(57)【要約】【課題】ケーブル曲げ加工を施した後にケーブル曲げ戻し加工を施してもケーブル曲げ加工前の位相に戻すことが可能な同軸ケーブルを提供すること。【解決手段】同軸ケーブル１は、第２の外部導体層１４が編組角度５０度以上の編組構造となっているため、第１の外部導体層１３は第２の外部導体層１４により小ピッチで押え付けられることになり、ケーブル曲げ加工を施したときに第１の外部導体層１３に皺および浮きは発生せず、第１の外部導体層１３と誘電体層１２との間に空気層は生じない。よって、その後にケーブル曲げ戻し加工を施しても第１の外部導体層１３に皺および浮きは発生せず、第１の外部導体層１３と誘電体層１２との間に空気層は生じないので、ケーブル曲げ加工前の位相に戻すことができると考えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体と、
該内部導体の外周側に設けられた誘電体層と、
該誘電体層の外周側に金属箔が縦沿えに設けられた第１の外部導体層と、
該第１の外部導体層の外周側に設けられた編組構造を有する第２の外部導体層と、
該第２の外部導体層の外周側に設けられた外被とを備えた同軸ケーブルであって、
前記第２の外部導体層は、編組角度が５０度以上の編組構造であることを特徴とする同軸ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号が伝送される同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロ波帯域のような高周波信号を伝送する、例えば、携帯電話の通信に必要な基地局の局内配線等に用いられる同軸ケーブルあるいは測定機器などの機器内配線等に用いられる同軸ケーブルは、ノイズ等に対して優れたシールド効果を有する必要がある。このような同軸ケーブルとしては、中心導体の周囲に誘電体を設け、この誘電体の周囲に外部導体として銅パイプを設けて形成したセミリジッド形式の同軸ケーブルが市販されて多用されている。ところが、このセミリジッド同軸ケーブルを配線等する際にケーブル曲げ加工を施す必要がある場合、外部導体として銅パイプが用いられているので、ケーブル曲げ加工後の同軸ケーブルの形状維持性は優れているため配線作業等を容易に行うことができるが、曲げ加工用工具等が必要となる。
【０００３】
これに対し、やや可撓性を有する同軸ケーブルとして、中心導体の周囲に誘電体を設け、この誘電体の周囲に、可撓性シールドとして設けられた編組内に錫または半田等の溶融金属を含浸させて形成したセミフレキシブル形式の同軸ケーブルが提案されている（特許文献１参照）。ところが、このセミフレキシブル同軸ケーブルであっても、手作業でケーブル曲げ加工を施すには、溶融金属による金属箔と編組との結合により、なお剛性が強すぎるため、曲げ加工用工具等が必要となる。
【０００４】
そこで、可撓性を有する同軸ケーブルとして、中心導体の周囲に誘電体層を設け、この誘電体層の周囲に縦沿え（いわゆるシガレット巻）で金属箔を設け、この金属箔の周囲に外部導体層を設け、この外部導体層の周囲に外被を設けたフォーマブル形式の同軸ケーブルが提案されている（特許文献２参照）。このフォーマブル同軸ケーブルによれば、手作業でケーブル曲げ加工を施すことが可能であり、ケーブル曲げ加工後の同軸ケーブルの形状維持性は優れているため配線作業等を容易に行うことができるという効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２６７３４２号公報
【特許文献２】特開２００５−１５８４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のフォーマブル同軸ケーブルでは、ケーブル曲げ加工を施した後に配線作業等を再度行うためにケーブル曲げ戻し加工を施した場合、ケーブル曲げ加工前後の位相が大きく変動するという問題がある。この問題は信号が高周波数であるほど顕著である。
【０００７】
ケーブル曲げ加工前後の位相の変動の原因としては以下のことが考えられる。フォーマブル同軸ケーブルにケーブル曲げ加工を施すと縦沿えされた金属箔に皺が発生して更に皺による浮きが発生し、金属箔と誘電体層との間に空気層が生じてその部分で実効誘電率が低くなるが、該フォーマブル同軸ケーブルにケーブル曲げ戻し加工を施しても金属箔の皺および浮きは解消せず金属箔と誘電体層との間に空気層が残存するため、空気層の部分で実効誘電率が低くなるからであると考えられる。
【０００８】
この問題を解決するために、本発明者は、鋭意、研究、開発を続けた結果、手作業でケーブル曲げ加工を施すことが可能であり、ケーブル曲げ加工後の同軸ケーブルの形状維持性に優れて配線作業等を容易に行うことができるという効果を奏する同軸ケーブルであって、ケーブル曲げ加工を施した後にケーブル曲げ戻し加工を施しても、位相変動が小さい同軸ケーブルの構成を見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ケーブル曲げ加工を施した後にケーブル曲げ戻し加工を施しても位相の変動が小さい同軸ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的達成のため、本発明の同軸ケーブルでは、内部導体と、該内部導体の外周側に設けられた誘電体層と、該誘電体層の外周側に金属箔が縦沿えに設けられた第１の外部導体層と、該第１の外部導体層の外周側に設けられた編組構造を有する第２の外部導体層と、該第２の外部導体層の外周側に設けられた外被とを備えた同軸ケーブルであって、前記第２の外部導体層は、編組角度が５０度以上の編組構造であることを特徴としている。
