自由空間波長λＯと前記漏洩伝送線路の周囲の等価比誘電率εｒｅから導かれる前記漏洩伝送線路の周囲の等価的波長λｅ＝λＯ／（√（εｒｅ））を用いて、Ｐｍ＝λｅ／２であるようにしてもよい。
【００１６】
（７）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋Ｐｍ＝ｎλｅ（ただしｎは１以上の整数）の関係に構成するようにしてもよい。
【００１７】
（８）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋｛［１／ｑ］＋２（ｑ−１）｝（λｅ／４）＝ｎλｅ（ただしｑ、ｎは１以上の整数、［  ］はガウス記号）の関係に構成するようにしてもよい。
【００１８】
（９）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記漏洩伝送線路の信号の流れる方向に対して両方向に配列し、
前記金属部の間隔Ｐｍは、使用する周波数の自由空間波長λＯと前記漏洩伝送線路の周囲の等価比誘電率εｒｅから導かれる前記漏洩伝送線路の周囲の等価的波長λｅ＝λＯ／（√（εｒｅ））を用いて、Ｐｍ＝λｅ／４であるようにしてもよい。
【００１９】
（１０）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋Ｐｍ＝（２ｎ＋１）λｅ／２（ただしｎは１以上の整数）の関係に構成するようにしてもよい。
【００２０】
（１１）また、本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋｛［１／ｑ］＋２（ｑ−１）｝（λｅ／４）＝（２ｎ＋１）（λｅ／２）（ただしｑ、ｎは１以上の整数、［  ］はガウス記号）の関係に構成するようにしてもよい。
【００２１】
（１２）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る無線通信システムは、上記（１）から（９）のいずれか１つに記載のアンテナと、前記アンテナの一端に接続される送受信器と、前記アンテナの他端に接続される終端器（８０３）と、前記アンテナが備える複数の金属部が配置される平面状誘電体板と、を備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、結合損失が低く伝送損失の低いアンテナおよび無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態で用いる低密度編組同軸ケーブルの構造例を示す投影図である。
【図２】１つの金属片を低密度編組同軸ケーブルのシースに接触させてｘ軸方向に移動させたときの結合損失の測定系を示す図である。
【図３】１つの金属片の端部を低密度編組同軸ケーブルのシースに接触させてｘ軸方向に移動させたとき、入力信号の周波数が５００ＭＨｚの際の結合損失を示す図である。
【図４】金属片を移動させたときのケーブル軸方向の結合損失を示す図である。
【図５】１つの金属片の端部を低密度編組同軸ケーブルのシースに接触させてｘ軸方向に移動させたとき、入力信号の周波数が３００ＭＨｚの際の結合損失を示す図である。
【図６】１つの金属片の端部を低密度編組同軸ケーブルのシースに接触させてｘ軸方向に移動させたとき、入力信号の周波数が７５０ＭＨｚの際の結合損失を示す図である。
【図７】１つの金属片の端部を低密度編組同軸ケーブルのシースに接触させ金属片の長さを変化させた際の結合損失を示す図である。
【図８】各周波数に対する自由空間波長と、低密度編組同軸ケーブルのｘ軸に沿った結合損失の大小の周期と、シース周辺の波長と、シース周辺の等価比誘電率と、送受信効率の高い金属片の長さとの関係を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る金属片の間隔がＴ５００／２、Ｔ５００および２Ｔ５００におけるアンテナの構造例を示す図である。
【図１０】第１実施形態に係るアンテナ１Ａａ、１Ａｂおよび１Ａｃの測定結果である。
【図１１】第２実施形態に係る金属片の間隔がＴ５００／２およびＴ５００におけるアンテナの構造例を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係るアンテナ１Ｂａおよび１Ｂｂの測定結果である。
【図１３】第３実施形態に係る金属片の位置をｚ軸方向に変化させたアンテナの構成例を示す図である。
【図１４】第３実施形態に係るアンテナ１Ａｂ、１Ａｄおよび１Ａｅの測定結果である。
【図１５】金属片をシースに接触させる端部からの位置を０ｍｍ（端部）、２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍおよび１１２．５ｍｍ（中央部）に変化させた場合の結合損失を測定した結果を示す図である。
【図１６】外部導体の編組密度が２１％、４０％および６１％の低密度編組同軸ケーブルの構成例を示す図である。
【図１７】第４実施形態における金属片が片側に配列されたアンテナと金属片が両側に交互に配列されたアンテナの構成例を示す図である。
【図１８】第４実施形態における外部導体の編組密度を変えたアンテナの結合損失を示す図である。
【図１９】第４実施形態における外部導体の編組密度を変えたアンテナの結合損失を示す図である。
【図２０】第５実施形態に係る金属片の端部をシースに接触させたアンテナの構造例と、金属片の端部を外部導体に接触させたアンテナの構造例を示す図である。
【図２１】第５実施形態に係るアンテナ１Ｃａとアンテナ１Ｃｂそれぞれの結合損失を測定した結果を示す図である。
【図２２】第６実施形態に係る無線通信システムの斜視図である。
【図２３】第７実施形態に係る無線通信システムの斜視図である。
【図２４】第８実施形態に係る無線通信システムの斜視図である。
【図２５】第９実施形態に係る無線通信システムの斜視図である。
【図２６】第１０実施形態に係る無線通信システムの斜視図である。
【図２７】第１１実施形態に係る漏洩同軸ケーブルの構造例を示す投影図である。
【図２８】第１１実施形態に係る外部導体部分を拡大して示した図である。
【図２９】第１１実施形態に係る金属片の端部をシースに接触させたアンテナの構造例と、金属片の端部を外部導体に接触させたアンテナの構造例を示す図である。
【図３０】金属片を用いない場合の漏洩同軸ケーブルによる周波数が３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、１ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５ＧＨｚにおけるケーブル軸方向の結合損失を示す図である。
【図３１】第１１実施形態に係る金属片の端部をシースに接触させたアンテナ１Ｅａによる周波数が３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、１ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５ＧＨｚにおけるケーブル軸方向の結合損失を示す図である。
【図３２】第１１実施形態に係る金属片の端部を外部導体１０４Ｅに接触させたアンテナ１Ｅｂによる周波数が３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、１ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５ＧＨｚにおけるケーブル軸方向の結合損失を示す図である。
【図３３】金属片を片側に配列したときにアンテナとして動作しているときの放射状態を説明するための図である。
【図３４】金属片を片側に配列したときにアンテナとして動作しているときの発生する電界、電流、磁界を説明するための図である。
【図３５】金属片を両側に交互に配列したときにアンテナとして動作しているときの放射状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２５】
＜実験＞
実施形態では、図１に示すように、外部導体である金属線編組（以下、編組という）の密度を低くして、ケーブル内部の電磁波が編組の空隙部を通過してケーブル外部に漏れ出す構造の低密度編組同軸ケーブルを用いた。
図１は、実施形態で用いる低密度編組同軸ケーブル１０の構造例を示す投影図である。図１（Ａ）は低密度編組同軸ケーブル１０の正面図であり、図１（Ｂ）は低密度編組同軸ケーブル１０の側面図である。図１において、低密度編組同軸ケーブル１０の長さ方向をｘ軸方向、短手方向をｙ軸方向、太さ方向をｚ軸方向とする。
【００２６】
図１に示すように、低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）は、中心導体１０２、絶縁体１０３、外部導体１０４、およびシース１０５を備える。
低密度編組同軸ケーブル１０は、中心に中心導体１０２があり、中心導体１０２の周囲に絶縁体１０３があり、絶縁体１０３の周囲に低密度編組の外部導体１０４があり、外部導体１０４の外側がシース１０５で覆われている。
【００２７】
中心導体１０２は、外径が１．４ｍｍの銅線である。絶縁体１０３は、外径が４．８ｍｍのポリエチレンである。外部導体１０４は、外径が０．１４ｍｍの銅線でピッチを３９ｍｍで編んだ低密度編組構造であり、外径が７．３ｍｍである。シース１０５は、厚みが１ｍｍのＰＶＣ（塩化ビニル）である。
外部導体１０４は、銅線が全部で２４本であり、３本を１組として８組で編み込んでいる。以下、このような構成を、３持ち８打ち編組と呼ぶ。
【００２８】
ここで、外部導体１０４の編組密度Ｋは、絶縁体１０３の表面積における編組の表面積として定義され、次式（１）で計算することができる。
【００２９】
【数１】
2020021986.tif 000003
【００３０】
式（１）において、Ｆは次式（２）である。
【００３１】
【数２】
2020021986.tif 000004
【００３２】
式（２）において、Ａは外部導体１０４の銅線の持ち数であり、Ｂは外部導体１０４の打ち数であり、ｄは外部導体１０４の銅線の直径（ｍｍ）であり、πは円周率であり、Ｄは絶縁体１０３の外径（ｍｍ）であり、Ｌは外部導体１０４のピッチ（ｍｍ）である。上述した低密度編組同軸ケーブル１０の編組密度Ｋは、２１％である。
【００３３】
次に、３ｍの低密度編組同軸ケーブル１０を電波吸収体の上に直線上に置き、低密度編組同軸ケーブル１０の一端に信号発生器から一般の同軸ケーブルを介して５００ＭＨｚの高周波信号を入力する。低密度編組同軸ケーブル１０に高周波信号を入力されると、低密度編組同軸ケーブル１０は外部に電磁波を放射する。このように低密度編組同軸ケーブル１０に高周波信号を入力した場合、外部導体１０４がアンテナとして動作することが知られている。この場合は、外部導体１０４が共振状態となり、外部導体１０４上に電磁波の強弱、いわゆる定在波が現れると推測される。
【００３４】
この外部導体１０４上に現れる定在波を確認するために、図２に示すように金属片２０（金属部）の端末を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させｘ軸方向に移動させ、低密度編組同軸ケーブル１０の真上１．５ｍで半波長標準ダイポールアンテナ８１１をｘ軸方向に移動させて結合損失を測定した。ここで、金属片２０は、材質が銅テープであり、形状が長方形であり、長さが２６０ｍｍであり、幅が１０ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである。また、低密度編組同軸ケーブル１０に平行な偏波（Ｈ偏波）は弱かったため、低密度編組同軸ケーブル１０に垂直な偏波（Ｖ偏波）について測定を行った。図２は、１つの金属片２０を低密度編組同軸ケーブル１０のシースに接触させてｘ軸方向に移動させたときの結合損失の測定系を示す図である。図２に示すように、低密度編組同軸ケーブル１０は、一端が一般の同軸ケーブル８０１を介して信号発生器８０２が接続され、他端に終端器８０３が接続され終端されている。また、低密度編組同軸ケーブル１０は、長さは３ｍであり、電波吸収体８００の上に直線状に置かれている。また、低密度編組同軸ケーブル１０と半波長標準ダイポールアンテナ８１１との間隔はｒである。半波長標準ダイポールアンテナ８１１には、信号受信器８１２が接続されている。
