(57)【要約】【課題】放射スロットにおける特性インピーダンス乱れの発生を防止して無共振の漏洩同軸ケーブルを提供する。【解決手段】中心導体２と、漏洩電磁界形成用の複数の放射スロット３が形成された外部導体１とを同軸に配してなる漏洩同軸ケーブルにおいて、複数の放射スロット３の各々において生じる伝播時間遅延量に等価の付加容量を補償するための補償部を備える。１例として、補償部は、複数の放射スロット３の各々の位置における中心導体２の半径をその他の位置における半径よりも細いものとした中心導体２により構成される。【選択図】図１
2010103954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体と、漏洩電磁界形成用の複数の放射スロットが形成された外部導体とを同軸に配してなる漏洩同軸ケーブルにおいて、
前記複数の放射スロットの各々において生じる伝播時間遅延量に等価の付加容量を補償するための補償部を備えたことを特徴とする漏洩同軸ケーブル。
【請求項２】
前記補償部は、前記複数の放射スロットの各々の位置における前記中心導体の半径をその他の位置における半径よりも細いものとした前記中心導体により構成されることを特徴とする請求項１記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項３】
前記補償部は、前記複数の放射スロットの各々の位置における前記中心導体の半径をその他の位置における半径よりも細く且つ前記付加容量の分布に応じて半径を連続的に変化させた前記中心導体により構成されることを特徴とする請求項２記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項４】
前記補償部は、前記複数の放射スロットの各々の位置においてインダクタンスを連続的に変化させるための孔を設けた前記中心導体により構成されることを特徴とする請求項１記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項５】
前記中心導体は、複数本の絶縁被覆された導体が束ねられ、
前記補償部は、前記複数の放射スロットの各々の位置において電流経路を長くするために捻った前記中心導体により構成されることを特徴とする請求項１記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項６】
前記補償部は、前記複数の放射スロットの各々の位置において容量を減らすために付加した低誘電率物質により構成されることを特徴とする請求項１記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項７】
前記補償部は、前記複数の放射スロットの各々の位置以外の位置において容量を増やすために付加した高誘電率物質により構成されることを特徴とする請求項１記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項８】
前記外部導体は、前記複数の放射スロットの各々の間にケーブル軸方向に沿って設けられたリアクタンス変化を補償するための複数の補償スロットを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の漏洩同軸ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部導体に放射スロットを備えた漏洩同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、漏洩同軸ケーブルは、内部導体、絶縁体、外部導体、及び外被を備えて構成され、無線通信システムの送受信用アンテナとして利用されており、例えば、列車と地上との無線連絡を目的として新幹線沿いに布設され、あるいは地下鉄構内や地下街に布設されて地上との消防無線や警察無線の連絡用に使用されている。
【０００３】
通常の漏洩同軸ケーブルは、同軸内部（中心導体と外部導体との間の空間）の電磁エネルギーを外部に漏洩させるために、外部導体に放射スロットと呼ばれる細長い開孔が周期的に配置されている。
【０００４】
すなわち、漏洩同軸ケーブルの外部導体には、ケーブル軸に対して一定周期毎に、一周期当たり複数の長孔状のスロットが設けられている。各スロットは、ケーブル軸に対していくらかの角度を持って傾斜されている。周期的なスロット列を持つ漏洩同軸ケーブルの形成する漏洩電磁界の軸周方向電界成分は、スロット列を軸上に分布する軸方向磁流源と近似し、これらが形成する電磁界を計算することにより、近似的に解析される。
【０００５】