【００１１】
これにより、本発明の同軸ケーブルでは、第２の外部導体層が編組角度５０度以上の編組構造となっているため、第１の外部導体層（金属箔）は第２の外部導体層により小ピッチで押え付けられることになり、ケーブル曲げ加工を施したときに第１の外部導体層に皺および浮きは発生せず、第１の外部導体層と誘電体層との間に空気層は生じない。よって、その後にケーブル曲げ戻し加工を施しても第１の外部導体層に皺および浮きは発生せず、第１の外部導体層と誘電体層との間に空気層は生じないので、位相の変動が小さいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の同軸ケーブルの実施形態の斜視図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、従来および本実施形態の同軸ケーブルを伝送される信号の周波数と位相との関係をケーブル曲げ加工前、ケーブル曲げ加工後及びケーブル曲げ戻し加工後で示す図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、従来および本実施形態の同軸ケーブルのケーブル曲げ加工後の第１の外部導体層の状態を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の成立に必須であるとは限らない。
【００１４】
図１は、本発明の同軸ケーブルの実施形態の斜視図である。この同軸ケーブル１は、中心導体１１（内部導体）と、誘電体層１２と、第１の外部導体層１３と、第２の外部導体層１４と、外被１５とにより略構成されている。そして、この同軸ケーブル１は以下の手順により形成される。
【００１５】
先ず、１本の中心導体１１の外周に押出機（図示せず）を用いて誘電体層１２を被覆形成する。次に、この誘電体層１２の外周に金属箔を縦添えで巻回（所謂、シガレット巻き）して第１の外部導体層１３を形成し、この第１の外部導体層１３の外周に複数本の導体素線を編組角度が５０度以上となる編組構造にして第２の外部導体層１４を形成する。ここで、金属箔は、同軸ケーブル１のシールド効果を増大させると共に形状維持性を付与するために、誘電体層１２の外径の１％〜５％の範囲、より好ましくは１％〜３％の範囲の厚みのものが使用され、誘電体層１２の外周をオーバーラップして巻回可能なように、誘電体層１２の外周の約１．１倍乃至１．９倍の幅のものが使用される。最後に、第２の外部導体層１４の外周に押出機を用いて外被１５を押出し被覆して形成することにより、同軸ケーブル１が完成する。
【００１６】
中心導体１１には例えば銀めっき銅被覆鋼線、誘電体層１２には例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、単にＰＴＦＥとする）が使用可能である。また、第１の外部導体層１３には例えば銀入り軟銅箔やアルミニウム箔等の金属箔、第２の外部導体層１４の導体素線には例えば錫めっき軟銅線、外被１５には例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）が使用可能である。
【００１７】
以上のような構成の同軸ケーブル１によれば、第２の外部導体層１４が編組角度５０度以上の編組構造となっているため、第１の外部導体層１３は第２の外部導体層１４により小ピッチで押え付けられることになり、ケーブル曲げ加工を施したときに第１の外部導体層１３に皺は発生せず、第１の外部導体層１３と誘電体層１２との間に空気層は生じない。よって、その後にケーブル曲げ戻し加工を施しても第１の外部導体層１３に皺および浮きは発生せず、第１の外部導体層１３と誘電体層１２との間に空気層は生じないので、位相の変動を小さなものとすることができる。
【００１８】
次に、本実施形態の編組角度が５０度以上の編組構造の第２の外部導体層１４を有する同軸ケーブル１と、比較のために編組角度が５０度未満の編組構造の第２の外部導体層を有する同軸ケーブルとを用いて、ケーブル曲げ加工およびケーブル曲げ戻し加工を施したときの伝送される信号の周波数と位相との関係を測定する試験を行った。試験方法としては、試験ケーブルとして本実施形態の同軸ケーブル１および比較例の同軸ケーブルの各両端にコネクタを接続する。そして、先ず、試験ケーブルを直線状にしてベクトルネットワークアナライザに接続し、例えばＳパラメータのＳ２１位相にセットして位相をノーマライズして初期位相波形を記録する。次に、試験ケーブルをφ４ｍｍのマンドレルに３６０度巻き付けた状態で位相波形を記録する。最後に、試験ケーブルを直線状に戻して位相波形を記録する。