なお、以下に説明する各実施形態では、金属部の例として形状が長方形の金属テープである金属片を例に説明するが、金属部はこれに限らない。金属部は、例えば棒状、板状、およびパイプ状等であってもよい。また、材質も銅に限られない。
【００３５】
図３は、１つの金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させてｘ軸方向に移動させたとき、入力信号の周波数が５００ＭＨｚの際の結合損失を示す図である。図３において、横軸は低密度編組同軸ケーブル１０の一端を０ｍｍとし終端器８０３側を３ｍとして金属片２０の位置（ｍｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。
ここで、結合損失Ｌｃは、低密度編組同軸ケーブル１０への入力電圧Ｐｉｎ（Ｗ）と半波長標準ダイポールアンテナ８１１が出力する出力電圧Ｐｏｕｔ（Ｗ）を用いて、次式（３）により算出することができる。
【００３６】
【数３】
2020021986.tif 000005
【００３７】
入力信号の周波数が５００ＭＨｚの結合損失が最小の位置同士の間隔は２７８ｍｍであった。図３に示すように、結合損失が最小の位置は、例えば１６２２ｍｍ、１９００ｍｍ等である。なお、間隔ｒは１．５ｍ、金属片２０の長さＬｍは２６０ｍｍである。
【００３８】
ここで、金属片２０の位置が１９００ｍｍのときのケーブル軸方向の結合損失を図４に示す。図４は、金属片２０を移動させたときのケーブル軸方向の結合損失を示す図である。図４において、横軸はケーブル軸方向の位置（ｍｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。図４に示すように、金属片２０の位置が１９００ｍｍのときの結合損失は、約５０ｄＢである。
【００３９】
同様に、入力信号の周波数を３００ＭＨｚにした場合の結合損失を測定した結果が図５である。また、入力信号の周波数を７５０ＭＨｚにした場合の結合損失を測定した結果が図６である。図５は、１つの金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させてｘ軸方向に移動させたとき、入力信号の周波数が３００ＭＨｚの際の結合損失を示す図である。図６は、１つの金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させてｘ軸方向に移動させたとき、入力信号の周波数が７５０ＭＨｚの際の結合損失を示す図である。図５と図６において、横軸と縦軸は図３と同様である。
【００４０】
図５に示すように、入力信号の周波数が３００ＭＨｚの結合損失が最小の位置同士の間隔は４７０ｍｍであった。間隔ｒは１．５ｍ、金属片２０の長手方向の長さＬｍが２６０ｍｍである。結合損失が最小の位置は、例えば１２００ｍｍ等である。
また、図６に示すように、入力信号の周波数が７５０ＭＨｚの結合損失が最小の位置同士の間隔は１９０ｍｍであった。間隔ｒは１．５ｍ、金属片２０の長手方向の長さＬｍが２６０ｍｍである。結合損失が最小の位置は、例えば１８００ｍｍ等である。
【００４１】
図３、図５および図６に示すように、金属片２０をケーブルの軸方向に移動させたときの結合損失に強弱いわゆる定在波が現れ周期性があることが分かった。また、図３、図５および図６に示すように実験結果から、周期Ｔは周波数が高くなるほど短くなる。また、上述したように周波数が５００ＭＨｚのときの周期Ｔ５００は２７８ｍｍであった。一般的に共振状態のケーブル上の定在波の周期は半波長である。周期Ｔ５００が自由空間波長λＯの半波長より短い理由は、シース１０５の誘電率の影響によってわずかに短くなっていると考えられる。この場合の波長を等価的波長（シース周辺波長）λｅ５００とすると、半波長はλｅ５００／２であるので、λｅ５００＝２×Ｔ５００＝５５６ｍｍである。また、周波数５００ＭＨｚの自由空間波長λＯ５００は、Ｖｃ／ｆ＝３×１０８／５００×１０３＝６００ｍｍである。なお、Ｖｃは光速である。
【００４２】
従って、シース１０５周辺の等価比誘電率εｒｅ５００は、次式（４）によって求めることができる。
【００４３】
【数４】
2020021986.tif 000006
【００４４】
式（４）を用いて周波数が５００ＭＨｚのときのシース１０５周辺の等価比誘電率εｒｅ５００を求めると、約１．１６（＝λＯ／２／２７８）２）である。
【００４５】
同様に、周波数が３００ＭＨｚのとき、周期Ｔ３００は４７０ｍｍであり、波長λＯは１０００ｍｍ（＝３×１０８／３００×１０３）である。また、式（４）より周波数が３００ＭＨｚのときのシース１０５周辺の等価比誘電率εｒｅ３００は約１．１３（＝λＯ／２／４７０）２）である。
また、周波数が７５０ＭＨｚのとき、周期Ｔ７５０は１９０ｍｍであり、信号周波数７５０ＭＨｚの波長λＯは４００ｍｍ（＝３×１０８／７５０×１０３）である。また、式（４）より周波数が７５０ＭＨｚのときのシース１０５周辺の等価比誘電率εｒｅ７５０は約１．１１（＝λＯ／２／１９０）２）である。
【００４６】
次に、放射効率が最大となる、すなわち結合損失が最小となる金属片２０の長さを調べるため測定を行った。低密度編組同軸ケーブル１０への入力周波数は、３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚおよび７５０ＭＨｚとした。金属片２０は、幅が１０ｍｍ、厚さが０．３ｍｍ、長さを２５ｍｍ〜５００ｍｍに変化させた。実験では、金属片２０の端部を、低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させた。接触させた位置は、上述した実験結果から周波数が３００ＭＨｚの場合が１２００ｍｍ、周波数が５００ＭＨｚの場合が１９００ｍｍ、周波数が７５０ＭＨｚの場合が１８００ｍｍとした。
【００４７】
図７は、１つの金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させ金属片２０の長さを変化させた際の結合損失を示す図である。図７において、横軸は金属片２０の長さ（ｍｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。符号ｇ１は、周波数が３００ＭＨｚのとき金属片２０の長さを変化させた際の結合損失の変化である。符号ｇ２は、周波数が５００ＭＨｚのとき金属片２０の長さを変化させた際の結合損失の変化である。符号ｇ３は、周波数が７５０ＭＨｚのとき金属片２０の長さを変化させた際の結合損失の変化である。
【００４８】
図７に示すように、各周波数ともに結合損失は、金属片２０の長さによって変化する。周波数が３００ＭＨｚの場合は、金属片２０の長さが３７５ｍｍ付近の際の結合損失が最も小さく、長さが３７５ｍｍのとき効率の高い放射が行われている。また、周波数が５００ＭＨｚの場合は、金属片２０の長さが２２５ｍｍ付近の際の結合損失が最も小さい。さらに、周波数が７５０ＭＨｚの場合は、金属片２０の長さが１５０ｍｍ付近の際の結合損失が最も小さい。
【００４９】
これらの金属片２０の長さを各周波数の自由空間波長λＯを用いて表すと、周波数３００ＭＨｚのときはλＯが１０００ｍｍであるため、３７５ｍｍは３λＯ／８である。周波数５００ＭＨｚのときは自由空間波長λＯが６００ｍｍであるため、２２５ｍｍは３λＯ／８である。周波数７５０ＭＨｚのときは自由空間波長λＯが４００ｍｍであるため、１５０ｍｍは３λＯ／８である。
また、図７に示した実験結果より、金属片の長さに対する結合損失の変化は少ないことがわかり、各波長とも金属片２０の長さがλＯ／８〜６λＯ／８の範囲であれば、金属片２０の端末を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させたアンテナは、効率の良いアンテナとして動作する。
【００５０】
上述した各実験結果から得られた各周波数（３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ）に対する関係を図８に示す。図８は、各周波数に対する自由空間波長λＯと、低密度編組同軸ケーブル１０のｘ軸に沿った結合損失の大小の周期Ｔと、シース１０５周辺の波長と、シース１０５周辺の等価比誘電率（シース周辺誘電率）と、送受信効率の高い金属片２０の長さとの関係を示す図である。
なお、図８において、シース１０５周辺の等価比誘電率は、小数点１桁までに四捨五入して示している。シース周辺波長λｅ（ｍｍ）は２Ｔである。また、送受信可能な金属片２０の長さ（ｍｍ）は、アンテナとして使用可能な範囲であり、上述した実験結果からλＯ／８〜６λＯ／８の範囲とした。
【００５１】
上述した各実験結果から、複数の金属片２０を一定の間隔Ｐｍで低密度編組同軸ケーブル１０のシース（図１）に接触させてｚ軸方向の片側に配列する場合、最も送受信効率が高い配列は、金属片２０の長さが結合損失を低くできる長さであり、配列する間隔Ｐｍと位置は結合損失が低くなる周期Ｔと結合損失が低くなる位置である。なお、間隔Ｐｍとは、金属片２０の幅方向（ｘ軸方向、低密度編組同軸ケーブルの長手方向）中心線同士の間隔のことをいう。
【００５２】
＜第１実施形態＞
１つの金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）のシース１０５（図１）に接触させ金属片２０の位置をｘ軸方向に変化させた場合、金属片２０の長さを変化させた場合の実験結果を説明した。この実験結果に基づいて、本実施形態のアンテナは、複数の金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させた構造とする。なお、金属片２０は、シース１０５に接触してなくてもよく、外部導体１０４に電磁結合していればよい。このため、金属片２０は、外部導体１０４に電磁結合可能な低密度編組同軸ケーブル１０の近傍に配列してもよい。このため、実施形態では、金属片２０と低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５とが接触または近接して配列されていればよい。
なお、実施形態では、漏洩伝送線路として、図１に示した同軸ケーブルの外部導体１０４の編組密度を低減させた低密度編組同軸ケーブル１０を使用する。
【００５３】
図９は、本実施形態に係る金属片２０の間隔ＰｍがＴ５００／２、Ｔ５００および２Ｔ５００におけるアンテナの構造例を示す図である。図９（Ａ）は、金属片２０の間隔Ｐｍが１３９ｍｍ（＝Ｔ５００／２）のアンテナ１Ａａの構成例を示す図である。図９（Ｂ）は、金属片２０の間隔Ｐｍが２７８ｍｍ（＝周期Ｔ５００）のアンテナ１Ａｂの構成例を示す図である。図９（Ｃ）は、金属片２０の間隔Ｐｍが５５６ｍｍ（＝２Ｔ５００）のアンテナ１Ａｃの構成例を示す図である。なお、アンテナ１Ａａ、１Ａｂおよび１Ａｃのうち１つを特定しない場合は、単にアンテナ１Ａという。
【００５４】
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）において、座標系は図１と同じである。アンテナ１Ａは、低密度編組同軸ケーブル１０と複数の金属片２０を備える。アンテナ１Ａは、一端が測定時に同軸ケーブルを介して信号発生器８０２に接続され、他端が終端器８０３に接続される。また、アンテナ１Ａへの入力信号の周波数は５００ＭＨｚである。低密度編組同軸ケーブル１０の構造は図１と同様である。金属片２０の長さは、周波数が５００ＭＨｚであるため図８に示した実験結果より２２５ｍｍとした。なお、金属片２０は、幅が１０ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである。
【００５５】