なお、漏洩同軸ケーブルにおいては、スロット部のピッチ間隔が使用周波数の波長と一致、あるいはその波長の１／２整数倍となった時（共振周波数時）に共振状態となるため、漏洩同軸ケーブルヘ入力した電力の一部が送信側に戻ってしまい、漏洩同軸ケーブルが使用できなくなる。これが、漏洩同軸ケーブルの広帯域化を困難にする原因となる。
【０００６】
特許文献１には、漏洩電磁界形成用の複数個のスロットが同軸ケーブルの外部導体に列状に設けられた漏洩同軸ケーブルにおいて、使用できる周波数帯域を広帯域化することが可能な漏洩同軸ケーブルが記載されている。この漏洩同軸ケーブルは、漏洩電磁界形成用の複数個のスロットが同軸ケーブルの外部導体に列状に設けられ、スロットのピッチ間隔を軸方向に周期的に変化させたものである。この漏洩同軸ケーブルにおけるスロット部のピッチ間隔は、正弦関数、または、２次関数、あるいは、その他の関数に対応して周期的に変化させている。そのため、この漏洩同軸ケーブルによれば、各スロット部からの微小反射が累積しないので、共振点による反射の効果が少なくなり、使用可能周波数帯域を拡大することができる。
【特許文献１】特開２００８−１８２６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、通常の漏洩同軸ケーブルは、ケーブル外部導体に放射スロットと呼ばれる孔が周期的に配置されており、各スロット位置におけるケーブルの特性インピーダンスが僅かに変化する。そのため、ケーブル内波長の１／２とスロット間隔が一致する周波数では、各スロットで生じる反射波の位相が一致することになり、電圧定在波比ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）が極端に劣化する。このＶＳＷＲが大きい漏洩同軸ケーブルは、送信用アンテナとして使用した場合に反射成分が大きくなり、電波を有効に放射することができない。
【０００８】
特許文献１に記載された漏洩同軸ケーブルは、共振を緩和させるため、スロット間隔を適切に変化させて各スロットからの反射波位相を分散させ、ＶＳＷＲの劣化を緩和させている。しかしながら、この漏洩同軸ケーブルを用いたとしても、各スロット位置で反射波が生じる現象に変わりは無く、極端なＶＳＷＲの改善を行うことは困難であるとともに、実際の製造時におけるわずかなスロット位置のずれによりＶＳＷＲが劣化することも考えられる。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、放射スロットにおける特性インピーダンス乱れの発生を防止して無共振の漏洩同軸ケーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る漏洩同軸ケーブルは、上記課題を解決するために、中心導体と、漏洩電磁界形成用の複数の放射スロットが形成された外部導体とを同軸に配してなる漏洩同軸ケーブルにおいて、前記複数の放射スロットの各々において生じる伝播時間遅延量に等価の付加容量を補償するための補償部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放射スロットにおける特性インピーダンス乱れの発生を防止して無共振の漏洩同軸ケーブルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の漏洩同軸ケーブルの実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１に係る漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。この漏洩同軸ケーブルは、図１に示すように、中心導体２と、漏洩電磁界形成用の複数の放射スロット３が形成された外部導体１とを同軸に配してなる。なお、実際の漏洩同軸ケーブルにおいて、外部導体１の外周上には外皮が設けられている。また、放射スロット３は、図１において１つしか描かれていないが、実際には複数の放射スロット３が周期的に外部導体１に設けられている。
【００１４】
中心導体２は、本発明の補償部に対応し、複数の放射スロット３の各々において生じる伝播時間遅延量に等価の付加容量を補償する。具体的には、中心導体２は、複数の放射スロット３の各々の位置における自己（中心導体２）の半径をその他の位置における半径よりも細いものとする。これにより、中心導体２のインダクタンスは、放射スロット３による等価付加容量ΔＣに見合う分だけ増加する。
