(57)【要約】【課題】特別な回路部品を付加したり複雑な構造を採用することなく波形整形およびノイズ抑制の少なくとも一方を実現可能にする電気ケーブル、通信装置製造方法、ケーブル製造方法を提供すること。【解決手段】長手方向に周期的に変化する電気特性を有する周期構造が形成された通信ケーブル１３Ｂを伝送路として接続し、サックアウト現象による特定周波数の損失増大を利用して、信号波形の整形や、ノイズの低減を実施する。波形整形やノイズの低減に必要な周波数を特定して通信ケーブル１３Ｂの周期構造の周期に反映するように製造する。周期が異なる複数の周期構造を互いに連結して必要な電気特性を得る。高い精度で周期構造を形成するために、シャッタ機構を採用した加工設備を用いて通信ケーブル１３Ｂを製造又は加工する。【選択図】図２
2019128983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の伝送に利用可能な電線を含む電気ケーブルであって、
前記電線の長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性が形成された少なくとも１つの周期特性形成部位と、
前記周期特性形成部位とは異なる電気特性を有する少なくとも１つの別特性形成部位と、を有し、
前記周期特性形成部位と前記別特性形成部位とが長手方向に連結され、
高周波信号の波形整形、およびノイズ除去の少なくとも一方の機能を有する、
ことを特徴とする電気ケーブル。
【請求項２】
信号を送出する信号送出部と、前記信号を受信する信号受信部と、前記信号送出部と前記信号受信部との間を接続する電気ケーブルとを含む通信装置を製造する際に、
前記電気ケーブルにおける前記信号の波形劣化もしくはノイズの発生を検知し、
前記電気ケーブルの少なくとも一部分に、長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性を形成することにより、前記波形劣化もしくはノイズの検知結果を前記電気ケーブルの電気特性に反映する、
ことを特徴とする通信装置製造方法。
【請求項３】
信号の伝送に利用可能な電線を含む電気ケーブルを製造するためのケーブル製造方法であって、
前記電線の長手方向に対する、前記電気ケーブルと所定の加工設備との相対移動に同期して、前記電気ケーブルの少なくとも一部分を、電気特性が目的とする周期的なパターンに従って変化するように加工する周期特性形成工程を具備する、
ことを特徴とするケーブル製造方法。
【請求項４】
前記加工設備は、シャッターを利用して、加工動作のオンオフもしくは加工強度の切替を実施する、
ことを特徴とする請求項３に記載のケーブル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高周波信号の伝送に適した電気ケーブル、通信装置製造方法およびケーブル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、１Ｇｂｐｓ以上のような高速でデータ通信する場合には、非常に周波数の高い信号を扱うことになるので、伝送路の影響により伝送する信号の波形が劣化する。つまり、周波数が高いので表皮効果、誘電体損失、周波数分散等の影響を受けて伝送する信号の波形に歪みが発生する。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１においては、高速信号伝送における波形劣化の改善を、集積回路等、特殊で高価な部品を用いることなく、配線形状と増幅器により実現可能とする技術を示している。すなわち、伝送線路の配線に偏平なコの字形部を設け、この部分の配線間容量による高周波伝送経路と、迂回路状になった線路を通過する低周波伝送経路とにより、各々の成分に時間差、強度差を持たせ、それらを合成することで信号波形の改善を図るものである。
【０００４】
一方、伝送路の近傍にノイズ発生源が存在するような場合には、伝送する信号に伝送路上でノイズが重畳し、受信側で通信エラーが発生したり通信品質が低下する。このようなノイズを低減するために、一般的には、ケーブルの途中にフェライトコアのような大型の磁性体を配置することが行われている。
【０００５】