図９（Ａ）に示すように、アンテナ１Ａａでは、金属片２０の端部を、結合損失が小さかった１９００ｍｍの位置を基準に、強弱の山（結合損失が小さい位置）と谷（結合損失が大きい位置）毎に１３９ｍｍの等間隔Ｐｍでｚ軸方向の片側に配列しシース１０５（図１）に接触させた。
図９（Ｂ）に示すように、アンテナ１Ａｂでは、金属片２０の端部を、結合損失が小さかった１９００ｍｍの位置を基準に、山毎に２７８ｍｍの等間隔Ｐｍでｚ軸方向の片側に配列しシース１０５（図１）に接触させた。
図９（Ｃ）に示すように、アンテナ１Ａｃでは、金属片２０の端部を、結合損失が小さかった１９００ｍｍの位置を基準に、２山毎に５５６ｍｍの等間隔Ｐｍでｚ軸方向の片側に配列しシース１０５（図１）に接触させた。
【００５６】
図１０は、本実施形態に係るアンテナ１Ａａ、１Ａｂおよび１Ａｃの測定結果である。図１０（Ａ）はアンテナ１Ａａの測定結果である。図１０（Ｂ）はアンテナ１Ａｂの測定結果である。図１０（Ｃ）はアンテナ１Ａｃの測定結果である。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）において、横軸はケーブル軸方向の位置（ｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。なお、入力信号の周波数は５００ＭＨｚである。
【００５７】
図１０（Ａ）に示すように、アンテナ１Ａａにおいて結合損失は約５８ｄＢであった。図１０（Ｂ）に示すように、アンテナ１Ａｂにおいて結合損失は約４４ｄＢであった。図１０（Ｃ）に示すように、アンテナ１Ａｃにおいて結合損失は約５０ｄＢであった。
【００５８】
また、図１０（Ｂ）に示すように、間隔Ｐｍが周期Ｔ５００であるアンテナ１Ａｂのときの結合損失の変動がケーブル軸方向１〜２ｍ程度で数ｄＢと安定している。一方、アンテナ１Ａａおよび１Ａｃの結合損失の変動は、図１０（Ａ）および図１０（Ｃ）に示すように不安定であった。
このように、金属片２０の間隔Ｐｍを結合損失の周期Ｔ５００（＝λe／２）に配列した場合に送受信効率が高く、結合損失が安定している。また、実測した結果、Ｖ偏波の結合損失の方がＨ偏波の結合損失より低いため、Ｖ偏波を通信に用いた方が送受信効率は高い。なお、実測結果では、Ｈ偏波の送受信効率が低く不安定であった。
【００５９】
以上のように、信号の周波数が５００ＭＨｚであり複数の金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０の片側に等間隔でシース１０５（図１）に接触させて配列させた場合、金属片２０の間隔は結合損失の周期Ｔ５００（λe／２）に合わせることで低く安定した結合損失を得ることができる。
なお、周波数が３００ＭＨｚおよび７５０ＭＨｚの場合も、実測した結果、複数の金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０の片側に等間隔でシース１０５に接触させて配列させた場合、金属片２０の間隔は結合損失の周期Ｔ（λe／２）に合わせることで低く安定した結合損失を得ることができた。
【００６０】
以上のように、本実施形態のアンテナ１Ａは、低密度編組同軸ケーブル１０と複数の金属片２０を備える。そして、金属片２０は、端部がシース１０５（図１）に接触し、間隔Ｐｍが結合損失の周期Ｔ（λe／２）にｚ軸方向の片側に配列されている。
この構造により、アンテナ１Ａは、送受信効率が高く、結合損失を安定した特性を得ることができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、金属片２０を低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）のシース１０５のｚ軸方向の片側に配列する例を説明したが、本実施形態では両側に交互に金属片２０を配列する例を説明する。
【００６２】
図１１は、本実施形態に係る金属片２０の間隔Ｐｍが周期Ｔ５００／２および周期Ｔ５００におけるアンテナの構造例を示す図である。図１１（Ａ）は、金属片２０の間隔Ｐｍが１３９ｍｍ（＝Ｔ５００／２）のアンテナ１Ｂａの構成例を示す図である。図１１（Ｂ）は、金属片２０の間隔Ｐｍが２７８ｍｍ（＝周期Ｔ５００）のアンテナ１Ｂｂの構成例を示す図である。なお、アンテナ１Ｂａおよび１Ｂｂのうち１つを特定しない場合は、単にアンテナ１Ｂという。また、図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）において、座標系は図１と同じである。なお、金属片２０は、シース１０５に接触してなくてもよく、外部導体１０４に電磁結合していればよい。このため、金属片２０は、外部導体１０４に電磁結合可能な低密度編組同軸ケーブル１０の近傍に配列してもよい。
【００６３】
アンテナ１Ｂは、低密度編組同軸ケーブル１０と複数の金属片２０を備える。アンテナ１Ｂは、一端が測定時に同軸ケーブルを介して信号発生器８０２に接続され、他端が終端器８０３に接続される。また、アンテナ１Ｂへの入力信号の周波数は５００ＭＨｚである。低密度編組同軸ケーブル１０の構造は図１と同様である。金属片２０は、長さが２２５ｍｍであり、幅が１０ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである。
【００６４】
図１１（Ａ）に示すように、アンテナ１Ｂａでは、金属片２０の端部を、結合損失が小さかった１９００ｍｍの位置を基準に、強弱の山（結合損失が小さい位置）と谷（結合損失が大きい位置）毎に１３９ｍｍの等間隔Ｐｍでｚ軸方向の両側に交互に配列しシース１０５（図１）に接触させた。ｚ軸方向に交互の配列とは、第１の金属片２０を低密度編組同軸ケーブル１０に対してｚ軸の正方向に配列し、第２の金属片２０を低密度編組同軸ケーブル１０に対してｚ軸の負方向に配列する。
また、図１１（Ｂ）に示すように、アンテナ１Ｂｂでは、金属片２０の端部を、結合損失が小さかった１９００ｍｍの位置を基準に、山毎に２７８ｍｍの等間隔Ｐｍでｚ軸方向の両側に交互に配列しシース１０５（図１）に接触させた。
【００６５】
図１２は、本実施形態に係るアンテナ１Ｂａおよび１Ｂｂの測定結果である。図１２（Ａ）はアンテナ１Ｂａの測定結果である。図１２（Ｂ）はアンテナ１Ｂｂの測定結果である。図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）において、横軸はケーブル軸方向の位置（ｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。なお、入力信号の周波数は５００ＭＨｚである。
【００６６】
図１２（Ａ）に示すように、アンテナ１Ｂａにおいて結合損失は約４３ｄＢであった。図１２（Ｂ）に示すように、アンテナ１Ｂｂにおいて結合損失は約４４ｄＢであった。
また、図１２（Ａ）に示すように、間隔Ｐｍが周期Ｔ５００／２であるアンテナ１Ｂｂのときの結合損失の変動がケーブル軸方向１〜３ｍ程度で数ｄＢと安定している。一方、間隔Ｐｍが周期Ｔ５００であるアンテナ１Ｂｂの結合損失の変動は約６ｄＢ程度であり不安定であった。また、金属片２０を片側に配列した第１実施形態の図１０（Ｂ）と、金属片２０を両側に交互に配列した本実施形態の図１２（Ａ）を比較すると、本実施形態の方が、結合損失の変動が数ｄＢの範囲が広く、また、結合損失も低い。
【００６７】
以上のように、信号の周波数が５００ＭＨｚであり複数の金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０の両側に交互に等間隔でシース１０５（図１）に接触させて配列させた場合、金属片２０の間隔は結合損失の半周期Ｔ５００／２（λe／４）に合わせることで低く安定した結合損失を得ることができる。なお、本実施形態においても、実測した結果、結合損失がＶ偏波の方がＨ偏波より低いので送受信効率が高い。また、実測した結果、結合損失の変動もＶ偏波の方がＨ偏波より安定しているので通信に適している。
なお、周波数が３００ＭＨｚおよび７５０ＭＨｚの場合も、実測した結果、複数の金属片２０の端部を低密度編組同軸ケーブル１０の両側に交互に等間隔でシース１０５に接触させて配列させた場合、金属片２０の間隔は結合損失の周期Ｔ／２（λe／４）に合わせることで低く安定した結合損失を得ることができた。
【００６８】
以上のように、本実施形態のアンテナ１Ｂは、低密度編組同軸ケーブル１０と複数の金属片２０を備える。そして、金属片２０は、端部がシース１０５（図１）に接触し、間隔Ｐｍが結合損失の周期Ｔ／２（λe／４）にｚ軸方向の両側に交互に配列されている。
この構造により、アンテナ１Ｂは、送受信効率が高く、結合損失を安定した特性を得ることができる。
【００６９】
＜第３実施形態＞
第１実施形態では、金属片２０の端部をシース１０５（図１）に接触させて低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）の片側に配列する例を説明した。本実施形態では、金属片２０の接触位置を変化させる例を説明する。
【００７０】
図１３は、本実施形態に係る金属片２０の位置をｚ軸方向に変化させたアンテナの構成例を示す図である。図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）において、座標系は図１と同じである。図１３（Ａ）は図９（Ｂ）と同じであり金属片２０の端部がシース１０５に接触しているアンテナ１Ａｂの構成である。図１３（Ｂ）は、金属片２０の端部から４０ｍｍの位置がシース１０５に接触しているアンテナ１Ａｄの構成である。図１３（Ｃ）は、金属片２０の中央部がシース１０５に接触しているアンテナ１Ａｅの構成である。図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）において、金属片２０の間隔Ｐｍは２７８ｍｍである。
【００７１】
アンテナ１Ａｄおよびアンテナ１Ａｅは、低密度編組同軸ケーブル１０と複数の金属片２０を備える。アンテナ１Ａｂ、１Ａｄおよび１Ａｅは、一端が測定時に同軸ケーブルを介して信号発生器８０２に接続され、他端が終端器８０３に接続される。また、アンテナ１Ａｂ、１Ａｄおよび１Ａｅへの入力信号の周波数は５００ＭＨｚである。低密度編組同軸ケーブル１０の構造は図１と同様である。金属片２０は、長さが２２５ｍｍであり、幅が１０ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである。なお、金属片２０は、シース１０５に接触してなくてもよく、外部導体１０４に電磁結合していればよい。このため、金属片２０は、外部導体１０４に電磁結合可能な低密度編組同軸ケーブル１０の近傍に配列してもよい。
【００７２】
図１４は、本実施形態に係るアンテナ１Ａｂ、１Ａｄおよび１Ａｅの測定結果である。図１４（Ａ）は金属片２０の端部がシース１０５に接触しているアンテナ１Ａｂの測定結果である。図１４（Ｂ）は金属片２０の端部から４０ｍｍの位置がシース１０５に接触しているアンテナ１Ａｄの測定結果である。図１４（Ｃ）は金属片２０の中央部がシース１０５に接触しているアンテナ１Ａｅの測定結果である。図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）において、横軸はケーブル軸方向の位置（ｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。なお、入力信号の周波数は５００ＭＨｚである。
【００７３】
図１４（Ａ）に示すように、アンテナ１Ａａにおいて結合損失は約４４ｄＢであった。図１４（Ｂ）に示すように、アンテナ１Ａｄにおいて結合損失は約４８ｄＢであった。図１４（Ｃ）に示すように、アンテナ１Ａｅにおいて結合損失は約７０ｄＢであった。
【００７４】