【００１５】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図２は、放射スロット３の傾斜と偏向電流の実効長との関係を示す図である。偏向電流Ｉｈは、Ｓに近いものからゼロに近いものまであるのでその実効長はＳの半分となる。放射スロット３のない部分では、外部導体１と中心導体２に流れる電流は平行であり、その方向は互いに逆向きであるため、各電流が発生する磁界はキャンセルされてケーブル外部には生じない。一方、放射スロット３部分では図２のように、外部電流が軸に対して斜め方向に流れるのに対し、中心導体２に流れる電流は軸方向のままでである。そのため、外部電流の斜め成分（同軸ケーブルの円周方向）はキャンセルされず、この電流成分により電界輻射が行なわれる。
【００１６】
図２に示すように、放射スロット３の長さをＳとし、放射スロット３がケーブル方向となす角度をθとする。放射スロット３のない部分では、電流は同軸外部導体上を均等に流れているとする。偏向電流Ｉｈは、同軸外部導体の円周長に対する放射スロット３の円周投影長に比例するから、全電流をＩ０と書くと、ｒを外部導体１の半径として以下の式により表される。
【数１】
2010103954.tif 000003
【００１７】
この電流をｎ分割して考える。各電流（Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎ）の経路は、Ｓに近いもの（Ｉ１）からゼロに近いもの（Ｉｎ）まで存在する。Ｉｈ全体としての経路は各電流経路の平均値であるから、その経路増加は以下の式により表される。
【数２】
2010103954.tif 000004
【００１８】
ここで、放射スロット３部分における外部電流の電流経路は、斜め方向となる分だけ電流経路が長くなり、外部導体電流全体として遅延を生じさせる。この場合の遅延時間増加量は、以下の式により表される。
【数３】
2010103954.tif 000005
【００１９】
ただし、Ｖｃ＝ｃ／√εでケーブル内の電流の伝播速度である。また、ｃは光速であり、εはケーブルの比誘電率である。ここで、スロット部分で遅延量が増加するということは、放射スロット３の位置に容量ΔＣを付加したことと等価であると考えることができる。一様なケーブルの単位長あたりのキャパシタンス及びインダクタンスＣ０，Ｌ０は、以下の式により表される。
【数４】
2010103954.tif 000006
【００２０】
ここで、Ｚ０は、ケーブルの特性インピーダンスを示す。等価容量ΔＣの付加による伝播速度の変化及び遅延時間の変化は、以下の式により表される。
【数５】
2010103954.tif 000007
【００２１】
これより、ΔＤＬを求めると、（ＤＬ＋ΔＤＬ）２＝Ｌ０（Ｃ０＋ΔＣ）より、ΔＤＬ≒ΔＣＺ０／２を得る。ただし、ΔＣ≪Ｃ０の場合である。（３）式と（５）式のΔＤＬが等しいとして等価付加容量ΔＣを求めると、ΔＣは以下の式により計算される。
【数６】
2010103954.tif 000008
【００２２】
漏洩同軸ケーブルのインピーダンス特性は、以上のように放射スロット３位置に等価容量ΔＣを付加したものと考えられる。
【００２３】
一方、同軸ケーブルの単位長あたりのインダクタンスは、周知の次式により与えられる。
【数７】
2010103954.tif 000009
【００２４】
ただし、μは、導体の透磁率である。また、Ｒｉｎ及びＲｏｕｔは、内部導体と外部導体の半径である。さらに、ｌｏｇは、自然対数を表す。等価付加容量ΔＣは、放射スロット３が設けられたスロット区間で生じる。したがって、これを補償するインダクタンス増加量ΔＬは、同一区間に付加される必要がある。スロット区間のキャパシタンス、インダクタンスが単位長あたりの値とスロット区間長の積であることを考慮すると、ΔＬは、次式を満たす必要がある。
【数８】
2010103954.tif 000010
【００２５】
スロット区間の中心導体２の半径（細くなっている部分）をＲａとすると、その区間のインダクタンスは、（７）式及び（８）式より以下のように求められる。
【数９】
2010103954.tif 000011
【００２６】
また、（９）式に（７）式を代入して整理すると、以下の式が導かれる。
【数１０】
2010103954.tif 000012
【００２７】
また、（６）式及び１／Ｃ０＝Ｚ０・Ｖｃの関係を用いて、以下のようにγの値を求めることができる。
【数１１】
2010103954.tif 000013
【００２８】
（１１）式を（１０）式に代入することにより、Ｒａの値を求めることができる。数値例として１例を挙げると、Ｚ０＝５０Ω、ε＝１．３の場合に、Ｒｏｕｔ／Ｒｉｎ≒２．５９である。Ｓ＝１００ｍｍ、θ＝１８度、Ｒｏｕｔ＝２１．５ｍｍの場合に、γ＝０．０１１７７となる。これより、Ｒａ＝０．９８８８Ｒｉｎが導かれる。
【００２９】
