(57)【要約】【課題】複数の周波数帯で使用可能な漏洩同軸ケーブル、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】漏洩同軸ケーブルは、中心導体と、中心導体を同心円状に被覆する絶縁体と、絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に１つ以上の長孔状の形状のスロットからなるスロット群が周期的に設けられた外部導体とを備え、スロットの長手方向の長さであるスロット長Ｌｓが、第１の帯域に合わせた第１のスロット長と、第１の帯域より周波数の高い第２の帯域に合わせた第２のスロット長との間である。【選択図】図１
2018157565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体と、前記中心導体を同心円状に被覆する絶縁体と、前記絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に２つ以上の長孔状の形状のスロットからなるスロット群がピッチＰｓ（ｍｍ）で周期的に設けられた外部導体とを備え、
前記スロットの長手方向の長さであるスロット長Ｌｓ（ｍｍ）が、第１の帯域で結合損失が所定範囲の値となる第１のスロット長と、前記第１の帯域より周波数の高い第２の帯域で結合損失が所定範囲の値となる第２のスロット長との間である漏洩同軸ケーブル。
【請求項２】
中心導体と、前記中心導体を同心円状に被覆する絶縁体と、前記絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に個数がＮｓ（ただしＮｓは１以上の整数）個の長孔状の形状のスロットからなるスロット群がピッチＰｓで周期的に設けられた外部導体とを備え、
前記スロットの長手方向の長さであるスロット長Ｌｓであって、前記スロットの共振周波数が、第１の帯域で結合損失が所定範囲の値となるスロット長による第１の共振周波数と、前記第１の帯域より周波数の高い第２の帯域で結合損失が所定範囲の値となるスロット長による第２の共振周波数との間となる、前記スロット長Ｌｓである漏洩同軸ケーブル。
【請求項３】
前記結合損失の所定範囲の値は、６０±５ｄＢである、請求項１または請求項２に記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項４】
前記ピッチＰｓは、
前記第１の帯域において、少なくとも第１の放射モードを用いて放射し、
前記第２の帯域において、少なくとも前記第１の放射モードと第２の放射モードとを用いて放射するように形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項５】
前記スロットは、前記漏洩同軸ケーブルの長さ方向に角度θｓ（°）で傾斜し、前記スロットの数Ｎｓ（ただしＮｓは１以上の整数）であり、
前記スロット長Ｌｓ（ｍｍ）が、次式の関係式
Ｌｓ＝（０．０１θｓ−２）Ｎｓ−０．１θｓ＋２１
の関係である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項６】
前記スロット長Ｌｓは、前記関係式の±１０％の範囲である、請求項５に記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項７】
前記スロット長Ｌｓは、前記関係式の±５％の範囲である、請求項６に記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項８】
前記スロットの角度θｓが、５°から９０°の間である、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項９】
前記第１の帯域は、２．４ＧＨｚ帯であり、前記第２の帯域は、５ＧＨｚ帯である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項１０】
λｏは使用周波数に対する自由空間波長であり、εｒは絶縁体の比誘電率であって、
前記ピッチＰｓは、λｏ／（１＋√（εｒ））より大きい、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の漏洩同軸ケーブル。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の漏洩同軸ケーブルが第１の周波数帯域と第２の周波数帯域で送信または受信する電波を、受信または送信するアンテナと、
前記アンテナを有する端末と、
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、漏洩同軸ケーブル、および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
漏洩同軸ケーブルは、同軸ケーブルの外部導体に、電波を漏らすスロットと呼ばれる孔部を設けたケーブルであり、ＬＣＸ（ＬＣＸ：Ｌｅａｋｙ  ＣｏａＸｉａｌ）ケーブルと呼ばれている。漏洩同軸ケーブルは、このようなスロットを通じて、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）したり、外部からの電磁波を受信することができる。すなわち、この漏洩同軸ケーブルは、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（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；ローカル・エリア・ネットワーク）の規格のひとつであるＷｉ−Ｆｉ規格では、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯が用いられている。近年、ＬＣＸケーブルによる送受信アンテナを用いた通信サービスが、例えば地下鉄等で提供されているが、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯でサービスを提供できるＬＣＸケーブルが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７１２３７号公報
【特許文献２】特開２００９−００４９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、使用目的とする周波数帯に合わせてスロットの大きさや間隔等の設計を行っている。図１７は、従来技術に係る漏洩同軸ケーブル９００の構造例を示す図である。図１７に示すように、漏洩同軸ケーブル９００は、中心導体９０２、絶縁体９０３、外部導体９０４、及びシース９０５を備える。また、外部導体９０４は、複数のスロット９０１を備える。
【０００６】
中心導体９０２は、外径が５ｍｍの銅線である。絶縁体９０３は、外径が１２ｍｍの絶縁体であり、中心導体９０２を同心円状に覆って形成されている。外部導体９０４は、例えば厚さが０．１ｍｍの銅であり、絶縁体９０３を同心円状に覆って形成されている。スロット９０１の形状は、長孔状であり、外部導体９０４に開口して設けられている。シース９０５は、例えば材質がポリエチレンであり、外部導体９０４を同心円状に覆って形成されている。
【０００７】
図１７に示した漏洩同軸ケーブル９００を２．４ＧＨｚ帯の周波数帯用に設計した場合、スロット９０１は、外部導体９０４にピッチＰが８５ｍｍで、等間隔で且つジグザグに形成されている。また、スロット９０１は、長さＬｓが２６ｍｍ、幅Ｗｓが２ｍｍ、軸方向に対する角度θｓが１５°である。
【０００８】
２．４ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブル９００を２．４ＧＨｚ帯（２．０，２．２，２．４，２．６ＧＨｚ）と５ＧＨｚ帯（４．８，５．０，５．２，５．４，５．６ＧＨｚ）の両方に使用した場合の伝送損失と結合損失を測定した結果を説明する。
図１８は、従来技術に係る２．４ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブル９００の伝送損失の測定結果を示す図である。図１８において、横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は伝送損失（ｄＢ／ｍ）である。測定した周波数は、０．１〜９ＧＨｚである。図１８に示すように、設計値の２．４ＧＨｚ帯の伝送損失は、０．２ｄＢ／ｍで低い。一方、設計値ではない５ＧＨｚ帯の伝送損失は、１５ｄＢ／ｍで非常に高い。このように、５ＧＨｚ帯で伝送損失が大幅に増加する理由は、図１８のように、使用する波長がスロット９０１の約半波長になると、共振して強い放射が生じるのでＬＣＸケーブルがアンテナとして作用する。このため、図１８のように設計値２．４ＧＨｚの約倍の５ＧＨｚに伝送損失のピークが生じている。なお、スロット９０１の共振周波数ｆｏは、次式（１）で表される。
【０００９】
【数１】
2018157565.tif 000003
【００１０】