さらに、金属片２０をシース１０５に接触させる端部からの位置を０ｍｍ（端部）、２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍおよび１１２．５ｍｍ（中央部）に変化させた場合の結合損失を測定した結果を図１５に示す。図１５は、金属片２０をシース１０５に接触させる端部からの位置を０ｍｍ（端部）、２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍおよび１１２．５ｍｍ（中央部）に変化させた場合の結合損失を測定した結果を示す図である。図１５において、横軸はケーブルに接触する金属片２０の端部からの位置（ｍｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。なお、接触位置が１１２．５ｍｍ以上の結合損失は、０ｍｍ〜１００ｍｍの結合損失を反転した結果と同じである。
【００７５】
図１５に示すように、結合損失は、金属片２０の中央部を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させたときが最も大きくなり、送受信効率が最も低くなる。従って、金属片２０を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させる位置は、金属片２０の中央部を避ける必要がある。
【００７６】
以上より、本実施形態のアンテナ１Ａは、金属片２０を低密度編組同軸ケーブル１０のシース１０５に接触させる位置を金属片２０のｚ軸方向の中央部以外の構成とする。すなわち、本実施形態のアンテナ１Ａは、図１３（Ｃ）の構成のアンテナ１Ａｅ以外の位置の構成である。
アンテナを高い送受信効率で使用したい場合、結合損失は５０ｄＢ以下が望まれる。図１５より、結合損失が５０ｄＢ以下となるのは、金属片２０をシース１０５に接触させる端部からの位置が０ｍｍ（端部）〜約５０ｍｍの範囲である。
【００７７】
以上のように、本実施形態では、シース１０５に接触させる金属片２０のｚ軸方向の位置を中央部以外とした。
これにより、本実施形態によれば、結合損失を低くさせることができ、送受信効率を高くすることが出来る。
【００７８】
＜第４実施形態＞
第１実施形態〜第３実施形態では、外部導体１０４が編組密度２１％の３持ち８打ち編組の例を説明した。本実施形態では、外部導体１０４の編組密度が他の例を説明する。
【００７９】
第１実施形態で説明したように、低密度編組同軸ケーブルを送受信効率の高いアンテナとして使用するためには、複数の金属片の端部をシースに接触させ低密度編組同軸ケーブルの片側に配列し、金属片同士の間隔Ｐｍを外部導体上の定在波の山、すなわちＴ（λe／２＝λＯ／２√（εｒe））に構成すればよい。
また、第２実施形態で説明したように、複数の金属片の端部を低密度編組同軸ケーブルの長さ方向の両側にｚ軸方向の交互に配列し、金属片同士の間隔Ｐｍを外部導体上の定在波の山と谷、すなわちＴ／２（λe／４＝λＯ／４√（εｒe））に構成すればよい。
【００８０】
本実施形態では、外部導体１０４の編組密度を図１６に示すように２１％、４０および６１％とし、この低密度編組同軸ケーブルのシースに金属片を接触させ片側または両側に配列して結合損失を測定した。
【００８１】
図１６は、外部導体１０４の編組密度が２１％、４０％および６１％の低密度編組同軸ケーブルの構成例を示す図である。図１６（Ａ）は外部導体１０４の編組密度が２１％の低密度編組同軸ケーブル１０の構成を示す図である。図１６（Ｂ）は外部導体１０４の編組密度が４０％の低密度編組同軸ケーブル１０Ａの構成を示す図である。図１６（Ｃ）は外部導体１０４の編組密度が６１％の低密度編組同軸ケーブル１０Ｂの構成を示す図である。なお、図１６では、外部導体１０４の構成を示すため、シース１０５の一部を除去して描いている。
【００８２】
低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）は、中心導体１０２（図１）、絶縁体１０３、３持ち８打ち編組の外部導体１０４、シース１０５を備える。低密度編組同軸ケーブル１０Ａは、中心導体１０２（図１）、絶縁体１０３、３持ち１６打ち編組の外部導体１０４Ａ、シース１０５を備える。低密度編組同軸ケーブル１０Ｂは、中心導体１０２（図１）、絶縁体１０３、５持ち１６打ち編組の外部導体１０４Ｂ、シース１０５を備える。なお、金属片２０は、シース１０５に接触してなくてもよく、外部導体１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ）に電磁結合していればよい。このため、金属片２０は、外部導体１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ）に電磁結合可能な低密度編組同軸ケーブル１０の近傍に配列してもよい。
【００８３】
中心導体１０２（図１）は、外径が１．４ｍｍの銅線である。絶縁体１０３は、外径が４．８ｍｍのポリエチレンである。外部導体１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ）は、外径が０．１４ｍｍの銅線で低密度編組構造であり、外径が７．３ｍｍである。シース１０５は、厚みが１ｍｍのＰＶＣ（塩化ビニル）である。
【００８４】
なお、３持ち１６打ち編組とは、３本を１組として１６組で編み込んだ編組であり、銅線が全部で４８本である。３持ち１６打ち編組の編組密度は、式（１）を用いて計算すると４０％となる。
また、５持ち１６打ち編組とは、５本を１組として１６組で編み込んだ編組であり、銅線が全部で８０本である。５持ち１６打ち編組の編組密度は、式（１）を用いて計算すると６１％となる。
【００８５】
第１の測定は、金属片２０（図２）の端部をシースに接触させ低密度編組同軸ケーブルの片側に配列し、金属片の間隔ＰｍをＴ（λe／２＝λＯ／２√（εｒe））として行った。
第２の測定は、図１１（Ａ）と同様に金属片２０の端部をシースに接触させ低密度編組同軸ケーブルの両側に交互に配列し、金属片の間隔ＰｍをＴ／２（λe／４＝λＯ／４√（εｒe））として行った。
【００８６】
測定では、アンテナに入力する周波数を３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚおよび７５０ＭＨｚとした。また、測定で使用した偏波は、Ｈ偏波が弱く不安定だったためＶ偏波のみした。
図１７は、本実施形態における金属片２０が片側に配列されたアンテナと金属片２０が両側に交互に配列されたアンテナの構成例を示す図である。図１７の座標系は図と同様である。図１７（Ａ）は金属片２０が片側に配列されたアンテナの構成例を示す図である。図１７（Ｂ）は金属片２０が両側に交互に配列されたアンテナの構成例を示す図である。
【００８７】
図１７（Ａ）に示すように、金属片２０が片側に配列されたアンテナは、低密度編組同軸ケーブル（１０または１０Ａあるいは１０Ｂ；漏洩伝送線路）と、複数の金属片２０を備える。
図１７（Ｂ）に示すように、金属片２０が両側に交互に配列されたアンテナは、図１７（Ａ）と同様に低密度編組同軸ケーブル（１０または１０Ａあるいは１０Ｂ）と、複数の金属片２０を備える。
なお、低密度編組同軸ケーブル（１０または１０Ａあるいは１０Ｂ）の他端には終端器８０３が接続される。
【００８８】
図１８と図１９は、本実施形態における外部導体の編組密度を変えたアンテナの結合損失を示す図である。なお、図１８と図１９の各値は、実測値の平均値である。図１９において、横軸は編組密度（％）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。また、図１９（Ａ）は金属片２０が片側に配列されているアンテナの結合損失である。図１９（Ａ）は金属片２０が両側に交互に配列されているアンテナの結合損失である。
【００８９】
また、図１９（Ａ）において、符号ｇ１０１は、周波数が３００ＭＨｚ、金属片２０が片側に配列され金属片の間隔Ｐｍが４７０ｍｍ（λe／２）のアンテナにおける編組密度対結合損失である。符号ｇ１０２は、周波数が５００ＭＨｚ、金属片２０が片側に配列され金属片２０の間隔Ｐｍが２７８ｍｍ（λe／２）のアンテナにおける編組密度対結合損失である。符号ｇ１０３は、周波数が７５０ＭＨｚ、金属片２０が片側に配列され金属片２０の間隔Ｐｍが１９０ｍｍ（λe／２）のアンテナにおける編組密度対結合損失である。
【００９０】
また、図１９（Ｂ）において、符号ｇ１１１は、周波数が３００ＭＨｚ、金属片２０が両側に交互に配列され金属片の間隔Ｐｍが２３５ｍｍ（λe／４）のアンテナにおける編組密度対結合損失である。符号ｇ１１２は、周波数が５００ＭＨｚ、金属片２０が両側に交互に配列され金属片２０の間隔Ｐｍが１３９ｍｍ（λe／４）のアンテナにおける編組密度対結合損失である。符号ｇ１１３は、周波数が７５０ＭＨｚ、金属片２０が両側に交互に配列され金属片２０の間隔Ｐｍが９５ｍｍ（λe／４）のアンテナにおける編組密度対結合損失である。
【００９１】
図１８と図１９に示すように、編組密度が低いほどアンテナの結合損失は低く、送受信効率が高くなる。結合損失の低下程度は、編組密度が２０〜４０％の領域で１０％あたり約７〜８ｄＢであり、編組密度が４０〜６０％の領域で１０％あたり数ｄＢであった。
実測結果に基づいて、低密度編組同軸ケーブル（１０、１０Ａ、１０Ｂ）のシース１０５に複数の金属片２０の端部を接触させたアンテナでは、外部導体（１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ）の編組密度が１０〜８０％の範囲であればアンテナとして利用可能である。すなわち、実施形態の外部導体（１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ）は、金属線を編み込んだ編組である金属線編組の編組密度が、アンテナとして使用しない一般的な同軸ケーブルより低く構成されている。なお、一般的な同軸ケーブルの編組密度は、外径４ｍｍの２．５Ｄ−２Ｖでは９６％、外径７ｍｍの５Ｄ−２Ｖでは９６％、外径１１ｍｍの８Ｄ−２Ｖでは９７％、外径１４ｍｍの１０Ｄ−２Ｖでは９８％である。従って、実施形態の外部導体（１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ）は、金属線を編み込んだ編組である金属線編組の編組密度が９６％より低く構成されている。
【００９２】
ここで、結合損失が低い場合は、放射が強いため伝送損失の増大が懸念される。また、同軸ケーブルの特性上から、周波数が高くなっても伝送損失の増大が懸念される。
これに対して、第１実施形態〜第３実施形態で説明したように、結合損失が低い配列は、金属片２０を片側に配列するより両側に交互に配列する構成である。このため、金属片２０を両側に交互に配列し、かつ編組密度が２１％の低密度編組同軸ケーブル１０と金属片２０を備えるアンテナでは、結合損失が３８ｄＢと最も低いときの周波数が３００ＭＨｚにおける伝送損失が実測で０．３７ｄＢ／ｍであり最も低かった。また、金属片２０を両側に交互に配列し、かつ編組密度が２１％の低密度編組同軸ケーブル１０と金属片２０を備えるアンテナでは、結合損失が４３ｄＢと最も低いときの周波数が７５０ＭＨｚにおける伝送損失が実測で０．６３ｄＢ／ｍと低く、問題の無い値であることが確認できた。
【００９３】
以上のように、本実施形態では、低密度編組同軸ケーブルにおいて外部導体の編組密度を２０〜６０％程度の範囲とした。これにより、本実施形態によれば、結合損失の低いアンテナを実現できる。
【００９４】
＜第５実施形態＞
第１実施形態〜第４実施形態では、金属片２０をシース１０５に接触（含む電磁結合）させる例を説明した。金属片２０を外部導体１０４（図１）に接触させた場合、低密度編組から漏れた電磁波と金属片２０との電磁結合がさらに強くなることで、結合損失がさらに低くなり、送受信効率が高まることが予想される。このため、本実施形態では、金属片２０を外部導体１０４に接触（含む電磁結合）させる例を説明する。なお、実施形態では、金属片２０と低密度編組同軸ケーブル１０の外部導体１０４とが接触または近接して配列されていればよい。
【００９５】