また、例えば特許文献２は、伝送線路の可撓性を損なわず、伝送するコモンモードノイズを低減させるため、伝送線路に等価的なコモンモードノイズフィルタを作り込むための技術を示している。具体的には、伝送線路の各素線を囲む導体層を配設することで、伝送線路にコンデンサ成分を形成し、かつ全ての素線を囲む磁性体からなる小型の雑音抑制部材を、伝送線路の長手方向に多数分布させることを示している。
【０００６】
一方、電気ケーブルなどに用いられる電線は、電線種別の識別などを目的として、被覆表面に様々な色彩による模様が形成されるのが一般的である。このような電線を製造するための技術が、例えば特許文献３に示されている。特許文献３は、着色タイプが２種類の電線を連続的に製造するにあたって両タイプの電線の切替を短時間で行う電線被覆押出装置を示している。すなわち、被覆工程でダイスの内部における軟化樹脂の本流路とサブ流路との切替を行うことで、供給される軟化樹脂の比率を変化させることを示している。
【０００７】
一方、特許文献４の２芯平行電線は、高周波帯域の信号伝送における信号減衰量の周波数特性の急激な減衰を抑制し、高速で安定した作動信号伝送を可能とする技術を示している。また、「２０ＧＨｚ以上の高周波伝送を行う場合、金属箔樹脂テープによるシールド導体を縦添えで設けるだけでは不十分であり、２０ＧＨｚ付近の周波数帯域で信号減衰量の周波数特性が急減に減少するサックアウトもしくはディップが生じる」ことも示している。
【０００８】
サックアウトとは、電気信号伝送路の長手方向に対して、電気的、電磁界的に影響を及ぼす周期的な変化（構造、形状、材料など）が存在する場合に、特定の周波数成分の伝送損失が増大する現象を意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２９７５３８号公報
【特許文献２】特開２０１７−３３６８４号公報
【特許文献３】特開２０００−２０７９６２号公報
【特許文献４】特開２０１５−１８５５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
通信ケーブルを用いて高速信号伝送を実施する場合に発生する歪み等の波形劣化については、例えば特許文献１の技術を利用すれば改善できる。しかし、この技術で補償できる信号波形の劣化は、高周波成分と低周波成分との伝送速度の差に起因するものに限定され、他の劣化要因を含めた複合的な要因による劣化には対応できない。また、伝送線路の長さを回路基板上の微細パターンにて高精度に調整する必要があるため、受信側の機器やコネクタに回路基板を設ける必要があり、複雑でしかも広い実装スペースを必要とする。更に、増幅器が必要であり、増幅器を駆動するための回路構造や電源も必要になる。
【００１１】
また、伝送路の近傍にノイズ発生源が存在するような場合に、伝送する信号に重畳するノイズの影響については、例えば特許文献２の技術を利用すれば改善できる。しかし、この技術で抑制できるノイズはコモンモードノイズだけに限られる。また、外層に導体層を形成したり、磁性体からなる雑音抑制部材を多数用意してケーブルの回りに配設する必要がある。そのため製造に高度な技術が必要であり、部材コストも高価になってしまう。また、雑音抑制のために特別な部材を付加することになるため重量の増加も避けられない。
【００１２】
一方、様々な種類の電線を製造したいような場合には、例えば特許文献３の製造技術を利用できる。しかし、この技術では被覆材の供給流路を完全且つ高速に切り替えることはできない。したがって、高い精度を要求されるような通信ケーブルの製造工程では利用できない。
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特別な回路部品を付加したり複雑な構造を採用することなく波形整形およびノイズ抑制の少なくともいずれかを実現可能な電気ケーブル、通信装置製造方法、および波形整形やノイズ抑制の少なくともいずれかに利用可能なケーブルを製造するためのケーブル製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するために、本発明に係る電気ケーブル、通信装置製造方法およびケーブル製造方法は、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１）  信号の伝送に利用可能な電線を含む電気ケーブルであって、