式（１）において、Ｃ０は光速度（約３×１０８（ｍ／ｓ））、εｒは絶縁体の誘電率である。式（１）にスロット９０１のＬｓ＝２６ｍｍ、Ｗｓ＝２ｍｍ、εｒ＝１．２を代入すると、共振周波数ｆｏは、約４．９ＧＨｚであり、図１８の測定結果とほぼ一致する。
【００１１】
図１９は、従来技術に係る２．４ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブル９００の結合損失の測定結果を示す図である。図１９において、横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。測定した周波数は、２ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯である。図１９に示すように、設計値の２．４ＧＨｚ帯の結合損失は、６０±１０ｄＢであり、ＬＣＸケーブルとして標準的な値である。一方、設計値ではない５ＧＨｚ帯の結合損失は、約４０ｄＢで非常に低い。この理由は、２．４ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブル９００は、図１８に示したように５ＧＨｚ帯においてスロット９０１が共振してアンテナとして動作して強い放射が生じているためである。なお、図１９において、ａは６０±５ｄＢの範囲を示し、ｂは６０±１０ｄＢの範囲を示している。
【００１２】
図１８と図１９の測定結果に示したように、２．４ＧＨｚ帯用に設計したＬＣＸケーブルを、仮に５ＧＨｚにも使用しようとしても、５ＧＨｚ帯において伝送損失が高くなり、結合損失が低くなり、ＬＣＸケーブルを長い長さで使用できなかった。
【００１３】
図１７に示した漏洩同軸ケーブル９００を５ＧＨｚ帯の周波数帯用に設計した場合、スロット９０１は、外部導体９０４にピッチＰが４３ｍｍで、等間隔で且つジグザグに形成されている。また、スロット９０１は、長さＬｓが１３ｍｍ、幅Ｗｓが２ｍｍ、軸方向に対する角度θｓが２５°である。
【００１４】
５ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブル９００を２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方に使用した場合の伝送損失と結合損失を測定した結果を説明する。
図２０は、従来技術に係る５ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブル９００の伝送損失の測定結果を示す図である。図２０において、横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は伝送損失（ｄＢ／ｍ）である。測定した周波数は、０．１〜９ＧＨｚである。図２０に示すように、設計値ではない２．４ＧＨｚ帯の伝送損失は、０．１ｄＢ／ｍで低い。また、設計値の５ＧＨｚ帯の伝送損失は、０．３ｄＢ／ｍである。このように、図１８に対して５ＧＨｚ帯の伝送損失が改善した理由は、図２０に示すように共振を起こす周波数が、５ＧＨｚより高周波の約９ＧＨｚにシフトしたためである。式（１）を用いて共振周波数を計算すると、約９．１ＧＨｚである。
【００１５】
図２１は、従来技術に係る５ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブル９００の結合損失の測定結果を示す図である。図２１において、横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。測定した周波数は、２ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯である。図２１に示すように、設計値ではない２．４ＧＨｚ帯の結合損失は、７０ｄＢで高すぎる。一方、設計値である５ＧＨｚ帯の結合損失は、約６０±１０ｄＢで標準的な値である。この理由は、５ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブル９００は、スロット９０１の長さＬｓを２．４ＧＨｚ帯用に設計した場合のＬｓ＝２６ｍｍの半分の長さになったため、放射が弱くなったためである。
【００１６】
図２０と図２１の測定結果に示したように、５ＧＨｚ帯用に設計したＬＣＸケーブルを、仮に２．４ＧＨｚにも使用しようとしても、２．４ＧＨｚ帯の結合損失が高くなり、使用できなかった。
【００１７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の周波数帯で使用可能な漏洩同軸ケーブル、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】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブル（１０）は、中心導体（１０２）と、前記中心導体を同心円状に被覆する絶縁体（高発泡絶縁体１０３）と、前記絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に２つ以上の長孔状の形状のスロット（１０１）からなるスロット群（１０１’）がピッチＰｓで周期的に設けられた外部導体（１０４）とを備え、前記スロットの長手方向の長さであるスロット長Ｌｓが、第１の帯域（例えば２．４ＧＨｚ帯）で結合損失が所定範囲の値となる第１のスロット長と、前記第１の帯域より周波数の高い第２の帯域（例えば５ＧＨｚ帯）で結合損失が所定範囲の値となる第２のスロット長との間である。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブル（１００）は、中心導体（１０２）と、前記中心導体を同心円状に被覆する絶縁体（高発泡絶縁体１０３）と、前記絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に個数がＮｓ（ただしＮｓは１以上の整数）個の長孔状の形状のスロット（１０１）からなるスロット群（１０１’）がピッチＰｓで周期的に設けられた外部導体（１０４）とを備え、前記スロットの長手方向の長さであるスロット長Ｌｓであって、前記スロットの共振周波数が、第１の帯域（例えば２．４ＧＨｚ帯）で結合損失が所定範囲の値となるスロット長による第１の共振周波数と、前記第１の帯域より周波数の高い第２の帯域（例えば５ＧＨｚ帯）で結合損失が所定範囲の値となるスロット長による第２の共振周波数との間となる、前記スロット長Ｌｓである。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記結合損失の所定範囲の値は、６０±５ｄＢであるようにしてもよい。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記ピッチＰｓは、前記第１の帯域において、少なくとも第１の放射モードを用いて放射し、前記第２の帯域において、少なくとも前記第１の放射モードと第２の放射モードとを用いて放射するように形成されているようにしてもよい。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロットは、前記漏洩同軸ケーブルの長さ方向に角度θｓ（°）で傾斜し、前記スロットの数Ｎｓ（ただしＮｓは１以上の整数）であり、前記スロット長Ｌｓ（ｍｍ）が、次式の関係式
Ｌｓ＝（０．０１θｓ−２）Ｎｓ−０．１θｓ＋２１
の関係であるようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロット長Ｌｓは、前記関係式の±１０％の範囲であるようにしてもよい。
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロット長Ｌｓは、前記関係式の±５％の範囲であるようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロットの角度θｓが、５°から９０°の間であるようにしてもよい。
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記第１の帯域は、２．４ＧＨｚ帯であり、前記第２の帯域は、５ＧＨｚ帯であるようにしてもよい。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、λｏは使用周波数に対する自由空間波長であり、εｒは絶縁体の比誘電率であって、前記ピッチＰｓは、λｏ／（１＋√（εｒ））より大きいようにしてもよい。
【００２６】
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（１）は、上記のいずれか１つの漏洩同軸ケーブルが第１の周波数帯域と第２の周波数帯域で送信または受信する電波を、受信または送信するアンテナと、前記アンテナを有する端末（４１，４２）と、を備える。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、複数の周波数帯で使用可能な漏洩同軸ケーブル、および無線通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係る漏洩同軸ケーブルの構造例を示す図である。