図２０は、本実施形態に係る金属片の端部をシースに接触させたアンテナの構造例と、金属片の端部を外部導体に接触させたアンテナの構造例を示す図である。座標系は図１と同じである。図２０（Ａ）は、金属片の端部をシースに接触させたアンテナの構造例を示す図である。図２０（Ｂ）は、金属片の端部を外部導体に接触させたアンテナの構造例を示す図である。
【００９６】
図２０（Ａ）に示すように、アンテナ１Ｃａは、低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）と金属片２０Ａ（金属部）を備える。金属片２０Ａは、端部がシース１０５に接触してｚ軸方向の両側に交互に配列される。アンテナ１Ｃａへの入力周波数は３００ＭＨｚとする。このため、金属片２０Ａの間隔Ｐｍは２３５ｍｍ（Ｔ／２）とする。金属片２０Ａのｚ軸方向の長さは、図７より結合損失が最も小さくなる３７５ｍｍとする。また、金属片２０Ａは、幅が１０ｍｍ、厚さが０．３ｍｍである。なお、金属片２０Ａは、図５の結合損失が最小となる１６７０ｍｍを基準に間隔Ｐｍで配列した。なお、低密度編組同軸ケーブル１０の他端には終端器８０３が接続される。また、編組密度は２１％である。
【００９７】
図２０（Ｂ）に示すように、アンテナ１Ｃｂは、低密度編組同軸ケーブル１０Ｃ（漏洩伝送線路）と金属片２０Ａを備える。金属片２０Ａは、端部が外部導体１０４に接触してｚ軸方向の両側に交互に配置される。アンテナ１Ｃｂへの入力周波数は３００ＭＨｚとする。金属片２０Ａの間隔Ｐｍは２３５ｍｍである。図２０（Ｂ）のように、低密度編組同軸ケーブル１０Ｃは、低密度編組同軸ケーブル１０において金属片２０Ａを接触させる位置のシース１０５を除去した構成である。なお、低密度編組同軸ケーブル１０Ｃの他端には終端器８０３が接続される。また、編組密度は２１％である。
【００９８】
図２１は、本実施形態に係るアンテナ１Ｃａとアンテナ１Ｃｂそれぞれの結合損失を測定した結果を示す図である。なお、測定は図２に示した測定系を用いて行った。図２１（Ａ）は、金属片２０Ａをシース１０５に接触させたアンテナ１Ｃａの結合損失を示す図である。図２１（Ｂ）は、金属片２０Ａを外部導体１０４に接触させたアンテナ１Ｃｂの結合損失を示す図である。図２１（Ａ）と図２１（Ｂ）において、横軸はケーブル軸方向の位置（ｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。測定では、アンテナ１Ｃａまたは１Ｃｂに入力する周波数を３００ＭＨｚとした。
【００９９】
図２１（Ａ）に示すように金属片２０Ａをシース１０５に接触させたアンテナ１Ｃａの結合損失は約３８ｄＢである。図２１（Ｂ）に示すように金属片２０Ａを外部導体１０４に接触させたアンテナ１Ｃｂの結合損失は約３３ｄＢである。
このように、金属片２０Ａを外部導体１０４に接触させた場合、シース１０５に接触させた場合と比較して結合損失を約５ｄＢ改善することができる。
なお、結合損失が低い場合は、放射が強いため伝送損失の増大が懸念される。しかしながら、周波数３００ＭＨｚにおいて、金属片２０Ａをシース１０５に接触させた場合の伝送損失は０．３７ｄＢ／ｍであり、金属片２０Ａを外部導体１０４に接触させた場合の伝送損失は０．４０ｄＢ／ｍであり、通信に問題の無い値であることが確認できた。
【０１００】
以上のように、本実施形態のアンテナは、金属片２０Ａを外部導体１０４に接触（含む電磁結合）させて、間隔ＰｍをＴ／２として両方向に交互に配列した。
これにより、本実施形態によれば、金属片２０Ａをシース１０５に接触させて配列した場合と比較して、結合損失をさらに低くすることができた。
【０１０１】
なお、図２０では、金属片２０Ａを低密度編組同軸ケーブル（１０、１０Ｃ）の両側に交互に配列する例を説明したが、これに限らない。金属片を低密度編組同軸ケーブルの片側に間隔ＰｍをＴで配列し、金属片を外部導体１０４に接触させるようにしてもよい。
【０１０２】
＜第６実施形態＞
本実施形態では、上述したアンテナを用いた無線通信システムの例を説明する。
図２２は、本実施形態に係る無線通信システム４の斜視図である。
図２２に示すように、無線通信システム４は、アンテナ２、送受信器７１１、同軸ケーブル７１２、板７０１、および可搬送受信器７２１を含んで構成されている。
アンテナ２は、低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）、および複数の金属片２０を備える。
なお、符号７３１は、送受信電磁波を示す。
【０１０３】
低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）は、図１と同様の構成であり、低密度編組同軸ケーブル１０は、中心導体１０２、絶縁体１０３、外部導体１０４、およびシース１０５を備える。外部導体１０４の編組密度は２１％である。金属片２０は、長手方向（ｙ軸方向）の長さが２２５ｍｍであり、短手方向（ｘ軸方向）の幅が１０ｍｍであり、厚さ（ｚ軸方向）が０．３ｍｍである。また、低密度編組同軸ケーブル１０の一端には、コネクタ７１３が接続されている。低密度編組同軸ケーブル１０の長さは、２ｍ以内であり、例えば１．９ｍである。
【０１０４】
金属片２０の端部は、シース１０５に接触している。また、複数の金属片２０の間隔ＰｍはＴ５００／２（λｅ／４）である１３９ｍｍである。なお、上述した金属片２０は、板７０１上に印刷によって形成してもよい。
【０１０５】
机７００は、ｘ軸方向の長さが２ｍ、ｙ軸方向の幅が２ｍのプラスチック製の板７０１（平面状誘電体板）を備える。複数の金属片２０は、低密度編組同軸ケーブル１０の両側に交互に板７０１の上に貼り付けられている。
送受信器７１１は、同軸ケーブル７１２を介して低密度編組同軸ケーブル１０の一端に接続されている。なお、同軸ケーブル７１２は、コネクタ７１３を介して低密度編組同軸ケーブル１０の一端に接続されている。低密度編組同軸ケーブル１０の他端には、終端器８０３が接続されている。
【０１０６】
アンテナ２は、送受信器７１１が出力する信号に基づく電磁波を送信する。アンテナ２は、可搬送受信器７２１が送信した電磁波を受信する。
送受信器７１１は、所定の周波数の信号を、同軸ケーブル７１２を介して低密度編組同軸ケーブル１０に供給する。送受信器７１１は、低密度編組同軸ケーブル１０が出力する信号を、同軸ケーブル７１２を介して受信する。
可搬送受信器７２１は、アンテナ２が送信した電磁波を受信する。また、可搬送受信器７２１は、電磁波を送信する。可搬送受信器７２１は、アンテナ２の低密度編組同軸ケーブル１０の上部から約０．５ｍの位置に配列されている。
【０１０７】
この無線通信システム４を用いて測定を行った。
送受信器７１１は、周波数が５００ＭＨｚ、電力が０ｄＢｍ（１ｍＷ）の信号をアンテナ２に入力した。
この結果、可搬送受信器７２１の受信電力は−３８ｄＢｍ（１５０ｎＷ）であり、問題なく通信を行うことができた。
また、複数の金属片２０がシース１０５と接触している例を説明したが、複数の金属片２０はシース１０５と接触しておらず、近接して電磁結合していてもよい。
【０１０８】
なお、図２２では、金属片２０が両側に交互に配列されているアンテナ２を用いた無線通信システム４の例を説明したが、これに限らない。無線通信システム４は、例えば図９に示した金属片を片側に配列したアンテナを用いて構成してもよく、図２０（Ｂ）に示した金属片を外部導体に接触させたアンテナを用いて構成してもよい。
【０１０９】
以上のように、本実施形態では、複数の金属片２０の端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）された低密度編組同軸ケーブル１０によって構成されるアンテナ２を用いて無線通信システム４を構成した。
これにより、本実施形態によれば、良好に通信可能な無線通信システム４を提供することができる。
【０１１０】
＜第７実施形態＞
本実施形態では、板と立て板を用いて無線通信システムを構築した例を説明する。
図２３は、本実施形態に係る無線通信システム４Ａの斜視図である。
図２３に示すように、無線通信システム４Ａは、アンテナ２、アンテナ２Ａ、送受信器７１１、同軸ケーブル７１２、同軸ケーブル７１４、板７０１、立て板７０２、および可搬送受信器７２１を含んで構成されている。低密度編組同軸ケーブル１０の構成は、図１と同様である。
【０１１１】
アンテナ２Ａは、低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）、および複数の金属片２０を備える。アンテナ２Ａは、両端にコネクタ７１３が接続されている。アンテナ２Ａは、一端がコネクタ７１３と同軸ケーブル７１２を介して送受信器７１１が接続され、他端がコネクタ７１３を介して同軸ケーブル７１４の一端に接続されている。
アンテナ２は、低密度編組同軸ケーブル１０、および複数の金属片２０を備える。アンテナ２は、一端がコネクタ７１３を介して同軸ケーブル７１４の他端に接続され、他端に終端器８０３が接続されている。
【０１１２】
机７００Ａは、板７０１と、立て板７０２を備える。板７０１の大きさは第６実施形態の大きさと同じであり、立て板７０２の大きさは、ｘ軸方向の長さが２ｍ、ｚ軸方向の幅が２ｍである。
立て板７０２は、プラスチック製の板（平面状誘電体板）であり、アンテナ２を配置可能な大きさである。
金属片２０は、長さが２２５ｍｍであり、幅が１０ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである。金属片２０は、端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）して、間隔Ｐｍが１３９ｍｍで両側に、交互に配列されている。複数の金属片２０は、低密度編組同軸ケーブル１０の両側に交互に板７０１上および立て板７０２上に貼り付けられている。なお、上述した金属片２０は、板７０１上および立て板７０２上に印刷によって形成してもよい。
また、それぞれの低密度編組同軸ケーブル１０の長さは、２ｍ以内であり、例えば１．９ｍである。
【０１１３】
可搬送受信器７２１は、板７０１上のアンテナ２Ａの低密度編組同軸ケーブル１０の上部から約０．５ｍの位置、かつ立て板７０２上のアンテナ２の低密度編組同軸ケーブル１０の上部から約０．５ｍの位置に配列されている。
【０１１４】
この無線通信システム４Ａを用いて測定を行った。
送受信器７１１は、周波数が５００ＭＨｚ、電力が０ｄＢｍ（１ｍＷ）の信号をアンテナ２に入力した。
この結果、可搬送受信器７２１の受信電力は−３６ｄＢｍ（２５０ｎＷ）であり、立て板７０２の追加により第６実施形態の−３８ｄＢｍに対して２ｄＢ改善でき、問題なく通信を行うことができた。
【０１１５】
なお、図２３では、金属片２０が両側に交互に配列されているアンテナ（２、２Ａ）を用いた無線通信システム４Ａの例を説明したが、これに限らない。無線通信システム４Ａは、例えば図９に示した金属片を片側に配列したアンテナを用いて構成してもよく、図２０（Ｂ）に示した金属片を外部導体に接触させたアンテナを用いて構成してもよい。
【０１１６】
以上のように、本実施形態では、複数の金属片２０の端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）された低密度編組同軸ケーブル１０によって構成される板７０１上のアンテナ２Ａと、アンテナ２Ａと同軸ケーブル７１４によって接続されている立て板７０２上のアンテナ２と用いて無線通信システム４Ａを構成した。
これにより、本実施形態によれば、良好に通信可能な無線通信システム４Ａを提供することができる。
【０１１７】
＜第８実施形態＞
本実施形態では、板と立て板と天井板を用いて無線通信システムを構築した例を説明する。
図２４は、本実施形態に係る無線通信システム４Ｂの斜視図である。
図２４に示すように、無線通信システム４Ｂは、２つのアンテナ２、アンテナ２Ａ、送受信器７１１、同軸ケーブル７１２、同軸ケーブル７１４、同軸ケーブル７１５、板７０１、立て板７０２、天井板７０３および可搬送受信器７２１を含んで構成されている。低密度編組同軸ケーブル１０の構成は、図１と同様である。なお、板７０１の大きさは第６実施形態の大きさと同じであり、立て板７０２の大きさは、ｘ軸方向の長さが２ｍ、ｚ軸方向の幅が２ｍであり、天井板７０３の大きさは、ｘ軸方向の長さが２ｍ、ｙ軸方向の幅が２ｍである。