前記電線の長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性が形成された少なくとも１つの周期特性形成部位と、
前記周期特性形成部位とは異なる電気特性を有する少なくとも１つの別特性形成部位と、を有し、
前記周期特性形成部位と前記別特性形成部位とが長手方向に連結され、
高周波信号の波形整形、およびノイズ除去の少なくとも一方の機能を有する、
ことを特徴とする電気ケーブル。
【００１５】
上記（１）の構成の電気ケーブルによれば、これ自体が高周波信号の波形整形およびノイズ除去の少なくとも一方の機能を有しているので、特別な回路部品を付加する必要がない。また、高周波信号の波形整形やノイズ除去の機能は、前記電線の長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性により実現するので、構造が複雑化することもなく、重量や形状が増大することもない。
【００１６】
（２）  信号を送出する信号送出部と、前記信号を受信する信号受信部と、前記信号送出部と前記信号受信部との間を接続する電気ケーブルとを含む通信装置を製造する際に、
前記電気ケーブルにおける前記信号の波形劣化もしくはノイズの発生を検知し、
前記電気ケーブルの少なくとも一部分に、長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性を形成することにより、前記波形劣化もしくはノイズの検知結果を前記電気ケーブルの電気特性に反映する、
ことを特徴とする通信装置製造方法。
【００１７】
上記（２）の構成の通信装置製造方法によれば、製造対象の通信装置に伝送する信号の波形劣化やノイズの影響がある場合に、特別な回路部品を付加しなくてもこれらの影響を排除することが可能である。しかも、前記電気ケーブルの長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性により信号の波形劣化やノイズの影響を排除するので、部品コストの増大や重量の増加も避けることができる。
【００１８】
（３）  信号の伝送に利用可能な電線を含む電気ケーブルを製造するためのケーブル製造方法であって、
前記電線の長手方向に対する、前記電気ケーブルと所定の加工設備との相対移動に同期して、前記電気ケーブルの少なくとも一部分を、電気特性が目的とする周期的なパターンに従って変化するように加工する周期特性形成工程を具備する、
ことを特徴とするケーブル製造方法。
【００１９】
上記（３）の構成のケーブル製造方法によれば、長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性を有する電気ケーブルを製造できる。しかも、前記電気ケーブルと所定の加工設備との相対移動に同期して制御するので、所望の周期性を有する電気特性を形成できる。これにより、通信装置における信号の波形劣化やノイズの影響を排除するために利用可能な特性の電気ケーブルが得られる。
【００２０】
（４）  前記加工設備は、シャッターを利用して、加工動作のオンオフもしくは加工強度の切替を実施する、
ことを特徴とする上記（３）に記載のケーブル製造方法。
【００２１】
上記（４）の構成のケーブル製造方法によれば、シャッターを利用するので、加工動作のオンオフや加工強度を高速でしかも確実に切り替えることができる。これにより、電気ケーブル上に、長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性を高精度で形成できる。また、ディスク部材に１以上の開口を形成してシャッターとして用いる場合には、前記相対移動に同期してディスク部材が回動し、前記開口が周期的に電気ケーブルと対向するように容易に位置決めできる。したがって、加工対象の電気ケーブルに対して、加工動作のオンオフや加工強度を高速でしかも確実に切り替えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電気ケーブルによれば、特別な回路部品を付加したり複雑な構造を採用することなく波形整形およびノイズ抑制の少なくとも一方を実現できる。また、本発明の通信装置製造方法によれば、通信装置における波形整形およびノイズ抑制の少なくとも一方を、特別な回路部品を付加することなしに実現できる。また、本発明のケーブル製造方法によれば、それ自体の特性により波形整形およびノイズ抑制の少なくとも一方が可能な電気ケーブルを製造できる。