【図２】伝送損失の測定系を示す図である。
【図３】結合損失の測定系を示す図である。
【図４】試作した各種の漏洩同軸ケーブルのスロット角、スロットの個数、スロット長の組み合わせを示す図である。
【図５】試作した漏洩同軸ケーブルのスロット数Ｎｓとスロット長Ｌｓの関係を示す図である。
【図６】スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが１、２個に対する２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の結合損失の測定結果を示す図である。
【図７】スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが３、４個に対する２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の結合損失の測定結果を示す図である。
【図８】スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが５個に対する２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の結合損失の測定結果を示す図である。
【図９】図４に示したスロット角θｓ、スロット数Ｎｓ、スロット長Ｌｓの組み合わせによる結合損失の測定結果を示す図である。
【図１０】図４に示したスロット角θｓ、スロット数Ｎｓ、スロット長Ｌｓの組み合わせによる結合損失の測定結果を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る式（４）の関係式にスロット角θｓをパラメータとして、スロット数Ｎｓとスロット長Ｌｓを算出した結果を示す図である。
【図１２】図１０の結合損失の実測結果に図１１に示した計算結果を重ねた図である。
【図１３】同一条件における２．４ＧＨｚ帯専用、５ＧＨｚ帯専用、および２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯両用それぞれの漏洩同軸ケーブルのスロット長Ｌｓ、結合損失を示す図である。
【図１４】本実施形態に係る最適なスロット長Ｌｓにおけるスロット共振周波数を算出した結果を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る漏洩同軸ケーブルのスロットの配置例を示す図である。
【図１６】本実施形態に係る漏洩同軸ケーブルを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。
【図１７】従来技術に係る漏洩同軸ケーブルの構造例を示す図である。
【図１８】従来技術に係る２．４ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブルの伝送損失の測定結果を示す図である。
【図１９】従来技術に係る２．４ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブルの結合損失の測定結果を示す図である。
【図２０】従来技術に係る５ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブルの伝送損失の測定結果を示す図である。
【図２１】従来技術に係る５ＧＨｚ帯用に設計した漏洩同軸ケーブルの結合損失の測定結果を示す図である。
【図２２】本実施形態に係るスロット群間の第２ピッチが８５ｍｍの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。
【図２３】スロット群間の第２ピッチが６０ｍｍの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。
【図２４】スロット群間の第２ピッチが１１４ｍｍの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
図１は、本実施形態に係る漏洩同軸ケーブル１０の構造例を示す図である。
図１に示すように、漏洩同軸ケーブル１０は、中心導体１０２、高発泡絶縁体１０３（絶縁体）、外部導体１０４、及びシース１０５を備える。また、外部導体１０４は、複数のスロット１０１を備える。
【００３０】
中心導体１０２は、例えば外径が５ｍｍの銅線である。高発泡絶縁体１０３は、例えば外径が１２ｍｍの絶縁体であり、中心導体１０２を同心円状に覆って形成されている。外部導体１０４は、例えば厚さが０．１ｍｍの銅であり、外径が１３ｍｍであり、高発泡絶縁体１０３を同心円状に覆って形成されている。スロット１０１は、外部導体１０４に第１ピッチＰｓ’（ｍｍ）の等間隔で形成されている。
【００３１】
なお、スロット１０１（１１）と、スロット１０１（１２）と、・・・スロット１０１（１Ｎｓ）とが、第１のスロット群１０１’である。また、スロット１０１（２１）と、スロット１０１（２２）と、・・・スロット１０１（２Ｎｓ）とが、第２のスロット群１０１’である。このように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０は、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に個数がＮｓ（ただしＮｓは１以上の整数）個の長孔状の形状のスロットからなるスロット群が周期的に外部導体１０４に設けられている。
【００３２】
スロット１０１の形状は、図１に示すように、長孔状であり、例えば楕円形、四隅の角丸の角丸四角形等である。また、スロット１０１は、外部導体１０４に開口して設けられている。スロット１０１は、長さがＬｓ（ｍｍ）、幅Ｗｓが２ｍｍである。スロット１０１は、中心導体１０２の軸方向にＮｓ個（ただし、Ｎｓは１以上の整数）が第１ピッチＰｓ’の等間隔で配置されている。そして、１番目のスロット群１０１’のスロット１０１（１１）と、２番目のスロット群１０１’のスロット１０１（２１）との間隔が第２ピッチＰｓ（ｍｍ）である。１番目のスロット群１０１’の１番目のスロット１０１（１１）の隣のスロット１０１（１２）と、２番目のスロット群１０１’の２番目のスロット１０１（２１）の隣のスロット１０１（２２）との間隔が第２ピッチＰｓである。なお、図１に示すように、１番目のスロット群１０１’に含まれるＮｓ個のスロットと、２番目のスロット群１０１’に含まれるＮｓ個のスロットとは、各スロットの形状やスロットの配置パターンが同じである。このように、第１のスロット群１０１’と第２のスロット群１０１’との間隔が第２ピッチＰｓである。
なお、第１のスロット群１０１’と第２のスロット群１０１’のスロットは、漏洩同軸ケーブル１０の長手方向に対して垂直な方向に角度（以下、スロット角とも言う）−θｓ（°）で形成されている。そして、第１のスロット群１０１’と第２のスロット群１０１’との間には、漏洩同軸ケーブル１０の長手方向に対して垂直な方向に角度＋θｓ（°）のスロットが第１ピッチＰｓの等間隔でＮｓ個形成されている。そして、第２のスロット群の長手方向（図１のシース１０５の位置）には、漏洩同軸ケーブル１０の長手方向に対して垂直な方向に角度＋θｓ（°）のスロットが第１ピッチＰｓの等間隔でＮｓ個形成されている。
シース１０５は、例えば外径が１５ｍｍ、材質がポリエチレンであり、外部導体１０４を同心円状に覆って形成されている。
【００３３】
なお、上述したスロット群１０１’同士の第２ピッチＰｓ（ｍｍ）のおおよその値は、次式（２）のように表される。
【００３４】
【数２】
2018157565.tif 000004
【００３５】
式（２）において、λｏは使用周波数に対する自由空間波長、εｒは絶縁体の比誘電率である。
【００３６】
次に、漏洩同軸ケーブル１０の伝送損失、結合損失の測定系について説明する。
図２は、伝送損失の測定系を示す図である。図２に示すように、伝送損失の測定は、漏洩同軸ケーブル１０の両端に伝送損失測定器を接続して行う。
図３は、結合損失の測定系を示す図である。図３（Ａ）は側面図であり、図３（Ｂ）は平面図である。また、図３は、漏洩同軸ケーブル１０の長さ方向の偏波を測定している状況を示す図でもある。
漏洩同軸ケーブル１０とアンテナ２０との離隔距離はｒｍである。また、漏洩同軸ケーブル１０の一端から入力される入力信号をＰｉｎとする。漏洩同軸ケーブル１０にはターミネーター１１が接続されている。アンテナ２０からの出力をＰｏｕｔとする。なお、アンテナ２０は、半波長標準ダイポールアンテナである。
【００３７】
測定は、漏洩同軸ケーブル１０の上部ｒｍの位置に平行に、アンテナ２０を移動させて行う。なお、漏洩同軸ケーブル１０の長さ方向の偏波Ｅｘと、漏洩同軸ケーブル１０の長さ方向に垂直な方向の偏波Ｅｙの結合損失は、アンテナ２０のエレメント（素子）を偏波方向に合わせて測定する。結合損失Ｌｃ（ｄＢ）は、次式（３）のように表される。