【０１１８】
アンテナ２Ａは、低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）、および複数の金属片２０を備える。アンテナ２Ａは、両端にコネクタ７１３が接続されている。
板７０１上の第１のアンテナ２Ａは、一端がコネクタ７１３と同軸ケーブル７１２を介して送受信器７１１が接続され、他端がコネクタ７１３を介して同軸ケーブル７１４の一端に接続されている。
立て板７０２上の第２のアンテナ２Ａは、一端がコネクタ７１３を介して同軸ケーブル７１４の他端に接続され、他端がコネクタ７１３を介して同軸ケーブル７１５の一端に接続されている。
【０１１９】
アンテナ２は、低密度編組同軸ケーブル１０、および複数の金属片２０を備える。アンテナ２は、がコネクタ７１３を介して同軸ケーブル７１４の他端に接続され、他端に終端器８０３が接続されている。
また、それぞれの低密度編組同軸ケーブル１０の長さは、２ｍ以内であり、例えば１．９ｍである。
【０１２０】
机７００Ａは、板７０１と、立て板７０２と、天井板７０３を備える。
天井板７０３は、プラスチック製の板（平面状誘電体板）であり、アンテナ２を配置可能な大きさである。
金属片２０は、長さが２２５ｍｍであり、幅が１０ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである。金属片２０は、端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）して、間隔Ｐｍが１３９ｍｍで両側に、交互に配列されている。複数の金属片２０は、低密度編組同軸ケーブル１０の両側に交互に板７０１上と立て板７０２上および天井板７０３上に貼り付けられている。なお、上述した金属片２０は、板７０１上と立て板７０２上および天井板７０３上に印刷によって形成してもよい。
【０１２１】
可搬送受信器７２１は、板７０１上のアンテナ２Ａの低密度編組同軸ケーブル１０の上部から約０．５ｍの位置、かつ立て板７０２上のアンテナ２Ａの低密度編組同軸ケーブル１０の上部から約０．５ｍの位置、かつ天井板７０３に配置されている。
【０１２２】
この無線通信システム４Ｂを用いて測定を行った。
送受信器７１１は、周波数が５００ＭＨｚ、電力が０ｄＢｍ（１ｍＷ）の信号をアンテナ２に入力した。
この結果、可搬送受信器７２１の受信電力は−３３ｄＢｍ（５００ｎＷ）であり、問題なく通信を行うことができた。
【０１２３】
なお、図２４では、金属片２０が両側に交互に配列されているアンテナ（２、２Ａ）を用いた無線通信システム４Ｂの例を説明したが、これに限らない。無線通信システム４Ｂは、例えば図９に示した金属片を片側に配列したアンテナを用いて構成してもよく、図２０（Ｂ）に示した金属片を外部導体に接触させたアンテナを用いて構成してもよい。
【０１２４】
以上のように、本実施形態では、複数の金属片２０の端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）された低密度編組同軸ケーブル１０によって構成される板７０１上の第１のアンテナ２Ａと、第１のアンテナ２Ａと同軸ケーブル７１４によって接続されている立て板７０２上の第２のアンテナ２Ａと、第２のアンテナ２Ａと同軸ケーブル７１５によって接続されている天井板７０３上のアンテナ２と、用いて無線通信システム４Ｂを構成した。
これにより、本実施形態によれば、良好に通信可能な無線通信システム４Ｂを提供することができる。
【０１２５】
＜第９実施形態＞
本実施形態では、板上でアンテナを蛇行させて無線通信システムを構築した例を説明する。
図２５は、本実施形態に係る無線通信システム４Ｃの斜視図である。
図２５に示すように、無線通信システム４Ｃは、アンテナ２Ｂ、送受信器７１１、同軸ケーブル７１２、同軸ケーブル７１４、板７０１、および可搬送受信器７２１を含んで構成されている。低密度編組同軸ケーブル１０の構成は、図１と同様である。
【０１２６】
アンテナ２は、低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）、および複数の金属片２０を備える。アンテナ２は、一端にコネクタ７１３が接続されている。
また、低密度編組同軸ケーブル１０の長さは、例えば約７．３ｍである。低密度編組同軸ケーブル１０は、板７０１Ｃ上に蛇行して配置される。
【０１２７】
机７００Ｃは、板７０１Ｃを備える。板７０１Ｃは、長さ２ｍ、幅２ｍのプラスチックの板（平面状誘電体板）である。
板７０１Ｃ上のアンテナ２は、一端がコネクタ７１３と同軸ケーブル７１２を介して送受信器７１１が接続され、他端がコネクタ７１３を介して終端器８０３が接続されている。
金属片２０は、長さが２２５ｍｍであり、幅が１０ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである。金属片２０は、端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）して、間隔Ｐｍが１３９ｍｍで両側に、交互に配列されている。複数の金属片２０は、低密度編組同軸ケーブル１０の両側に交互に板７０１Ｃ上に貼り付けられている。なお、上述した金属片２０は、板７０１Ｃ上に印刷によって形成してもよい。
【０１２８】
可搬送受信器７２１は、板７０１上のアンテナ２Ａの低密度編組同軸ケーブル１０の上部から約０．５ｍの位置に配置されている。
【０１２９】
この無線通信システム４Ｃを用いて測定を行った。
送受信器７１１は、周波数が５００ＭＨｚ、電力が０ｄＢｍ（１ｍＷ）の信号をアンテナ２に入力した。
この結果、可搬送受信器７２１の受信電力は−３８ｄＢｍ（１５０ｎＷ）であり、問題なく通信を行うことができた。
【０１３０】
なお、図２５では、金属片２０が両側に交互に配列されているアンテナ２Ｂを用いた無線通信システム４Ｃの例を説明したが、これに限らない。無線通信システム４Ｂは、例えば図９に示したような金属片を片側に配列したアンテナを用いて構成してもよく、図２０（Ｂ）に示した金属片を外部導体に接触させたアンテナを用いて構成してもよい。
【０１３１】
以上のように、本実施形態では、複数の金属片２０の端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）された低密度編組同軸ケーブル１０によって構成される板７０１上の蛇行させたアンテナ２Ｂを用いて無線通信システム４Ｃを構成した。
これにより、本実施形態によれば、良好に通信可能な無線通信システム４Ｃを提供することができる。
【０１３２】
＜第１０実施形態＞
本実施形態では、板と立て板と曲面板を用いて無線通信システムを構築した例を説明する。
図２６は、本実施形態に係る無線通信システム４Ｄの斜視図である。
図２６に示すように、無線通信システム４Ｄは、アンテナ２、アンテナ２Ａ、送受信器７１１、同軸ケーブル７１２、同軸ケーブル７１４、同軸ケーブル７１５、板７０１、曲面板７０４、および可搬送受信器７２１を含んで構成されている。低密度編組同軸ケーブル１０の構成は、図１と同様である。
【０１３３】
アンテナ２Ａは、低密度編組同軸ケーブル１０（漏洩伝送線路）、および複数の金属片２０を備える。アンテナ２Ａは、両端にコネクタ７１３が接続されている。
板７０１上のアンテナ２Ａは、一端がコネクタ７１３と同軸ケーブル７１２を介して送受信器７１１が接続され、他端がコネクタ７１３を介して同軸ケーブル７１４の一端に接続されている。
曲面板７０４上のアンテナ２は、一端がコネクタ７１３を介して同軸ケーブル７１４の他端に接続され、他端がコネクタ７１３を介して終端器８０３に接続されている。
また、それぞれの低密度編組同軸ケーブル１０の長さは、２ｍ以内であり、例えば１．９ｍである。
【０１３４】
机７００Ｄは、板７０１と、曲面板７０４を備える。板７０１の大きさは第６実施形態の大きさと同じであり、曲面板７０４の大きさは、ｘ軸方向の長さが２ｍ、ｚ軸方向の幅が約２ｍである。
曲面板７０４は、プラスチック製の板（平面状誘電体板）であり、アンテナ２を配置可能な大きさである。
金属片２０は、長さが２２５ｍｍであり、幅が１０ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである。金属片２０は、端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）して、間隔Ｐｍが１３９ｍｍで両側に、交互に配列されている。複数の金属片２０は、低密度編組同軸ケーブル１０の両側に交互に板７０１上と立て板７０２上および曲面板７０４上に貼り付けられている。なお、上述した金属片２０は、板７０１上と曲面板７０４上に印刷によって形成してもよい。
【０１３５】
可搬送受信器７２１は、板７０１上のアンテナ２Ａの低密度編組同軸ケーブル１０の上部から約０．５ｍの位置、かつ曲面板７０４上のアンテナ２Ａの低密度編組同軸ケーブル１０の上部から約０．５ｍの位置、かつ天井板７０３に配置されている。
【０１３６】
この無線通信システム４Ｄを用いて、測定を行った。
送受信器７１１は、周波数が５００ＭＨｚ、電力が０ｄＢｍ（１ｍＷ）の信号をアンテナ２に入力した。
この結果、可搬送受信器７２１の受信電力は−３７ｄＢｍ（２００ｎＷ）であり、問題なく通信を行うことができた。
なお、第７実施形態と比較すると、立て板７０２の代わりに曲面板７０４を用いることで、可搬送受信器７２１の受信電力が１ｄＢ低くなった。
【０１３７】
なお、図２６では、金属片２０が両側に交互に配列されているアンテナ（２、２Ａ）を用いた無線通信システム４Ｄの例を説明したが、これに限らない。無線通信システム４Ｄは、例えば図９に示した金属片を片側に配列したアンテナを用いて構成してもよく、図２０（Ｂ）に示した金属片を外部導体に接触させたアンテナを用いて構成してもよい。
【０１３８】
以上のように、本実施形態では、複数の金属片２０の端部がシース１０５に接触（含む電磁結合）された低密度編組同軸ケーブル１０によって構成される板７０１上のアンテナ２Ａと、アンテナ２Ａと同軸ケーブル７１４によって接続されている曲面板７０４上のアンテナ２と、用いて無線通信システム４Ｄを構成した。
これにより、本実施形態によれば、良好に通信可能な無線通信システム４Ｄを提供することができる。
【０１３９】
なお、上述した第６実施形態〜第１０実施形態に示した無線通信システムにおけるアンテナを、例えば、誘電体製商品棚の表面付近に複数の金属片を周期的に埋め込み、それらの金属片の端部に低編組密度同軸ケーブルを沿わせた形状として構成してもよい。
【０１４０】
＜第１１実施形態＞
本実施形態では、低密度編組同軸ケーブルに漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）を使用する例を説明する。
前述したように、ＬＣＸの構造は、基本的には同軸ケーブルと同じである。ただし、ＬＣＸは、外部導体の内部と外部の電磁波を送受信するスロットという周期的な孔部が外部導体に設けられている。ＬＣＸは、このスロットを通じて、ケーブルに入力された信号を電磁波としてケーブル外部に放射（送信）、あるいは、外部からの電磁波を受信することができる。すなわち、このＬＣＸは、伝送路とアンテナとの両方の機能を持った細長い送受信アンテナとして利用することができる
【０１４１】
ＬＣＸの基本的な使用方法は、スロットからの電磁波を直接利用することだが、スロットから漏れた電磁波で外部導体を励振して、外部導体自体をアンテナとして利用することもできることが知られている（例えば、特許文献４参照）。特許文献４に記載の技術は、ＬＣＸのスロットから漏洩した電磁波がＬＣＸの外部導体を励振させて外部導体自体をアンテナとする技術である。このような使用方法では、外部導体自体がアンテナとなることから、上述した実験結果（図３、図５、図６）のようにＬＣＸの外部導体にも電圧定在波が発生している。