以上のようにして求められたＲａの値を複数の放射スロット３の各々の位置（スロット部）における中心導体２の半径に採用することにより、中心導体２のインダクタンスは、各放射スロット３において生じる伝播時間遅延量に等価の付加容量ΔＣに見合う分だけ増加する。
【００３０】
上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係る漏洩同軸ケーブルによれば、スロット部の中心導体２のインダクタンスを増加させた構造とすることにより、各放射スロット３における特性インピーダンス乱れの発生を防止し、反射を抑えて無共振の漏洩同軸ケーブルを実現することができる。
【００３１】
また、図３は、本発明の実施例１に係る漏洩同軸ケーブルの構成の別例を示す図である。中心導体２の半径が放射スロット３の位置（スロット部）において細くなる点において図１に示す漏洩同軸ケーブルと同じであるが、異なる点は、中心導体２の半径がスロット部分において一様に同じではなく、スロット部分の中心にいくにつれてより細くなる点である。
【００３２】
すなわち、図３に示す漏洩同軸ケーブルにおいて、補償部たる中心導体２は、複数の放射スロット３の各々の位置における自己（中心導体２）の半径をその他の位置における半径よりも細く且つ付加容量の分布に応じて半径を連続的に連続的に変化させた構成を有する。
【００３３】
等価容量ΔＣは、放射スロット３近傍で偏向電流に比例して付加されているものと考えられる。したがって、インダクタンスの増加についても等価容量ΔＣの分布に応じて分布的に配置することが好ましい。図３に示す漏洩同軸ケーブルは、この考え方に基づいて中心導体径を連続的に変化させたものである。これにより、中心導体２は、等価付加容量ΔＣの分布に応じてインダクタンスの増加分を連続的に変化させた構成となるため、より各放射スロット３における特性インピーダンス乱れの発生を防止し、反射を抑えて無共振の漏洩同軸ケーブルを実現することができる。
【実施例２】
【００３４】
図４は、本発明の実施例２に係る漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。この漏洩同軸ケーブルは、図４に示すように、中心導体２と、漏洩電磁界形成用の複数の放射スロット３が形成された外部導体１とを同軸に配してなる。また、放射スロット３は、図４の各漏洩同軸ケーブルにおいて１つしか描かれていないが、実際には複数の放射スロット３が周期的に外部導体１に設けられている点は実施例１と同様である。実施例１と異なる点は、中心導体２に開孔部分４ａ（４ｂ，４ｃ）が設けられている点である。
【００３５】
中心導体２は、本発明の補償部に対応し、複数の放射スロット３の各々において生じる伝播時間遅延量に等価の付加容量を補償する。具体的には、補償部たる中心導体２は、複数の放射スロット３の各々の位置においてインダクタンスを連続的に変化させるための孔（開孔部分４ａ，４ｂ，４ｃ）が設けられている。
【００３６】
本実施例において、中心導体２は、中空のパイプ状の形状を有するものとする。開孔部分４ａ（４ｂ，４ｃ）は、中心導体２を形成する壁面に設けられた孔であり、中心導体２内部の中空部分と外部とを貫通させるものである。これにより、中心導体２のインダクタンスは、放射スロット３による等価付加容量ΔＣに見合う分だけ増加する。
【００３７】
図４（ａ）に示す漏洩同軸ケーブルにおいて、中心導体２の開孔部分４ａは、長方形の開孔形状を有し、各放射スロット３位置（スロット部分）に設けられている。図４（ｂ）に示す漏洩同軸ケーブルにおいて、中心導体２の開孔部分４ｂは、菱形の開孔形状を有し、各放射スロット３位置（スロット部分）に設けられている。図４（ｃ）に示す漏洩同軸ケーブルにおいて、中心導体２の開孔部分４ｃは、軸方向に対して傾斜した開孔形状を有し、各放射スロット３位置（スロット部分）に設けられている。
【００３８】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。基本的には、本実施例の漏洩同軸ケーブルは、実施例１で上述した漏洩同軸ケーブルと同様の作用を示す。中心導体２のインピーダンスを上昇させる手段として、中心導体２の面積を減少させる方法が考えられる。中心導体２の面積が減少すると、中心導体２に流れる電流密度は増加する。これにより、中心導体２の単位面積あたりの逆起電力は上昇する。すなわち、中心導体２のインダクタンスは上昇する。
【００３９】
図４（ａ）に示す漏洩同軸ケーブルの中心導体２は、（９）式の半径Ｒａの中心導体と同一面積となるように長方形状の開孔部分４ａが設けられており、所望のインダクタンス値を得たものである。
【００４０】