【００３８】
【数３】
2018157565.tif 000005
【００３９】
次に、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方に対応可能な漏洩同軸ケーブル１０を検討するため、各種の漏洩同軸ケーブル１０を試作して結合損失を実測した。なお、中心導体１０２の外径が５ｍｍ、高発泡絶縁体１０３の外径が１２ｍｍ、外部導体１０４の外径が１３ｍｍ、シース１０５の外径が１５ｍｍ、スロット幅Ｗｓが２ｍｍ、スロット群間の第２ピッチＰｓが８５ｍｍである。
図４は、試作した各種の漏洩同軸ケーブル１０のスロット角θｓ、スロットの個数Ｎｓ、スロット長Ｌｓの組み合わせを示す図である。図５は、試作した漏洩同軸ケーブル１０のスロット数Ｎｓとスロット長Ｌｓの関係を示す図である。
【００４０】
図４に示すように、スロット角θｓが１５°でスロット数Ｎｓが１個の場合は、スロット長Ｌｓが１９ｍｍ、１８ｍｍ、１７ｍｍの３種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが１５°でスロット数Ｎｓが２個の場合は、スロット長Ｌｓが１６ｍｍの１種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが１５°でスロット数Ｎｓが３個の場合は、スロット長Ｌｓが１５ｍｍ、１４ｍｍの２種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが１５°でスロット数Ｎｓが４個の場合は、スロット長Ｌｓが１２ｍｍの１種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが１５°でスロット数Ｎｓが５個の場合は、スロット長Ｌｓが１１ｍｍ、１０ｍｍ、９ｍｍの３種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。
【００４１】
スロット角θｓが４５°でスロット数Ｎｓが１個の場合は、スロット長Ｌｓが１６ｍｍ、１５ｍｍ、１４ｍｍの３種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが４５°でスロット数Ｎｓが２個の場合は、スロット長Ｌｓが１３．５ｍｍの１種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが４５°でスロット数Ｎｓが３個の場合は、スロット長Ｌｓが１３ｍｍ、１２ｍｍ、１１ｍｍの３種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが４５°でスロット数Ｎｓが４個の場合は、スロット長Ｌｓが１０．５ｍｍの１種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが４５°でスロット数Ｎｓが５個の場合は、スロット長Ｌｓが１０ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍの３種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。
【００４２】
スロット角θｓが９０°でスロット数Ｎｓが１個の場合は、スロット長Ｌｓが１２ｍｍ、１１ｍｍ、１０ｍｍの３種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが９０°でスロット数が２個の場合は、スロット長が１０ｍｍの１種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが９０°でスロット数Ｎｓが３個の場合は、スロット長Ｌｓが１０ｍｍ、８ｍｍの２種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが９０°でスロット数Ｎｓが４個の場合は、スロット長Ｌｓが８ｍｍの１種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。スロット角θｓが９０°でスロット数Ｎｓが５個の場合は、スロット長Ｌｓが８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍの３種類の漏洩同軸ケーブル１０を試作した。
【００４３】
図６は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが１、２個に対する２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の結合損失の測定結果を示す図である。図７は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが３、４個に対する２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の結合損失の測定結果を示す図である。図８は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが５個に対する２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の結合損失の測定結果を示す図である。図６〜図８において、横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は結合損失（ｄＢ）である。
【００４４】
図６（Ａ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが１個、スロット長Ｌｓが１９ｍｍの結合損失の測定結果である。図６（Ｂ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが１個、スロット長Ｌｓが１８ｍｍの結合損失の測定結果である。図６（Ｃ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが１個、スロット長Ｌｓが１７ｍｍの結合損失の測定結果である。図６（Ｄ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが２個、スロット長Ｌｓが１６ｍｍの結合損失の測定結果である。
【００４５】
図７（Ａ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが３個、スロット長Ｌｓが１５ｍｍの結合損失の測定結果である。図７（Ｂ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが３個、スロット長Ｌｓが１４ｍｍの結合損失の測定結果である。図７（Ｃ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが４個、スロット長Ｌｓが１２ｍｍの結合損失の測定結果である。
【００４６】
図８（Ａ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが５個、スロット長Ｌｓが１１ｍｍの結合損失の測定結果である。図８（Ｂ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが５個、スロット長Ｌｓが１０ｍｍの結合損失の測定結果である。図８（Ｃ）は、スロット角θｓが１５°、スロット数Ｎｓが５個、スロット長Ｌｓが９ｍｍの結合損失の測定結果である。
【００４７】
同様に、スロット角θｓが４５°、９０°におけるスロット数Ｎｓが１〜５個、図４に示したスロット長Ｌｓでの結合損失も測定した。なお、図４に示したスロット角θｓ、スロット数Ｎｓ、スロット長Ｌｓの組み合わせによる伝送損失はそれぞれ、０．５ｄＢ／ｍ以下であった。
図９、図１０は、図４に示したスロット角θｓ、スロット数Ｎｓ、スロット長Ｌｓの組み合わせによる結合損失の測定結果を示す図である。図１０において、横軸はスロット数Ｎｓ（個）、縦軸はスロット数Ｌｓ（ｍｍ）である。
【００４８】
図９、図１０において、■は、スロット角θｓが１５°、結合損失が６０±５ｄＢの範囲の結合損失を表す。□は、スロット角θｓが１５°、結合損失が６０±６〜１０ｄＢの範囲の結合損失を表す。×は、スロット角θｓが１５°、結合損失が６０±１１ｄＢ以上の結合損失を表す。
▲は、スロット角θｓが４５°、結合損失が６０±５ｄＢの範囲の結合損失を表す。△は、スロット角θｓが４５°、結合損失が６０±６〜１０ｄＢの範囲の結合損失を表す。＊は、スロット角θｓが４５°、結合損失が６０±１１ｄＢ以上の結合損失を表す。
●は、スロット角θｓが９０°、結合損失が６０±５ｄＢの範囲の結合損失を表す。○は、スロット角θｓが９０°、結合損失が６０±６〜１０ｄＢの範囲の結合損失を表す。+は、スロット角θｓが９０°、結合損失が６０±１１ｄＢ以上の結合損失を表す。
【００４９】
また、図９、図１０において、結合損失Ｌｃ１／結合損失Ｌｃ２において、結合損失Ｌｃ１が２．４ＧＨｚ帯の結合損失を表し、結合損失Ｌｃ２が５ＧＨｚ帯の結合損失を表す。