従って、上述した各実施形態で使用した低密度編組同軸ケーブル１０をＬＣＸに置き換えても、ＬＣＸと複数の金属片によるアンテナを実現できる。
【０１４２】
図２７は、本実施形態に係る漏洩同軸ケーブル１０Ｅ（漏洩伝送線路）の構造例を示す投影図である。図２７（Ａ）は漏洩同軸ケーブル１０Ｅの正面図であり、図２７（Ｂ）は漏洩同軸ケーブル１０Ｅの側面図である。図２７において、漏洩同軸ケーブル１０Ｅの長さ方向をｘ軸方向、短手方向をｙ軸方向、太さ方向をｚ軸方向とする。また、図２８は、本実施形態に係る外部導体１０４Ｅ部分を拡大して示した図である。
【０１４３】
図２７に示すように、漏洩同軸ケーブル１０Ｅは、中心導体１０２、絶縁体１０３、外部導体１０４Ｅ、およびシース１０５を備える。図２７と図２８に示すように、外部導体１０４Ｅは、編組１０４Ｅａと金属テープ１０４Ｅｂを備える。
【０１４４】
図２７に示すように、漏洩同軸ケーブル１０Ｅは、中心に中心導体１０２があり、中心導体１０２の周囲に絶縁体１０３があり、絶縁体１０３の周囲に外部導体１０４Ｅがあり、外部導体１０４Ｅの外側がシース１０５で覆われている。
中心導体１０２は、外径が２．０ｍｍの銅線である。絶縁体１０３は、外径が５．３ｍｍの発泡ポリエチレンである。シース１０５は、厚みが１ｍｍの難燃ポリエチレンで覆われ外径が７．５ｍｍである。
【０１４５】
金属テープ１０４Ｅｂは、間欠的に空隙のある厚さ０．０１ｍｍの銅テープで、空隙の部分の長さが２３ｍｍで銅テープの部分が２３ｍｍで周期的に連なっている。
絶縁体１０３の周囲および金属テープ１０４Ｅｂの周囲に、アンテナの結合損失をコントロールするための編組１０４Ｅａがある。
編組１０４Ｅａは、外径が０．１２ｍｍの銅線でピッチを４８ｍｍで編んだ低密度編組構造である。編組１０４Ｅａは、銅線が全部で３６本であり、３本を１組として１２組で編み込んでいる。なお、編組１０４Ｅａの編組密度は９６％より低い。
【０１４６】
このＬＣＸは、例えば５ＧＨｚ帯用アンテナで空隙部分からの放射によってアンテナとして動作する。一方、このＬＣＸは、空隙部分から漏洩した電磁波によって、外部導体がアンテナとして動作する。
【０１４７】
図２９は、本実施形態に係る金属片の端部をシースに接触させたアンテナの構造例と、金属片の端部を外部導体に接触させたアンテナの構造例を示す図である。座標系は図１と同じである。図２９（Ａ）は、金属片の端部をシースに接触させたアンテナの構造例を示す図である。図２９（Ｂ）は、金属片の端部を外部導体に接触させたアンテナの構造例を示す図である。
【０１４８】
図２９（Ａ）に示すように、アンテナ１Ｅａは、図２７に示した漏洩同軸ケーブル１０Ｅと金属片２０を備える。金属片２０は、端部がシース１０５に接触してｚ軸方向の片側に配列される。金属片２０Ａの間隔Ｐｍは、周波数５００ＭＨｚ（周期Ｔ５００）に合わせて２７８ｍｍとした。漏洩同軸ケーブル１０Ｅの他端には終端器８０３が接続される。
図２９（Ｂ）に示すように、アンテナ１Ｅｂは、図２７に示した漏洩同軸ケーブル１０Ｅのシース１０５の一部を除去した漏洩同軸ケーブル１０Ｅｂと金属片２０を備える。金属片２０は、端部が外部導体１０４Ｅに接触してｚ軸方向の片側に配列される。金属片２０Ａの間隔Ｐｍは２７８ｍｍである。金属片２０Ａは、ｚ軸方向の長さが２２５ｍｍであり、幅が１０ｍｍ、厚さが０．３ｍｍである。漏洩同軸ケーブル１０Ｅｂの他端には終端器８０３が接続される。
【０１４９】
アンテナ１Ｅａおよび１Ｅｂへの入力周波数は３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、１ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５ＧＨｚとした。図２に示した測定系を用いて、アンテナ１Ｅａおよび１Ｅｂの結合損失を測定した。測定した周波数は、３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、１ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５ＧＨｚである。測定に使用した偏波は、５ＧＨｚでの放射波がＨ偏波であるため、Ｖ偏波とＨ偏波である。
【０１５０】
図３０は、金属片を用いない場合の漏洩同軸ケーブル１０Ｅによる周波数が３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、１ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５ＧＨｚにおけるケーブル軸方向の結合損失を示す図である。図３０（Ａ）は周波数が３００ＭＨｚである。図３０（Ｂ）は周波数が５００ＭＨｚである。図３０（Ｃ）は周波数が７５０ＭＨｚである。図３０（Ｄ）は周波数が１ＧＨｚである。図３０（Ｅ）は周波数が２．４ＧＨｚである。図３０（Ｆ）は周波数が５ＧＨｚである。図３０（Ａ）〜図３０（Ｆ）において、横軸はケーブル軸方向の位置（ｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。また、図３０（Ａ）〜図３０（Ｆ）において、実線がＶ偏波であり、鎖線がＨ偏波である。
【０１５１】
図３０に示すように、金属片を用いずに漏洩同軸ケーブル１０Ｅをアンテナとして用いた場合、図３０（Ｆ）に示すように、漏洩同軸ケーブル１０Ｅは５ＧＨｚで放射するように設計されているので、周波数が５ＧＨｚである図３０（Ｆ）だけがＨ偏波の結合損失が約６２ｄＢ程度で安定している。
【０１５２】
図３１は、本実施形態に係る金属片２０の端部をシース１０５に接触させたアンテナ１Ｅａによる周波数が３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、１ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５ＧＨｚにおけるケーブル軸方向の結合損失を示す図である。図３１（Ａ）は周波数が３００ＭＨｚである。図３１（Ｂ）は周波数が５００ＭＨｚである。図３１（Ｃ）は周波数が７５０ＭＨｚである。図３１（Ｄ）は周波数が１ＧＨｚである。図３１（Ｅ）は周波数が２．４ＧＨｚである。図３１（Ｆ）は周波数が５ＧＨｚである。図３１（Ａ）〜図３１（Ｆ）において、横軸はケーブル軸方向の位置（ｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。また、図３１（Ａ）〜図３１（Ｆ）において、実線がＶ偏波であり、鎖線がＨ偏波である。
【０１５３】
図３２は、本実施形態に係る金属片２０の端部を外部導体１０４Ｅに接触させたアンテナ１Ｅｂによる周波数が３００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、１ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５ＧＨｚにおけるケーブル軸方向の結合損失を示す図である。図３２（Ａ）は周波数が３００ＭＨｚである。図３２（Ｂ）は周波数が５００ＭＨｚである。図３２（Ｃ）は周波数が７５０ＭＨｚである。図３２（Ｄ）は周波数が１ＧＨｚである。図３２（Ｅ）は周波数が２．４ＧＨｚである。図３２（Ｆ）は周波数が５ＧＨｚである。図３２（Ａ）〜図３２（Ｆ）において、横軸はケーブル軸方向の位置（ｍ）であり、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。また、図３２（Ａ）〜図３２（Ｆ）において、実線がＶ偏波であり、鎖線がＨ偏波である。
【０１５４】
図３１（Ｂ）と図３２（Ｂ）のように、結合損失が最も小さく、かつ、安定しているのは５００ＭＨｚのＶ偏波である。金属片２０の端部をシース１０５に接触させたときの結合損失は、図３１（Ｂ）より５０ｄＢであった。また、金属片２０の端部を外部導体１０４Ｅに接触させたときの結合損失は、図３２（Ｂ）より４５ｄＢだった。
【０１５５】
なお、Ｈ偏波の結合損失は、３００ＭＨｚの低周波側では、Ｖ偏波の結合損失より低い傾向にある。この理由は、ＬＣＸの外部導体自体がアンテナになっているからである。また、５ＧＨｚでは通常のＬＣＸとして放射が生じており、Ｈ偏波の結合損失は６２ｄＢ程度で安定している。
【０１５６】
以上のように、第１実施形態〜第１０実施形態の低密度編組同軸ケーブルそれぞれをＬＣＸに交換しても、複数の金属片を使用したアンテナとするためには、金属片の間隔Ｐｍを２７８ｍｍ、すなわち、λＯ／（２√（εｒｅ））とすればよいことが確認できた。
【０１５７】
以上のように、本実施形態では、低密度編組同軸ケーブルをＬＣＸに置き換え、複数の金属片の端部をシースまたは外部導体に接触（含む電磁結合）させ、複数の金属片を波長に基づく間隔Ｐｍで配列した。
これにより、本実施形態においても低密度編組同軸ケーブルに複数の金属片の端部をシースまたは外部導体に接触（含む電磁結合）させ、複数の金属片を波長に基づく間隔Ｐｍで配列したアンテナと同様の効果をえることができる。
【０１５８】
＜金属片を片側に配列したときにアンテナとして動作しているときの放射状態＞
ここで、金属片を片側に配列したときにアンテナとして動作しているときの放射状態を検討する。
図３３は、金属片を片側に配列したときにアンテナとして動作しているときの放射状態を説明するための図である。
図３３において、符号ｇ３０１は、電磁波の放射によって発生する電流である。符号ｇ３０２は、放射部分である。
ここで、金属片２０の長さをＬｍ（ｍｍ）、金属片２０の間隔をＰｍ（ｍｍ）、金属片２０周辺の等価的波長をλｅ（ｍｍ）とすると、アンテナとして動作する条件は、長さＬｍの隣接する２枚の金属片２０とこれら２枚の金属片２０の間隔Ｐｍに流れる電流の対称性から次式（５）のように表される。
【０１５９】
【数５】
2020021986.tif 000007
【０１６０】
式（５）において、ｎは１以上の整数である。また、別の条件として、金属片は電圧による定在波の山や谷の位置にあるべきなので、電圧の定在波の山や谷の周期は上述したようにλｅ／４であるため、ｑを１以上整数とすると、次式（６）の条件が加わる。ただし、式（６）において［  ］は、ガウス記号であり、［  ］内の値を超えない最大の整数でありｎ＝１の時だけ１となり２以上は０となる。
【０１６１】
【数６】
2020021986.tif 000008
【０１６２】
式（５）は、式（６）より次式（７）のようになる。
【０１６３】
【数７】
2020021986.tif 000009
【０１６４】
図３３に示したアンテナは、Ｌｍ＝λｅ／４、Ｐｍ＝２λｅ／４＝λｅ／２である。また、近接（含む接触、電磁結合）する金属片２０の端部から端部まではλｅである。従って、式（７）において、ｑ＝１、ｎ＝１の状態である。図３３に示した範囲において、λｅ／４の放射部分（ｇ３０２）が４カ所ある。
この放射状態が、上述した第１実施形態のアンテナ１Ａに相当する。
【０１６５】
図３４は、金属片を片側に配列したときにアンテナとして動作しているときの発生する電界、電流、磁界を説明するための図である。
図３４において、符号ｇ３１１は、発生する磁界を表している。符号ｇ３１２は電界を表している。符号＋と符号−とは半波長分の電流の流れを模している。
【０１６６】
図３４のようにおいても、Ｌｍ＝λｅ／４、Ｐｍ＝２λｅ／４＝λｅ／２である。このように、金属片２０の長さＬｍがλｅ／４であり、間隔Ｐｍがλｅ／２の場合、金属片２０のシース１０５に接していない端部２０ａ１から２０ａ２までの長さは、λｅ（＝λｅ／４＋λｅ／２＋λｅ／４）、すなわち１波長で共振することになる。このため、このような金属片２０の長さと間隔がアンテナ効率として良い値が得られたことと一致する。
【０１６７】
＜金属片を両側に交互に配列したときにアンテナとして動作しているときの放射状態＞
次に、金属片を両側に交互に配列したときにアンテナとして動作しているときの放射状態を検討する。
図３５は、金属片を両側に交互に配列したときにアンテナとして動作しているときの放射状態を説明するための図である。