図４（ｂ）に示す漏洩同軸ケーブルの中心導体２は、開孔部分４ｂの形状を菱形にすることにより、インダクタンスを連続的に変化させている。すなわち、この漏洩同軸ケーブルは、図３で説明した漏洩同軸ケーブルと同様に、等価容量ΔＣの分布に応じてインダクタンスの値を変化させたものである。この場合に中心導体２にも偏向電流が発生するが、開孔形状が軸に対して対称であるため、上向きの偏向電流成分と下向きの偏向電流成分とは相殺する。したがって、図４（ｂ）に示す漏洩同軸ケーブルの開孔部分４ｂは、放射特性に影響を与えない。
【００４１】
図４（ｃ）に示す漏洩同軸ケーブルの中心導体２は、開孔部分４ｃを軸方向に対して傾斜させた形状とすることにより、自己（中心導体２）に対しても偏向電流を発生させる。この中心導体２の偏向電流方向を外部導体１の放射スロット３部分に流れる偏向電流と同一にするように傾斜させることにより、図４（ｃ）に示す漏洩同軸ケーブルは、放射電力が若干増加する。
【００４２】
上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る漏洩同軸ケーブルによれば、実施例１と同様にスロット部の中心導体２のインダクタンスを増加させた構造とすることにより、各放射スロット３における特性インピーダンス乱れの発生を防止し、反射を抑えて無共振の漏洩同軸ケーブルを実現することができる。
【００４３】
また、本実施例の漏洩同軸ケーブルは、放射スロット３が位置するスロット部分において中心導体２に孔を開けるのみでよいため、加工が簡単であり、低コストに抑えることができる。
【００４４】
さらに、本実施例の漏洩同軸ケーブルは、上述したように中心導体２に設けられた開孔部分の形状を変えることにより、インダクタンス値の連続的な変化や放射電力の増加といった効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４５】
図５は、本発明の実施例３に係る漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。この漏洩同軸ケーブルは、図５に示すように、中心導体２と、漏洩電磁界形成用の複数の放射スロット３が形成された外部導体１とを同軸に配してなる。また、放射スロット３は、図５の各漏洩同軸ケーブルにおいて１つしか描かれていないが、実際には複数の放射スロット３が周期的に外部導体１に設けられている点は実施例１と同様である。実施例１と異なる点は、中心導体２に捻り部分５が設けられている点である。
【００４６】
すなわち、本実施例の漏洩同軸ケーブルにおける中心導体２は、本発明の補償部に対応し、複数の放射スロット３の各々の位置において電流経路を長くするために捻った「捻り部分５」を有する。
【００４７】
本実施例の中心導体２は、複数本の絶縁被覆された導体が束ねられて構成されている。具体的には、中心導体２は、エナメル線のような細い線条導体６を束ねたものにより構成される。図５に示す中心導体２ａは、中心導体２を拡大して示したものである。各線条導体６は、薄い絶縁体により被覆されて電気的に分離されている。
【００４８】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。本実施例の漏洩同軸ケーブルの構成において、中心導体２の各線条導体６は、放射スロット３に対向する位置で捻られて捻り部分５を構成し、中心導体２に流れる電流経路を長くする。ここで、中心導体２の電流経路長を外部導体１の電流遅延ΔＤＬに相当するように設定すると、当該漏洩同軸ケーブルは、中心導体２と外部導体１に流れる電流位相が互いに一致するため、反射を生じない。これは、電流経路の増加分だけインダクタンスが増加するため、結果的に中心電流が外部電流位相と一致するとも考えることができる。
【００４９】
（６）式より、外部電流の遅延ΔＤＬは、以下の式により表される。
【数１２】
2010103954.tif 000014
【００５０】
一方、中心導体２を捻った場合に、電流経路の増加に伴う遅延は、図５を参照して以下の式により表される。
【数１３】
2010103954.tif 000015
【００５１】
ここで、（１２）式と（１３）式の遅延を等しいものとすると、捻り角φは、以下の式により求められる。
【数１４】
2010103954.tif 000016
【００５２】
したがって、本実施例の中心導体２に設けられる捻り部分５は、（１４）式により求められた捻り角φを有することにより、中心導体２の電流経路長が外部導体１の電流遅延ΔＤＬに相当するように設定される。これにより、本実施例の漏洩同軸ケーブルは、中心導体２と外部導体１に流れる電流位相が互いに一致するため、反射を生じない。
【００５３】