【００２３】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（ａ）は通信装置の構成例を示す斜視図、図１（ｂ）はこの通信装置の伝送路における損失の周波数特性例を示すグラフである。
【図２】図２（ａ）、および図２（ｂ）は、それぞれ、一般的なケーブル、および長手方向に周期的に変化する電気特性を有するケーブルを用いて接続した通信装置における接続状態と伝送する信号波形との関係の例を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）は特別な電気ケーブルを用いて接続した通信装置の構成例を示す斜視図、図３（ｂ）はこの通信装置の伝送路における損失の周波数特性例を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ異なる構成の電気ケーブルを用いて接続した通信装置の構成例を示す斜視図である。
【図５】図５は、一般的なケーブルを用いた場合の通信装置の構成例および各部の信号の周波数スペクトルの例を示す模式図である。
【図６】図６は、長手方向に周期的に変化する電気特性を有するケーブルを用いた場合の通信装置の構成例および各部の信号の周波数スペクトル並びに損失特性の例を示す模式図である。
【図７】図７（ａ）は特別な機能を有するケーブルを製造するために利用可能な製造装置の構成例を示す斜視図、図７（ｂ）はこの製造装置の一部分にある加工設備の詳細を示す拡大斜視図である。
【図８】図８は、通信装置の伝送路における波形整形を目的として適切なケーブルを製造又は選択する場合の処理手順の例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、通信装置の伝送路におけるノイズの低減を目的として適切なケーブルを製造又は選択する場合の処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、複数の周期特性を組み合わせたケーブルを製造する場合の処理手順の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００２６】
＜基本的な原理の説明＞
＜サックアウトの例＞
通信装置の構成例を図１（ａ）に示し、この通信装置の伝送路における損失の周波数特性例を図１（ｂ）に示す。
【００２７】
図１（ａ）に示した通信装置においては、信号送出部１１と信号受信部１２との間を通信ケーブル１３を介して接続し、信号送出部１１から信号受信部１２に高周波信号を送信する場合を想定している。また、ここで使用している通信ケーブル１３は、互いに隣接している長手方向部位１３ａ、１３ｂのように、長手方向の各部位の高周波領域における電気特性が、一定の周期で変化するような構造を有している。
【００２８】
例えば、通信ケーブル１３がツイストペア線である場合を想定すると、ツイストペア線の撚りピッチに相当する寸法の周期で、長手方向部位１３ａ、１３ｂ毎に電気特性（主としてインピーダンス）に周期的な変動が発生する。
【００２９】
そして、図１（ａ）に示した通信装置においては、伝送路の周波数特性が図１（ｂ）のようになる。つまり、通信ケーブル１３における周期的な構造に起因して、図１（ｂ）のような周波数特性になり、特定の周波数で損失が増大する減衰領域ＡＲ１が発生する。この減衰領域ＡＲ１で発生する損失がサックアウトの現象を表している。この減衰領域ＡＲ１の周波数は通信ケーブル１３における周期的な構造の周期性に依存するので、通信ケーブル１３の周期的な構造の周期を変更すれば、減衰領域ＡＲ１の周波数を切り替えることが可能である。
【００３０】
本発明においては、上記のような通信ケーブル１３におけるサックアウトの現象を意図的に利用している。これにより、ケーブル以外の特別な回路部品を接続することなく、信号波形を整形したり、ノイズの低減を実現できる。
【００３１】
＜ケーブルを用いて波形整形する場合＞