図３５において、符号ｇ３２１は、電磁波の放射によって発生する電流である。符号ｇ３２２は、放射部分である。
ここで、金属片２０の長さをＬｍ（ｍｍ）、金属片２０の間隔をＰｍ（ｍｍ）、金属片２０周辺の等価的波長をλｅ（ｍｍ）とすると、アンテナとして動作する条件は、長さＬｍの隣接する２枚の金属片２０とこれら２枚の金属片２０の間隔Ｐｍに流れる電流の対称性から次式（８）のように表される。
【０１６８】
【数８】
2020021986.tif 000010
【０１６９】
式（８）において、ｎは１以上の整数である。また、別の条件として、金属片は電圧による定在波の山や谷の位置にあるべきなので、電圧の定在波の山や谷の周期が上述したようにλｅ／４であるため、ｑを１以上の整数とすると、式（６）の条件が加わる。
【０１７０】
式（８）は、式（６）より次式（９）のようになる。
【０１７１】
【数９】
2020021986.tif 000011
【０１７２】
図３５に示したアンテナは、Ｌｍ＝５λｅ／８、Ｐｍ＝λｅ／４である。また、金属片２０のシース１０５に接していない端部２０ａ１から２０ａ２までの長さは、３λｅ／２（＝５λｅ／８＋λｅ／４＋５λｅ／８）である。従って、式（９）において、ｑ＝１、ｎ＝１の状態である。図３５に示した範囲において、３λｅ／８の放射部分が８カ所、すなわち、λｅ／４の放射部分（ｇ３２２）が１２カ所ある。
【０１７３】
以上のように、実施形態では、アンテナを、電磁波が周囲に存在する長く伸びたケーブルの軸方向に沿って、金属片を周期的な間隔で配列して構成した。
また、実施形態では、アンテナを、ケーブルの外部導体を金属線編組とした同軸ケーブルにおいて、編組密度を低くした同軸ケーブルを用いて構成した。
また、実施形態では、編組密度を、１０〜８０％にした。
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片を前記ケーブルのシースに近接（含む電磁結合）させた構成とした。
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片を前記ケーブルのシースに接触させた構造とした。
【０１７４】
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片を前記ケーブルの外部導体に近接（含む電磁結合）させた構成とした。
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片を前記ケーブルの外部導体に接触させた構造とした。
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片の長さを、使用する周波数の自由空間波長λＯの１／８〜６／８として構成した。
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片の長さを、使用する周波数の自由空間波長λＯの３／８として構成した。
【０１７５】
また、実施形態では、アンテナにおいて、ケーブルへの前記金属片の取り付け部分を、前記金属片の端部から中央部を含まない中央部の手前までの部分として構成した。
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片を前記ケーブルに対して同じ方向に取り付けて構成した。
また、実施形態では、金属片の間隔Ｐｍを、使用する周波数の自由空間波長λＯとケーブル周囲の等価比誘電率εｒｅを用いて、Ｐｍ＝λＯ／（２√（εｒｅ）に構成した。
また、実施形態では、金属片の長さをＬｍ、隣り合う金属片の間隔をＰｍとした時に、２Ｌｍ＋Ｐｍ＝ｎλＯ／√（εｒｅ）（ただしｎは１以上の整数）に構成した。
【０１７６】
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片を前記ケーブルに対して隣接する前記金属片に対して逆方向に取り付けて構成した。
また、実施形態では、アンテナにおいて、前記金属片の間隔Ｐｍを、使用する周波数の自由空間波長λＯとケーブル周囲の等価比誘電率εｒｅを用いて、Ｐｍ＝λＯ／（４√（εｒｅ）に構成した。
また、実施形態では、金属片の長さをＬｍ、隣り合う金属片の間隔をＰｍとした時に、２Ｌｍ＋Ｐｍ＝（２ｎ＋１）λＯ／（２√（εｒｅ）（ただしｎは１以上の整数）に構成した。
【０１７７】
また、実施形態では、アンテナにおいて、ケーブルを外部導体にスロットを有する漏洩同軸ケーブルを用いて構成した。
また、実施形態では、アンテナにおいて、金属片を平面状誘電体板に張り付けて、ケーブルを平面状誘電体板に張り付けた金属片に近接あるいは接触させて構成した。
また、実施形態では、金属片を曲面状誘電体板に張り付けて、前記ケーブルを前記曲面状誘電体版に張り付けた前記金属片に近接あるいは接触させて構成した。
また、実施形態では、上述したアンテナを使用して無線通信システムを構成した。
【０１７８】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
【０１７９】
例えば、低密度編組同軸ケーブルの外部導体と金属片の間には、シースや金属片上部の誘電体製天板が存在する構成であってもよい。
また、上述したように。各実施形態において、金属片と低密度編組同軸ケーブルのシースとが接触または近接して配列されていればよい。また、上述したように。各実施形態において、金属片と低密度編組同軸ケーブルの外部導体１０４とが接触または近接して配列されていればよい。
【符号の説明】
【０１８０】
１，１Ａａ，１Ａｂ，１Ａｃ，１Ａｄ，１Ａｅ，１Ｂａ，１Ｂｂ，１Ｃａ，１Ｃｂ，１Ｅａ，１Ｅｂ，２…アンテナ、１０，１０Ａ，１０Ｂ…低密度編組同軸ケーブル、１０Ｅ…漏洩同軸ケーブル、１０２…中心導体、１０３…絶縁体、１０４，１０４Ｅ…外部導体、１０４Ｅａ…編組、１０５…シース、１０４Ｅｂ…金属テープ、２０，２０Ａ…金属片、４…無線通信システム、８０３…終端器、Ｐｍ…間隔、Ｌｍ…長さ、λＯ…自由空間波長、εｒｅ…等価比誘電率、Ｋ…編組密度
【図１】
2020021986.tif 000012
【図２】
2020021986.tif 000013
【図３】
2020021986.tif 000014
【図４】
2020021986.tif 000015
【図５】
2020021986.tif 000016
【図６】
2020021986.tif 000017
【図７】
2020021986.tif 000018
【図８】
2020021986.tif 000019
【図９】
2020021986.tif 000020
【図１０】
2020021986.tif 000021
【図１１】
2020021986.tif 000022
【図１２】
2020021986.tif 000023
【図１３】
2020021986.tif 000024
【図１４】
2020021986.tif 000025
【図１５】
2020021986.tif 000026
【図１６】
2020021986.tif 000027
【図１７】
2020021986.tif 000028
【図１８】
2020021986.tif 000029
【図１９】
2020021986.tif 000030
【図２０】
2020021986.tif 000031
【図２１】
2020021986.tif 000032
【図２２】
2020021986.tif 000033
【図２３】
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【図２４】
2020021986.tif 000035
【図２５】
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【図２６】
2020021986.tif 000037
【図２７】
2020021986.tif 000038
【図２８】
2020021986.tif 000039
【図２９】
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【図３０】
2020021986.tif 000041
【図３１】
2020021986.tif 000042
【図３２】
2020021986.tif 000043
【図３３】
2020021986.tif 000044
【図３４】
2020021986.tif 000045
【図３５】
2020021986.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月26日(2019.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体と、この中心導体を被覆した絶縁体と、この絶縁体の周囲に金属線を編み込んだ編組を外部導体とする漏洩伝送線路と、
前記漏洩伝送線路の外部導体に電磁結合し、使用する周波数の自由空間波長λＯに基づく間隔で配列される複数の金属部と、
を備え、
前記金属部は、前記漏洩伝送線路の信号の流れる方向に対して片方向に配列し、
前記金属部の間隔Ｐｍは、使用する周波数の自由空間波長λＯと前記漏洩伝送線路の周囲の等価比誘電率εｒｅから導かれる前記漏洩伝送線路の周囲の等価的波長λｅ＝λＯ／（√（εｒｅ））を用いて、Ｐｍ＝λｅ／２である、
アンテナ。
【請求項２】
中心導体と、この中心導体を被覆した絶縁体と、この絶縁体の周囲に金属線を編み込んだ編組を外部導体とする漏洩伝送線路と、
前記漏洩伝送線路の外部導体に電磁結合し、使用する周波数の自由空間波長λＯに基づく間隔で配列される複数の金属部と、
を備え、
前記金属部は、前記漏洩伝送線路の信号の流れる方向に対して両方向に配列し、
前記金属部の間隔Ｐｍは、使用する周波数の自由空間波長λＯと前記漏洩伝送線路の周囲の等価比誘電率εｒｅから導かれる前記漏洩伝送線路の周囲の等価的波長λｅ＝λＯ／（√（εｒｅ））を用いて、Ｐｍ＝λｅ／４である、
アンテナ。
【請求項３】
前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋Ｐｍ＝ｎλｅ（ただしｎは１以上の整数）の関係に構成した、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋｛［１／ｑ］＋２（ｑ−１）｝（λｅ／４）＝ｎλｅ（ただしｑ、ｎは１以上の整数、［  ］はガウス記号）の関係に構成した、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋Ｐｍ＝（２ｎ＋１）λｅ／２（ただしｎは１以上の整数）の関係に構成した、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記金属部の長さをＬｍ、隣り合う前記金属部の間隔をＰｍとした場合に、２Ｌｍ＋｛［１／ｑ］＋２（ｑ−１）｝（λｅ／４）＝（２ｎ＋１）（λｅ／２）（ただしｑ、ｎは１以上の整数、［  ］はガウス記号）の関係に構成した、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記漏洩伝送線路の前記外部導体は、金属線を編み込んだ編組である金属線編組の編組密度が９６％より低い請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記金属部は、前記外部導体を被覆したシースに接触または近接する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記金属部は、前記外部導体に接触または近接する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記金属部の長さは、使用する周波数の自由空間波長λＯの１／８〜６／８である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のアンテナと、
前記アンテナの一端に接続される送受信器と、
前記アンテナの他端に接続される終端器と、
前記アンテナが備える複数の金属部が配置される平面状誘電体板と、
を備える無線通信システム。