上述のとおり、本発明の実施例３の形態に係る漏洩同軸ケーブルによれば、中心導体２を多数の線条導体６で構成し、放射スロット３に対向する位置に捻り角φを有する捻り部分５を設けるため、反射を抑えて無共振の漏洩同軸ケーブルを実現することができる。
【００５４】
また、本実施例の漏洩同軸ケーブルは、放射スロット３が位置するスロット部分において中心導体２を捻るのみでよいため、加工が簡単であり、低コストに抑えることができる。
【実施例４】
【００５５】
スロット部におけるインピーダンス乱れを生じさせない方法として、外部導体１と中心導体２との間に設けられた誘電体の誘電率を調整する方法がある。この方法は、スロット部分で付加される等価容量のΔＣの分だけ漏洩同軸ケーブルの単位長あたりの容量を減らしておくものである。
【００５６】
図６は、本発明の実施例４に係る漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。この漏洩同軸ケーブルは、図６に示すように、中心導体２と、漏洩電磁界形成用の複数の放射スロット３が形成された外部導体１とを同軸に配してなり、外部導体１と中心導体２との間に設けられた誘電体として低誘電率物質７と高誘電率物質８との２種類の物質を使用する。この２種類の物質を適切に配置することにより、本実施例の漏洩同軸ケーブルは、自己の誘電体の誘電率を調整して構成される。また、放射スロット３は、図６の各漏洩同軸ケーブルにおいて１つしか描かれていないが、実際には複数の放射スロット３が周期的に外部導体１に設けられている点は実施例１と同様である。
【００５７】
図６（ａ）に示す漏洩同軸ケーブルは、スロット領域の誘電体を他の部分よりも誘電率の低い物質（低誘電率物質７）で構成したものである。すなわち、図６（ａ）に示す漏洩同軸ケーブルにおいて、低誘電率物質７は、本発明の補償部に対応し、複数の放射スロット３の各々の位置において容量を減らすために付加されている。
【００５８】
図６（ｂ）に示す漏洩同軸ケーブルは、スロット領域に使用する低誘電率物質７の厚みを適切に調整して構成したものである。すなわち、図６（ｂ）に示す漏洩同軸ケーブルにおいて、低誘電率物質７は、図６（ａ）の場合と同様に本発明の補償部に対応してスロット部分において容量を減らすために付加されているとともに、自己（低誘電率物質７）の厚みを調整することにより所要の誘電率を得ることができる。
【００５９】
図６（ｃ）に示す漏洩同軸ケーブルは、スロット領域に使用する低誘電率物質７の厚みに傾斜をつけ、偏向電流の分布に一致するように構成したものである。すなわち、この漏洩同軸ケーブルは、等価容量ΔＣの分布に応じて容量を減らすように誘電率の値を変化させたものである。図６（ｃ）に示す漏洩同軸ケーブルにおいても、低誘電率物質７は、本発明の補償部に対応する。
【００６０】
図６（ｄ）に示す漏洩同軸ケーブルは、（ａ）〜（ｃ）の例とは逆に、スロット領域以外の誘電体を他の部分よりも誘電率の高い物質（高誘電率物質８）で構成したものである。すなわち、図６（ｄ）に示す漏洩同軸ケーブルにおいて、高誘電率物質８は、本発明の補償部に対応し、複数の放射スロット３の各々の位置以外の位置において容量を増やすために付加されている。なお、図６（ｄ）に示す漏洩同軸ケーブルは、スロット領域の中心部に近づくにつれて付加した高誘電率物質８の厚みが薄くなるようにし、偏向電流の分布に一致するように構成したものである
図７は、本発明の実施例４に係る漏洩同軸ケーブルの構成の別例を示す図である。この漏洩同軸ケーブルは、図６（ｄ）に示す漏洩同軸ケーブルの変形ということができ、スロット領域以外の部分にのみ高誘電体９を付加している。中心導体２に高誘電体９を付加したものを予め作製し、通常のケーブル製造装置を用いることにより、図７に示す誘電率調整済の漏洩同軸ケーブルは、作製することができる。
【００６１】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。まず、図７に示す高誘電体９の所要厚みについて計算する。図８は、所要誘電厚みの計算を行うための漏洩同軸ケーブルの模式図である。図８において、高誘電体（比誘電率εＨ）と低誘電体（比誘電率εＬ）の境界に仮想導体が置かれている。中心導体と仮想導体間の容量をＣＨ、仮想導体と外部導体間の容量をＣＬとすると、スロット領域の長さあたりの各容量は、次式により表される。
【数１５】
2010103954.tif 000017
【００６２】
中心導体と外部導体間の容量は、（１５）式に示す２つの容量の直列接続である。一方、スロット領域の容量は、偏向電流による等価付加容量が加わっている。したがって、非スロット部の容量である直列接続容量Ｃは、次式を満たすように設定する必要がある。
【数１６】
2010103954.tif 000018