【００１９】
ここで、試験に用いた本実施形態の同軸ケーブル１は、以下の構成となっている。外径０．２９ｍｍの１本の銀めっき銅被覆鋼線を中心導体１１とし、この中心導体１１の外周にＰＴＦＥを厚さ０．３２ｍｍ被覆して外径０．９３ｍｍの誘電体層１２を形成する。そして、この誘電体層１２の外周に金属箔として銀入り軟銅の銅箔テープを縦添えで巻回して外径０．９７ｍｍの第１の外部導体層１３を形成し、この第１の外部導体層１３の外周に導体素線にあたる外径０．０５ｍｍの錫めっき軟銅線を打数１６、持数４であって編組角度５１．２度（編組ピッチ２．７ｍｍ）の編組構造にして外径１．１７ｍｍの第２の外部導体層１４を形成する。そして、この第２の外部導体層１４の外周にＰＦＡを厚さ０．０８ｍｍ被覆して外被１５を形成し、最終的にケーブル外径を１．３３ｍｍとする。一方、試験に用いた比較例の同軸ケーブルは、上記第２の外部導体層を編組角度３７．４度（編組ピッチ４．４ｍｍ）の編組構造にしたこと以外は同一構成で形成する。
【００２０】
図２（Ａ）および（Ｂ）は、従来および本実施形態の同軸ケーブルを伝送される信号の周波数と位相との関係をケーブル曲げ加工前、ケーブル曲げ加工後及びケーブル曲げ戻し加工後で示す図であり、信号の周波数（ＧＨｚ）を０ＧＨｚから４０ＧＨｚまで変化させたときの位相（°）を測定した。図３（Ａ）および（Ｂ）は、従来および本実施形態の同軸ケーブルのケーブル曲げ加工後の第１の外部導体層の状態を示す写真である。
【００２１】
図２（Ａ）から明らかなように、従来の同軸ケーブルでは、ケーブル曲げ加工前の位相は信号周波数が０ＧＨｚから４０ＧＨｚまで略０°であったものが、ケーブル曲げ加工後の位相は信号周波数が大きくなるに従って直線状にプラス方向に大きくなる傾向にあり、４０ＧＨｚで１２°という最大値となっている。そして、ケーブル曲げ戻し加工後の位相はケーブル曲げ加工後の位相と略同一であり、ケーブル曲げ加工前の位相の状態には戻っていない。
【００２２】
そして、図３（Ａ）に示すように、ケーブル曲げ加工後の第１の外部導体層には皺が発生し、第１の外部導体層と誘電体層との間に空気層が生じることになる。よって、空気層が生じた部分の実効誘電率が下がって同軸ケーブルの電気長が短くなり、ケーブル曲げ加工後の位相は信号の周波数が大きくなるに従って直線状にプラス方向に大きくなると考えられる。そして、ケーブル曲げ戻し加工後も第１の外部導体層には皺および浮きは解消せず第１の外部導体層と誘電体との間に空気層が残存するため、ケーブル曲げ戻し加工後の位相はケーブル曲げ加工後の位相と略同一となり、ケーブル曲げ加工前の位相の状態には戻らないと考えられる。
【００２３】
一方、図２（Ｂ）から明らかなように、本実施形態の同軸ケーブル１では、ケーブル曲げ加工前の位相は信号周波数が０ＧＨｚから４０ＧＨｚまで略０であったものが、ケーブル曲げ加工後の位相は信号周波数が大きくなるに従って直線状にマイナス方向に大きくなる傾向にあり、４０ＧＨｚで−５°と従来の同軸ケーブルと比較して１／２から１／３となっている。そして、ケーブル曲げ戻し加工後の位相はケーブル曲げ加工前の位相と略同一であり、従来の同軸ケーブルと異なって元の状態に戻っている。
【００２４】
そして、図３（Ｂ）に示すように、ケーブル曲げ加工後の第１の外部導体層１３には皺および浮きは発生しておらず第１の外部導体層１３と誘電体層１２との間には空気層が生じていない。よって、同軸ケーブル１の電気長は短くなることはなく、ケーブル曲げ加工後の位相は信号の周波数が大きくなるに従って直線状にマイナス方向に大きくなると考えられる。そして、ケーブル曲げ戻し加工後も第１の外部導体層１３には皺および浮きは無く第１の外部導体層１３と誘電体１２との間には空気層も無いため、ケーブル曲げ戻し加工後の位相はケーブル曲げ加工前の位相の状態に戻ると考えられる。
【００２５】
なお、本実施形態の同軸ケーブル１として、第２の外部導体層１４を編組角度５３．４度（編組ピッチ２．５ｍｍ）の編組構造にしたものおよび編組角度５５．６度（編組ピッチ２．３ｍｍ）の編組構造にしたものを試作すると共に、比較例の同軸ケーブルとして、第２の外部導体層を編組角度４４．７度（編組ピッチ３．４ｍｍ）の編組構造にしたものおよび編組角度４８．３度（編組ピッチ３．０ｍｍ）の編組構造にしたものを試作して上記試験を行ったところ、本実施形態および比較例の同軸ケーブルでは何れも上記試験と同様の結果を得ることができた。よって、本実施形態の同軸ケーブル１としては、第２の外部導体層１４を編組角度５０度以上とすることが望ましい。
【符号の説明】
【００２６】
１  同軸ケーブル、１１  中心導体（内部導体）、１２  誘電体層、１３  第１の外部導体層、１４  第２の外部導体層、１５  外被
【図１】
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【図２】
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【図３】
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