【００５０】
図９と図１０に示した結合損失の測定結果に対して統計的手法を用いて、スロット角θｓ（°）とスロット数Ｎｓ（個）とスロット長Ｌｓ（ｍｍ）との最適条件となる関係を算出した結果、次式（４）のように表されることを見出した。なお、最適条件は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方で結合損失が６０±５ｄＢの範囲である。
【００５１】
【数４】
2018157565.tif 000006
【００５２】
なお、式（４）の条件は、スロット幅Ｗｓが２ｍｍであり、スロット群間のピッチＰｓが８５ｍｍである。
図１１は、本実施形態に係る式（４）の関係式にスロット角θｓをパラメータとして、スロット数Ｎｓとスロット長Ｌｓを算出した結果を示す図である。なお、図１１では、スロット角θｓは、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の６種類である。また、スロット数Ｎｓは、１〜５個の５種類である。
【００５３】
スロット角θｓが１５°の場合、スロット数Ｎｓが１個の最適なスロット長Ｌｓは１７．７ｍｍであり、スロット数Ｎｓが２個の最適なスロット長Ｌｓは１５．８ｍｍであり、スロット数Ｎｓが３個の最適なスロット長Ｌｓは１４．０ｍｍであり、スロット数Ｎｓが４個の最適なスロット長Ｌｓは１２．１ｍｍであり、スロット数Ｎｓが５個の最適なスロット長Ｌｓは１０．３ｍｍである。
【００５４】
スロット角θｓが３０°の場合、スロット数Ｎｓが１個の最適なスロット長Ｌｓは１６．３ｍｍであり、スロット数Ｎｓが２個の最適なスロット長Ｌｓは１４．６ｍｍであり、スロット数Ｎｓが３個の最適なスロット長Ｌｓは１２．９ｍｍであり、スロット数Ｎｓが４個の最適なスロット長Ｌｓは１１．２ｍｍであり、スロット数Ｎｓが５個の最適なスロット長Ｌｓは９．５ｍｍである。
【００５５】
スロット角θｓが４５°の場合、スロット数Ｎｓが１個の最適なスロット長Ｌｓは１５．０ｍｍであり、スロット数Ｎｓが２個の最適なスロット長Ｌｓは１３．４ｍｍであり、スロット数Ｎｓが３個の最適なスロット長Ｌｓは１１．９ｍｍであり、スロット数Ｎｓが４個の最適なスロット長Ｌｓは１０．３ｍｍであり、スロット数Ｎｓが５個の最適なスロット長Ｌｓは８．８ｍｍである。
【００５６】
スロット角θｓが６０°の場合、スロット数Ｎｓが１個の最適なスロット長Ｌｓは１３．６ｍｍであり、スロット数Ｎｓが２個の最適なスロット長Ｌｓは１２．２ｍｍであり、スロット数Ｎｓが３個の最適なスロット長Ｌｓは１０．８ｍｍであり、スロット数Ｎｓが４個の最適なスロット長Ｌｓは９．４ｍｍであり、スロット数Ｎｓが５個の最適なスロット長Ｌｓは８．０ｍｍである。
【００５７】
スロット角θｓが７５°の場合、スロット数Ｎｓが１個の最適なスロット長Ｌｓは１２．３ｍｍであり、スロット数Ｎｓが２個の最適なスロット長Ｌｓは１１．０ｍｍであり、スロット数Ｎｓが３個の最適なスロット長Ｌｓは９．８ｍｍであり、スロット数Ｎｓが４個の最適なスロット長Ｌｓは８．５ｍｍであり、スロット数Ｎｓが５個の最適なスロット長Ｌｓは７．３ｍｍである。
【００５８】
スロット角θｓが９０°の場合、スロット数Ｎｓが１個の最適なスロット長Ｌｓは１０．９ｍｍであり、スロット数Ｎｓが２個の最適なスロット長Ｌｓは９．８ｍｍであり、スロット数Ｎｓが３個の最適なスロット長Ｌｓは８．７ｍｍであり、スロット数Ｎｓが４個の最適なスロット長Ｌｓは７．６ｍｍであり、スロット数Ｎｓが５個の最適なスロット長Ｌｓは６．５ｍｍである。
【００５９】
このようにスロット数Ｎｓが多くなると、またはスロット角θｓが大きくなると、漏洩同軸ケーブル１０の外部導体１０４の内側を漏洩同軸ケーブル１０の軸方向に流れる電流の攪乱が大きくなるため結合損失が小さくなる（放射量が多くなる）。このため、スロット数Ｎｓが多くなると、またはスロット角θｓが大きくなると、スロット長Ｌｓも短くなる。図１１の計算結果は、この現象を裏付けている。
【００６０】
図１２は、図１０の結合損失の実測結果に図１１に示した計算結果を重ねた図である。図１２において、横軸はスロット数Ｎｓ（個）、縦軸はスロット長Ｌｓ（ｍｍ）である。また、図１２において、鎖線は、スロット長Ｌｓの±５％の範囲を示し、一点鎖線は、スロット長Ｌｓの±１０％の範囲を示している。
図１２より、式（４）を用いて計算したスロット長Ｌｓ±５％とすれば結合損失を６０±５ｄＢにできる。また、式（４）を用いて計算したスロット長Ｌｓ±１０％とすれば結合損失を６０±１０ｄＢにできる。なお、本実施形態において、結合損失の所定範囲の値は、６０±１０ｄＢである。
【００６１】
従って、漏洩同軸ケーブル１０のスロット１０１のＬｓを決定するには、スロット角θｓとスロット数Ｎｓを式（４）に代入してスロット長Ｌｓを算出する。続けて、算出したスロット長Ｌｓの±１０％とすれば、結合損失が６０±１０ｄＢの漏洩同軸ケーブル１０を決定できる。または、算出したスロット長Ｌｓの±５％とすれば、結合損失が６０±５ｄＢの漏洩同軸ケーブル１０を決定できる。
【００６２】
ここで、同一条件における２．４ＧＨｚ帯専用、５ＧＨｚ帯専用、および２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯両用の漏洩同軸ケーブルについて説明する。なお、「２．４ＧＨｚ帯専用」、「５ＧＨｚ帯専用」という表現は、その周波数帯でしか用いることができないとう意味ではなく、「その周波数帯で用いた場合では」という程度の意味である。
条件は、中心導体１０２の外径が５ｍｍ、高発泡絶縁体１０３の外径が１２ｍｍ、外部導体１０４の外径が１３ｍｍ、シース１０５の外径が１５ｍｍ、スロット個数Ｎｓが１個、スロット幅Ｗｓが２ｍｍ、スロット角θｓが１５°、スロット群間の第２ピッチＰｓが８５ｍｍである。
【００６３】
前述したように２．４ＧＨｚ帯専用に漏洩同軸ケーブルを設計した場合のスロット長Ｌｓは２６ｍｍである。この場合の結合損失は、２．４ＧＨｚ帯が約５５ｄＢ、５ＧＨｚ帯が約４０ｄＢであった。
また、図１０から、２．４ＧＨｚ帯専用での最適なスロット長Ｌｓは、１８．５ｍｍである。なぜなら、図１０から、結合損失６２ｄＢとなるＬｓ１８ｍｍと、結合損失５５ｄＢとなるＬｓ１９ｍｍとの間に結合損失６０ｄＢとなる最適なＬｓが存在することが分る。よって、Ｌｓ１８ｍｍとＬｓ１９ｍｍとの中間値である１８．５ｍｍを最適なスロット長Ｌｓとした。
【００６４】
また、図１０から、５ＧＨｚ帯専用に漏洩同軸ケーブルを設計した場合の最適なスロット長Ｌｓは、５ＧＨｚ帯で結合損失が約６０ｄＢとなる約１７．０ｍｍがより好ましい。この場合、２．４ＧＨｚ帯の結合損失は、図１０から約６５ｄＢ程度である。
【００６５】
一方、上述したように、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方に対応した本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０の最適なスロット長Ｌｓは、図１１に示したように１７．７ｍｍ（≒１８ｍｍ）であった。この場合の結合損失は、図１０に示したように２．４ＧＨｚ帯が６２ｄＢ、５ＧＨｚ帯が５５ｄＢであった。
【００６６】
これらの結果をまとめると、図１３のようになる。図１３は、同一条件における２．４ＧＨｚ帯専用、５ＧＨｚ帯専用、および２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯両用それぞれの漏洩同軸ケーブルのスロット長Ｌｓ、結合損失を示す図である。
このように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０のスロット長Ｌｓは、次式（５）の関係である。この場合の結合損失は、２．４ＧＨｚ帯が６２ｄＢ、５ＧＨｚ帯が５５ｄＢであった。
【００６７】
【数５】
2018157565.tif 000007
【００６８】
すなわち、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０のスロット１０１は、スロット幅Ｗｓとスロット角θｓとスロット群間の第２ピッチＰｓが同一の場合のスロット長Ｌｓは、２．４ＧＨｚ帯専用の１８．５ｍｍより短く、５ＧＨｚ帯専用の１７．０ｍｍより長い。
そして、図１３に示したように、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯両用のスロット長Ｌｓは、次式（６）を用いて簡易的に算出することもできる。
【００６９】
【数６】
2018157565.tif 000008
【００７０】
例えば、図１３の値を式（６）に代入すると、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯両用のスロット長Ｌｓは、１７．７ｍｍ（＝（１８．５＋１７．０）／２）となる（小数点以下２桁目の値は切り捨て）。
【００７１】