【００６３】
（１６）式に（１５）式を代入して整理すると、以下の式が得られる。
【数１７】
2010103954.tif 000019
【００６４】
ただし、（１７）式において、η＝εＬ／εＨである。（１７）式より、Ｒａは、以下の式により求められる。
【数１８】
2010103954.tif 000020
【００６５】
（１８）式は、以下の式のようにＲｉｎに対する相対値で表現することにより便利なものとなる。
【数１９】
2010103954.tif 000021
【００６６】
なお、（８）式より、ΔＬ／Ｌ０＝ΔＣ／Ｃ０となるので、γの値は、（１１）式と同一である。
【００６７】
数値例として１例を挙げると、Ｚ０＝５０Ω、εＬ＝１．３、Ｒｏｕｔ＝２１．５ｍｍ、Ｒｉｎ＝８．３ｍｍ、Ｓ＝１００ｍｍ、θ＝１８度の場合に、γ＝０．０１１７７となる。εＨ＝２．２５とすると、Ｒａ＝１．０２６６×Ｒｉｎとなる。したがって、以上のようにして求められたＲａの値を満たすように図７に示す漏洩同軸ケーブルの高誘電体９を構成することにより、各放射スロット３におけるインピーダンス乱れの発生を防止することができ、反射を抑えることができる。具体的な実現方法として、中心導体２に０．０２６６×８．３≒０．２２ｍｍの厚みを持つフィルム状誘電体を巻きつけることが考えられる。
【００６８】
上述のとおり、本発明の実施例４の形態に係る漏洩同軸ケーブルによれば、誘電率調整により、付加等価容量ΔＣに応じてスロット部の同軸ケーブルの単位長あたりの容量を減らすか、あるいはスロット部以外の同軸ケーブルの単位長あたりの容量を増やす構造とすることにより、各放射スロット３における特性インピーダンス乱れの発生を防止し、反射を抑えて無共振の漏洩同軸ケーブルを実現することができる。
【実施例５】
【００６９】
上述した実施例においては、漏洩同軸ケーブルの放射スロット３は、その幅が十分狭く、開孔の影響は偏向電流を生じさせること以外には無いものとしている。そこで、放射スロット３による開孔の影響を考える。図９は、放射スロット３部分における漏洩同軸ケーブルの断面図である。放射スロット３の部分において、外部導体１の面積は、開孔分だけ減少する。したがって、当該減少分に応じて、単位長あたりの（外部導体１と中心導体２間の）キャパシタンスは、減少すると考えられる。さらに、外部導体１の面積の減少に応じて単位長あたりのインダクタンスは上昇するものと考えられる。これらのリアクタンスの変化量の計算は、煩雑なものとなるが、図９におけるスロット幅ｄが微小なものである場合には、このスロット幅ｄに比例した量だけ変化するものと考えられる。
【００７０】
今、スロット開孔による単位長あたりのキャパシタンス変化率をδとすると、単位長あたりのインダクタンス変化量は、ほぼ同程度の値となることが想定される。この場合において、スロット部分の特性インピーダンスＺは、以下の式により表される。
【数２０】
2010103954.tif 000022
【００７１】
放射スロット３による開孔は、（２０）式に示すように特性インピーダンス変化を生じさせ、反射に影響を与えて問題となる場合がある。数値例として１例を挙げると、リアクタンス変化量δが漏洩同軸ケーブルの単位長あたりの導体面積に比例するものと仮定し、Ｚ０＝５０Ω、Ｒｏｕｔ＝２１．５ｍｍ、Ｒｉｎ＝８．３ｍｍ、ｄ＝５ｍｍとすると、リアクタンス変化量δは、以下のように求められる。
【数２１】
2010103954.tif 000023
【００７２】
この値は、実施例１や実施例４で数値例として計算したリアクタンス変化量γ＝０．０１１７７よりも大きいものとなる。さらに、上述した偏向電流による影響は、等価容量ΔＣの付加のみであったが、スロット開孔の影響はインダクタンスにも現れるため、（２０）式に示すように反射係数への影響はより大きい。
【００７３】
図１０は、本発明の実施例５に係る漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。この漏洩同軸ケーブルの外部導体１は、図１０に示すように、複数の放射スロット３の各々の間にケーブル軸方向に沿って設けられたリアクタンス変化を補償するための複数の補償スロット１０を備える。
【００７４】
すなわち、補償スロット１０は、スロット開孔に伴うリアクタンス変化を補償するためのものであり、非スロット領域に設けられた放射スロット３と同一幅の開孔である。この非スロット領域に設けられた補償スロット１０は、ケーブル軸方向に沿って（すなわち傾斜角度０度）開孔している。
【００７５】
なお、本実施例の漏洩同軸ケーブルは、放射スロット３において生じる伝播時間遅延量に等価の付加容量ΔＣに対する対抗策としては、上述した実施例１乃至実施例４のいずれかに示した補償部を有するものとする。