次に、スロットの共振周波数（以下、スロット共振周波数という）について説明する。
図１４は、本実施形態に係る最適なスロット長Ｌｓにおけるスロット共振周波数を算出した結果を示す図である。なお、スロット共振周波数は、前述した式（１）にスロット幅Ｗｓ＝２ｍｍ、最適なスロット長Ｌｓ、Ｃｏ、εｒ＝１．２を代入することで算出できる。
図１４に示すように、スロット数Ｎｓが１個、スロット角θｓが１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の場合のスロット共振周波数は、順に約６．９ＧＨｚ、約７．５ＧＨｚ、約８．１ＧＨｚ、約８．８ＧＨｚ、約９．６ＧＨｚ、約１０．６ＧＨｚである。また、スロット数Ｎｓが２個、スロット角θｓが１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の場合のスロット共振周波数は、順に約７．７ＧＨｚ、約８．２ＧＨｚ、約８．９ＧＨｚ、約９．６ＧＨｚ、約１０．５ＧＨｚ、約１１．６ＧＨｚである。また、スロット数Ｎｓが３個、スロット角θｓが１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の場合のスロット共振周波数は、順に約８．６ＧＨｚ、約９．２ＧＨｚ、約９．８ＧＨｚ、約１０．７ＧＨｚ、約１１．６ＧＨｚ、約１２．８ＧＨｚである。また、スロット数Ｎｓが４個、スロット角θｓが１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の場合のスロット共振周波数は、順に約９．７ＧＨｚ、約１０．４ＧＨｚ、約１１．１ＧＨｚ、約１２．０ＧＨｚ、約１３．０ＧＨｚ、約１４．３ＧＨｚである。また、スロット数Ｎｓが５個、スロット角θｓが１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の場合のスロット共振周波数は、順に約１１．１ＧＨｚ、約１１．９ＧＨｚ、約１２．７ＧＨｚ、約１３．７ＧＨｚ、約１４．７ＧＨｚ、約１６．１ＧＨｚである。
【００７２】
ここで、スロット数Ｎｓが１個、スロット群間の第２ピッチＰｓが８５ｍｍ、スロット角θｓが１５°、スロット幅Ｗｓが２ｍｍの条件で、スロット共振周波数を比較する。
２．４ＧＨｚ帯専用の漏洩同軸ケーブルにおけるスロット共振周波数は、スロット長Ｌｓが２６ｍｍの場合が約４．９ＧＨｚ、上述した最適なスロット長Ｌｓが１８．５ｍｍの場合が約６．７ＧＨｚである。
５ＧＨｚ帯専用の漏洩同軸ケーブルにおけるスロット共振周波数は、上述したようにスロット長Ｌｓ＝１７．０ｍｍが最適なスロット長であるため、約７．２ＧＨｚである。
そして、２，４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の帯域に最適化した漏洩同軸ケーブル１０の最適なスロット長Ｌｓは、上述したように約１７．７ｍｍである。このため、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の帯域に漏洩同軸ケーブルにおけるスロット共振周波数は、約６．９ＧＨｚである。
このように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０のスロット共振周波数は、次式（７）の関係である。
【００７３】
【数７】
2018157565.tif 000009
【００７４】
すなわち、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０のスロット共振周波数は、２．４ＧＨｚ専用のスロット共振周波数と５ＧＨｚ専用のスロット共振周波数との間の値である。
【００７５】
ここで、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の帯域に対応させるために、スロットの共振周波数を５ＧＨｚ帯専用以上にした場合を検討する。従来技術の図１９のように、２．４ＧＨｚ帯専用にスロット共振周波数を設計した漏洩同軸ケーブルでは、２．４ＧＨｚ帯で結合損失６０±５ｄＢが得られても、５ＧＨｚ帯では結合損失が約４０ｄＢで低い。このように、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の帯域に対応させる場合は、高い方の帯域では、目的とする結合損失が得られない。他方、従来技術の図２１のように、５ＧＨｚ帯専用にスロット共振周波数を設計した漏洩同軸ケーブルでは、５ＧＨｚ帯で結合損失６０±５ｄＢが得られても、２．４ＧＨｚ帯では結合損失が約７０ｄＢで高い。このように、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の帯域に対応させる場合は、低い方の帯域では、目的とする結合損失が得られない。そこで、上述したように、本実施形態では、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の帯域に対応させるために、スロット共振周波数を、２．４ＧＨｚ帯専用の漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数と５ＧＨｚ帯専用の漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数との間になるようにした。これを拡張すると、第１の帯域Ｂ１と第２の帯域Ｂ２の両方の帯域に対応させるためには、スロット共振周波数を、第１の帯域Ｂ１の専用スロット共振周波数と第２の帯域Ｂ２の専用スロット共振周波数との間になるようにすればよい。ただし、この条件は、上述したように、中心導体１０２の外径、高発泡絶縁体１０３の外径、外部導体１０４の外径、シース１０５の外径、スロット幅Ｗｓ、スロット角θｓ、スロット群間の第２ピッチＰｓ、スロット数Ｎｓが、２．４ＧＨｚ帯専用、５ＧＨｚ帯専用、および２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両用（本実施形態）とで同一であることである。すなわち、例えばスロット数Ｎｓが３個の場合、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両用（本実施形態）のスロット長Ｌｓは、スロット数Ｎｓ３個の２．４ＧＨｚ帯専用のスロット共振周波数と、スロット数Ｎｓ３個の５ＧＨｚ帯専用のスロット共振周波数との間にスロット共振周波数がなる長さである。
【００７６】
次に、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０のスロットに配置例を説明する。
図１５は、本実施形態に係る漏洩同軸ケーブル１０のスロットの配置例を示す図である。なお、図１５に示す例は、スロット角θｓは４５°の例である。
漏洩同軸ケーブル１０Ａは、スロット数Ｎｓが１の例であり、スロット長がＬｓａである。１つ目のスロット群１０１’のスロット１０１（１１）と、２つ目のスロット群１０１’のスロット１０１（２１）との第２ピッチはＰｓである。
漏洩同軸ケーブル１０Ｂは、スロット数Ｎｓが３の例であり、スロット長がＬｓａより短いＬｓｂである。１つ目のスロット群１０１’の１番目のスロット１０１（１１）と、２つ目のスロット群１０１’の１番目のスロット１０１（２１）との第２ピッチはＰｓであり、１つ目のスロット群１０１’の２番目のスロット１０１（１２）と、２つ目のスロット群１０１’の２番目のスロット１０１（２２）との第２ピッチはＰｓであり、１つ目のスロット群１０１’の３番目のスロット１０１（１３）と、２つ目のスロット群１０１’の３番目スロット１０１（２３）との第２ピッチはＰｓである。
【００７７】
なお、図１５において、スロット１０１（１１）と、スロット１０１（１２）と、スロット１０１（１３）とが、１つのスロット群１０１’である。また、漏洩同軸ケーブル１０Ａにおいては、スロット１０１（１１）が１つのスロット群１０１’である。このように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０は、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に個数がＮｓ（ただしＮｓは１以上の整数）個の長孔状の形状のスロットからなるスロット群が周期的に外部導体１０４に設けられている。
【００７８】
このように、本実施形態では、複数のスロット１０１を配置する場合、１番目のスロットの右に順に配置される。なお、漏洩同軸ケーブル１０Ｂにおいて、１番目のスロット１０１（１１）と２番目のスロット１０１（１２）との第１ピッチＰｓ’と、２番目のスロット１０１（１２）と３番目のスロット１０１（１３）との第１ピッチＰｓ’とは同じ長さである。
【００７９】
ここで、スロット１０１がＮｓ個の場合の第１ピッチＰｓ’は次式（８）で表される。例えば、３個の場合のスロット間同士の第１ピッチＰｓ’は（１／９）Ｐｓである。
【００８０】
【数８】
2018157565.tif 000010
【００８１】
以上のように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の複数の周波数帯に対応させるため、スロット１０１の共振周波数を２．４ＧＨｚ帯専用のスロット共振周波数と５ＧＨｚ帯専用のスロット共振周波数との間の周波数にシフトさせるようにした。この結果、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０は、スロット数Ｎｓが同じ個数の場合、スロット１０１のスロット長Ｌｓが、２．４ＧＨｚ帯専用のスロット長より短く５ＧＨｚ帯専用のスロット長より長い。
また、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０は、スロット長を短くした場合に結合損失が大きくなるため、第１番目のスロット１０１（１１）の隣に同じスロット長Ｌｓのスロット１０１（１２）、・・・を複数個設けることで、最適な結合損失を得ることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、中心導体１０２の外径が５ｍｍ、高発泡絶縁体１０３の外径が１２ｍｍ、外部導体１０４の外径が１３ｍｍ、シース１０５の外径が１５ｍｍ、スロット幅Ｗｓが２ｍｍ、スロット群間の第２ピッチＰｓが８５ｍｍの漏洩同軸ケーブル１０を、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の帯域で用いることができるスロット長Ｌｓ、スロット角θｓ、スロット数Ｎｓの関係を式（４）で決定した。
【００８３】
これにより、本実施形態によれば、複数の周波数帯で使用可能な漏洩同軸ケーブル１０を実現することができる。
【００８４】
なお、上述した漏洩同軸ケーブル１０は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の電波を送信または受信を行うことができる。
【００８５】
＜無線通信システム＞
次に、上述した漏洩同軸ケーブル１０を用いた無線通信システム１を説明する。
図１６は、本実施形態に係る漏洩同軸ケーブル１０を用いた無線通信システム１の構成例を示す図である。
図１６に示すように、漏洩同軸ケーブル１０には、アクセスポイント３０が接続されている。アクセスポイント３０は、漏洩同軸ケーブル１０によって２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の電波の送受信を行う。
端末４１は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯ゲーム機器等であり、２．４ＧＨｚ帯を用いて、無線通信を行う。端末４１は、少なくとも２．４ＧＨｚ帯で電波を受信または送信するアンテナ４１１を備えている。
端末４２は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯ゲーム機器等であり、５ＧＨｚ帯を用いて、無線通信を行う。端末４３は、少なくとも５ＧＨｚ帯で電波を受信または送信するアンテナ４２１を備えている。
【００８６】
図１６に示した無線通信システム１を用いて実験を行った結果、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯ともに安定した無線通信が可能であった。
この実験結果からも、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の帯域で良好な無線通信を実現できることが確認できた。
【００８７】
なお、上述した例では、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯に対応した漏洩同軸ケーブル１０を例に説明したが、複数の帯域は他の周波数帯であってもよい。例えば、第１の帯域Ｂ１、第１の帯域Ｂ１より周波数が高い第２の帯域Ｂ２の場合、以下の条件のうち少なくとも１つを満足するように設定する。
条件Ｉ．漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数を、第１の帯域Ｂ１専用の漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数と第２の帯域Ｂ２専用の漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数との間に設定
条件ＩＩ．スロット長Ｌｓを、第１の帯域Ｂ１専用の漏洩同軸ケーブルのスロット長Ｌｓより短く、第２の帯域Ｂ２専用の漏洩同軸ケーブルのスロット長Ｌｓより長く設定
条件ＩＩＩ．第１の帯域Ｂ１に最適なスロット長Ｌｓ１と、第２の帯域Ｂ２に最適なスロット長Ｌｓ２との平均値（式（６））
【００８８】
このように、条件Ｉ〜条件ＩＩＩのうち少なくとも１つを満足するように設定することで、２つの帯域に対応できる漏洩同軸ケーブル１０を提供することができる。
【００８９】
＜漏洩同軸ケーブル１０のスロット群１０１’同士の第２ピッチＰｓ＞
次に、実施形態における漏洩同軸ケーブル１０のスロット群１０１’同士の第２ピッチＰｓについて、さらに説明する。
【００９０】
まず、モード発生周波数ｆｓｍ（ＭＨｚ）、モード共振周波数ｆｓｒｍ（ＭＨｚ）について説明する。モード発生周波数ｆｓｍは、ｍ次のモードが発生する周波数で、後述するように放射角が−９０°となる周波数である。また、モード共振周波数ｆｓｒｍは、ｍ次のモードの共振周波数であり、後述するように放射角が０°となる周波数である。なお、モードとは、放射モードである。
【００９１】
モード発生周波数を与える第２ピッチＰｓが次式（９）で表されるため、モード発生周波数ｆｓｍ（ＭＨｚ）は次式（１０）のように表される。なお、式（９）において、Ｃｏは、光速度、εｒは絶縁体の比誘電率である。また、ｍはモードを表し、例えばｍ＝１がθ−１モード（第１の放射モード）である。
【００９２】
【数９】
2018157565.tif 000011
【００９３】
【数１０】
2018157565.tif 000012
【００９４】
式（１０）より、θ−１モードのモード発生周波数ｆｓ１（ＧＨｚ）は、次式（１１）のように、１．６８ＧＨｚである。
【００９５】
【数１１】
2018157565.tif 000013
【００９６】
式（１０）より、θ−２モード（第２の放射モード）のモード発生周波数ｆｓ２（ＧＨｚ）は、次式（１２）のように、３．３７ＧＨｚである。
【００９７】
【数１２】
2018157565.tif 000014
【００９８】
式（１０）より、θ−３モード（第３の放射モード）のモード発生周波数ｆｓ３（ＧＨｚ）は、次式（１３）のように、５．０５ＧＨｚである。
【００９９】
【数１３】
2018157565.tif 000015
【０１００】
次に、モード共振周波数を与える第２ピッチＰｓが次式（１４）で表されるため、モード共振周波数ｆｓｒｍ（ＭＨｚ）は次式（１５）のように表される。
【０１０１】
【数１４】
2018157565.tif 000016
【０１０２】
【数１５】
2018157565.tif 000017
【０１０３】
式（１５）より、θ−１モードのモード共振周波数ｆｓｒ１（ＧＨｚ）は、次式（１６）のように、３．２２ＧＨｚである。
【０１０４】
【数１６】
2018157565.tif 000018
【０１０５】
式（１５）より、θ−２モードのモード共振周波数ｆｓｒ２（ＧＨｚ）は、次式（１７）のように、６．４４ＧＨｚである。
【０１０６】
【数１７】
2018157565.tif 000019
【０１０７】
上述したモード発生周波数ｆｓｍ（ｆｓ１、ｆｓ２、ｆｓ３）、モード共振周波数ｆｓｒｍ（ｆｓｒ１、ｆｓｒ２）をモードチャート上に示すと図２２のようになる。
図２２は、本実施形態に係るピッチが８５ｍｍの場合の漏洩同軸ケーブル１０の放射モードチャートを示す図である。図２２において、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は放射角（°）である。なお、図２２は、スロット群間の第２ピッチＰｓが８５ｍｍ、比誘電率εｒを１．２で計算した結果である。また、符号ｇ２１は最低次モードのθ−１モードであり、符号ｇ２２はθ−２モードであり、符号ｇ２３はθ−３モードである。
【０１０８】
図２２の符号ｇ２１に示すように、最低次モードのθ−１モードでは、モード発生周波数ｆｓ１が１．６８ＧＨｚであり、モード共振周波数ｆｓｒ１が３．２２ＧＨｚである。また、符号ｇ２１に示すように、モード発生周波数ｆｓ１の放射角が−９０°であり、モード共振周波数ｆｓｒ１の放射角が０°であり、周波数がモード共振周波数ｆｓｒ１以上の放射角は０°から正の角度に増加していく。
【０１０９】