【００７６】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。補償スロット１０は、ケーブル軸方向に沿って設けられているため、伝搬時間の遅延を生じることは無く、等価付加容量について考慮する必要は無い。
【００７７】
本実施例の漏洩同軸ケーブルは、補償スロット１０と放射スロット３が交互に設けられているため、いずれの位置においても同一の開孔があることとなり、単位長あたりのキャパシタンスＣ０及びインダクタンスＬ０が一定値となる。したがって、当該漏洩同軸ケーブルは、補償スロットを設けることにより放射スロット３の開孔による影響が排除され、反射が生じない。
【００７８】
また、傾斜角度を有する放射スロット３において生じる伝播時間遅延量に等価の付加容量ΔＣに対しては、実施例１乃至実施例４のいずれかに記載の補償部を備えることにより、当該漏洩同軸ケーブルは、インピーダンス乱れを補償することができ、反射を防止して無共振ケーブルとすることができる。
【００７９】
なお、以上で述べた説明においては、放射スロット３による等価付加容量ΔＣの影響については、実施例１乃至実施例４のいずれかに記した補償部により解決するものとしている。しかしながら、本実施例の漏洩同軸ケーブルの別例として、実施例１乃至実施例４のいずれかに記載の補償部を備えずに、補償スロット１０の幅を放射スロット３のそれよりもわずかに細く（あるいは太く）することも考えられる。これにより、補償スロット１０は、放射スロット３による等価付加容量ΔＣと開孔により物理的に減少したキャパシタンスとのバランスをとり、特性インピーダンス乱れを補償して反射を抑えることができる。
【００８０】
上述のとおり、本発明の実施例５の形態に係る漏洩同軸ケーブルによれば、放射スロット３の開孔の面積に応じて単位長あたりの（外部導体１と中心導体２間の）物理的なキャパシタンスが減少したとしても、当該放射スロット３間に複数の補償スロット１０を備えているので、リアクタンス変化を補償して単位長あたりのキャパシタンスＣ０及びインダクタンスＬ０が一定値となり、放射スロット３の開孔による影響が排除され、反射を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係る漏洩同軸ケーブルは、無線通信システムの送受信用アンテナとして使用する漏洩同軸ケーブルに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１の形態の漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。
【図２】放射スロットの傾斜と偏向電流の実効長との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例１の形態の漏洩同軸ケーブルの構成の別例を示す図である。
【図４】本発明の実施例２の形態の漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例３の形態の漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例４の形態の漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例４の形態の漏洩同軸ケーブルの構成の別例を示す図である。
【図８】所要誘電厚みの計算を行うための漏洩同軸ケーブルの模式図である。
【図９】放射スロット部分における漏洩同軸ケーブルの断面図である。
【図１０】本発明の実施例５の形態の漏洩同軸ケーブルの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１      外部導体
２，２ａ  中心導体
３      放射スロット
４ａ，４ｂ，４ｃ  開孔部分
５      捻り部分
６      線条導体
７      低誘電率物質
８      高誘電率物質
９      高誘電体
１０    補償スロット
【図１】
2010103954.tif 000024
【図２】
2010103954.tif 000025
【図３】
2010103954.tif 000026
【図４】
2010103954.tif 000027
【図５】
2010103954.tif 000028
【図６】
2010103954.tif 000029
【図７】
2010103954.tif 000030
【図８】
2010103954.tif 000031
【図９】
2010103954.tif 000032
【図１０】
2010103954.tif 000033