また、符号ｇ２２に示すように、θ−２モードでは、モード発生周波数ｆｓ２が３．３７ＧＨｚである。また、符号ｇ２２に示すように、モード発生周波数ｆｓ２の放射角が−９０°であり、周波数の増加とともにモード共振周波数ｆｓｒ２の６．４４ＧＨｚに向かって放射角が０°に近づいていく。なお、モード共振周波数ｆｓｒ２で放射角が０°になり、周波数がモード共振周波数ｆｓｒ２以上の放射角は０°から正の角度に増加していく。
【０１１０】
また、符号ｇ２３に示すように、θ−３モードでは、モード発生周波数ｆｓ３が５．０５ＧＨｚである。また、符号ｇ２３に示すように、モード発生周波数ｆｓ３の放射角が−９０°であり、周波数の増加とともにモード共振周波数ｆｓｒ３に向かって放射角が０°に近づいていく。なお、モード共振周波数ｆｓｒ３で放射角が０°になり、周波数がモード共振周波数ｆｓｒ３以上の放射角は０°から正の角度に増加していく。
【０１１１】
そして、図２２に示すように、スロット群１０１’間の第２ピッチＰｓを８５ｍｍに設定することで、２．４ＧＨｚ帯では、θ−１モードが放射に寄与する。また、５ＧＨｚ帯では、θ−１モードとθ−２モードとθ−３モードとが放射に寄与する。このように、本実施形態では、スロット群間の第２ピッチＰｓ＝８５ｍｍの条件にすることで、漏洩同軸ケーブル１０を２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方で放射されることができる。
【０１１２】
ここで、スロット群間の第２ピッチＰｓの条件を検討する。
２．４ＧＨｚの波長λｏは１２５ｍｍである。この条件でのスロット群間の第２ピッチＰｓの下限は、Ｐｓ＞１２５／（１＋√１．２）＝６０ｍｍとなる。
【０１１３】
図２３は、ピッチが６０ｍｍの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。図２３において、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は放射角（°）である。また、図２３は、スロット群間の第２ピッチＰｓが６０ｍｍ、比誘電率εｒを１．２で計算した結果である。符号ｇ３１は最低次モードのθ−１モードであり、符号ｇ３２はθ−２モードである。
【０１１４】
スロット群間の第２ピッチＰｓが６０ｍｍの場合、放射は２．４ＧＨｚ帯も５ＧＨｚ帯でも発生する。しかしながら、θ−１モードのモード発生周波数ｆｓ１は、式（１０）より２．３９ＧＨｚである。このため、使用したい２．４ＧＨｚにおいて、放射角が、ほぼ−９０°であるため、使用できない。すなわち、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方で放射されるためには、下限の６０ｍｍではスロット群間の第２ピッチＰｓが短すぎる。
【０１１５】
次に、スロット群間の第２ピッチＰｓが８５ｍｍより長い場合を確認する。
上述したように２．４ＧＨｚの波長λｏは１２５ｍｍである。スロット群間の第２ピッチＰｓを使用波長に略一致させた場合を確認する。ただし、ここで言う使用波長は自由空間波長λｏではなく、漏洩同軸ケーブル１０内部の波長である。この条件でのスロット群間の第２ピッチＰｓは、約１１４ｍｍ（≒λｏ／√（εｒ）＝１２５／√（１．２））となる。
【０１１６】
図２４は、スロット群間の第２ピッチが１１４ｍｍの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。図２４において、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は放射角（°）である。また、図２４は、スロット群間の第２ピッチＰｓが１１４ｍｍ、比誘電率εｒを１．２で計算した結果である。符号ｇ４１は最低次モードのθ−１モードであり、符号ｇ４２はθ−２モードであり、符号ｇ４３はθ−３モードであり、符号ｇ４４はθ−４モードである。
【０１１７】
図２４に示すように、放射は２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯との双方で発生する。しかしながら、２．４ＧＨｚ帯では、符号ｇ４１の示すようにθ−１モードの共振周波数と２．４ＧＨｚが一致するので使用できない。このように、スロット群間の第２ピッチＰｓは、共振周波数を避けて設定する必要がある。
【０１１８】
また、図２４に示すように、共振周波数を避けてスロット群間の第２ピッチＰｓを設定した場合、例えば、スロット群間の第２ピッチＰｓが８５ｍｍ以上で１１４ｍｍ以下の場合、２．４ＧＨｚ帯では、θ−１モードが放射に寄与する。また、５ＧＨｚ帯では、θ−１モードとθ−２モードとθ−３モードとθ−４モードが放射に寄与する。このように、本実施形態では、スロット群間の第２ピッチＰｓ＝８５ｍｍ以上かつ共振周波数を避ける条件にすることで、漏洩同軸ケーブル１０を２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方で放射されることができる。また、スロット群間の第２ピッチＰｓが１１４ｍｍ以上になると、図２４に示すように、５ＧＨｚ帯に寄与する放射モードの数が増加していく。このため、スロット群間の第２ピッチＰｓは、用途に応じて、例えば５ＧＨｚ帯に寄与する放射モードがθ−１モードとθ−２モードとθ−３モードとθ−4モードが寄与する１１４ｍｍ以下にするようにしてもよい。
【０１１９】
上述したように、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方で放射されるためのスロット群間の第２ピッチＰｓの範囲条件は、次式（１８）である。
【０１２０】
【数１８】
2018157565.tif 000020
【０１２１】
また、上述したように、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方で放射されるためのスロット群間の第２ピッチＰｓの条件は、スロット間の第１ピッチによる共振周波数を避けることである。
【０１２２】
以上のように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０は、以下のように形成されている。
（ｉ）漏洩同軸ケーブルの長さ方向に２つ以上の長孔状の形状のスロット１０１からなるスロット群１０１’が第２ピッチＰｓで周期的に外部導体に設けられている。
（ｉｉ）スロット長Ｌｓが、第１の帯域（例えば２．４ＧＨｚ帯）で結合損失が所定範囲の値（６０±５ｄＢ）となる第１のスロット長と、第２の帯域（例えば５ＧＨｚ帯）で結合損失が所定範囲の値（６０±５ｄＢ）となる第２のスロット長との間である。
（ｉｉｉ）スロット群間の第２ピッチＰｓは、第１の帯域において、少なくとも第１の放射モード（例えばθ−１モード）を用いて放射し、第２の帯域において、少なくとも第１の放射モード（例えばθ−１モード）と第２の放射モード（例えばθ−２モード）とを用いて放射する。
（ｉｖ）スロット角θｓ（°）とスロット数Ｎｓ（個）とスロット長Ｌｓ（ｍｍ）との関係は、Ｌｓ＝（０．０１θｓ−２）Ｎｓ−０．１θｓ＋２１である。
（ｖ）スロット群間の第２ピッチＰｓは、λｏ／（１＋√（εｒ））より大きい。
【０１２３】
本実施形態の漏洩同軸ケーブル１０は、上記のように形成されているため、第１の帯域と第２の帯域の双方で電波を放射させることができ、第１の帯域と第２の帯域の双方で結合損失が所定範囲の値となる特性を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１…無線通信システム、１０…漏洩同軸ケーブル、３０…アクセスポイント、４１，４２…端末、１０１，１０１（１２），１０１（１２），１０１（１３），１０１（２１），１０１（２２），１０１（２３）…スロット、１０１’…スロット群、１０２…中心導体、１０３…高発泡絶縁体（絶縁体）、１０４外部導体、１０５…シース、４１，４２…端末、４１１，４１２…アンテナ
【図１】
2018157565.tif 000021
【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】
2018157565.tif 000031
【図１２】
2018157565.tif 000032
【図１３】
2018157565.tif 000033
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018157565.tif 000036
【図１７】
2018157565.tif 000037
【図１８】
2018157565.tif 000038
【図１９】
2018157565.tif 000039
【図２０】
2018157565.tif 000040
【図２１】
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【図２２】
2018157565.tif 000042
【図２３】
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【図２４】
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