一般的なケーブル、および長手方向に周期的に変化する電気特性を有するケーブルを用いて接続した場合の通信装置における接続状態と伝送する信号波形との関係の例を図２（ａ）、および図２（ｂ）にそれぞれ示す。
【００３２】
図２（ａ）に示すように一般的な構成の通信ケーブル１３Ａを利用して信号送出部１１と信号受信部１２との間を接続して通信する場合には、送信側が送出する信号ＳＧ１Ａの波形に対して、通信ケーブル１３Ａ上の信号ＳＧ２Ａ、ＳＧ３Ａの各波形に歪みが発生したり、信号の劣化が発生する。
【００３３】
実際には、例えば通信ケーブル１３Ａにおける伝送距離、周囲の電磁ノイズ、配索状態（曲げ、側圧）、環境（温度、湿度）のような電気伝送路の状態に起因して、図２（ａ）のような波形劣化が生じることが想定される。
【００３４】
一方、前述のように長手方向に周期的に変化する電気特性を有するケーブルを利用して信号を伝送する場合には、サックアウトの現象が発生するので、特定の周波数において大きな損失（信号の減衰）が発生する。そこで、サックアウトによる特定周波数の信号の減衰を利用して、伝送路における信号の波形歪みの成分を相殺するように構成する。
【００３５】
つまり、図２（ｂ）に示すように、長手方向に周期的に変化する電気特性（周期構造により実現）を有する通信ケーブル１３Ｂを用いて信号送出部１１と信号受信部１２との間を接続する。そして、通信ケーブル１３Ｂにおける周期構造のケーブル電気特性１４Ｂ１、１４Ｂ２が、波形歪みの成分を相殺するために必要な特定周波数の減衰特性（減衰領域ＡＲ１、ＡＲ２）を形成するように構成する。
【００３６】
これにより、図２（ｂ）に示すように、通信ケーブル１３Ｂ上の各部の信号ＳＧ２Ｂ、ＳＧ３Ｂの波形歪み（劣化）が抑制される。
【００３７】
また、長手方向に周期的に変化する電気特性を有する通信ケーブル１３Ｂは、伝送路上の波形歪みの相殺以外に、例えばディエンファシス機能を持たせるために利用できる。
データ伝送などにおいては、伝送路における信号劣化を予め考慮して、送信側で高い周波数領域などの成分を予め強調して送信する（プリエンファシス）ことが実施される。その場合、受信側では強調された周波数成分を減衰させて元の波形を復元するための処理（ディエンファシス）を行う必要がある。このようなディエンファシスは、一般的には受信側に設置した集積回路などの特別な回路により実施される。
【００３８】
一方、図２（ｂ）に示したような通信装置の場合には、信号送出部１１がプリエンファシスを実施する場合に、通信ケーブル１３Ｂにその周期構造によりディエンファシス機能を持たせることにより、信号受信部１２側にディエンファシスのための特別な回路やその電源を搭載する必要がなくなる。そのため、通信装置の構成が簡略化される。
【００３９】
＜ケーブルの周期構造の具体例＞
周期構造により実現するケーブルの長手方向に周期的に変化する電気特性については、主に周期的なインピーダンスの変化を伴うものであり、例えば以下のような周期構造により実現できる。
１．ツイストペア線の撚りピッチを周期とする構造
２．シールド箔のらせん巻き状態（箔の幅や巻きピッチなど）を周期とする構造
３．シールド編租の粗密状態を周期とする構造
４．導体周囲の被覆材料の誘電率（断続的な材料の変化）分布を周期とする構造
５．形状（蛇腹状の厚さなど）の変化を周期とする構造
６．導体そのものの太さや表面状態の違いを周期とする構造
７．ケーブル周囲に巻きつけたフイルム状の材料やフイルムに描かれた周期的なパターン模様の構造
【００４０】
＜ケーブルの特徴的な構成例＞
＜構成例−１＞
特別な電気ケーブルを用いて接続した通信装置の構成例を図３（ａ）に示し、この通信装置の伝送路における損失の周波数特性例を図３（ｂ）に示す。
【００４１】
図３（ａ）に示した通信装置においては、信号送出部１１と信号受信部１２との間を通信ケーブル１３Ｃで接続してある。通信ケーブル１３Ｃは、互いに種類が異なる周期構造部ＣＡ、ＣＢ、およびＣＣを直列に接続して構成したものである。周期構造部ＣＡ、ＣＢ、およびＣＣの各々は、ケーブルの長手方向に周期的に変化する電気特性を有するものであり、前述のような周期構造により実現される。そして、周期構造部ＣＡ、ＣＢ、およびＣＣは、周期構造の周期が互いに異なっている。
【００４２】
そのため、図３（ｂ）に示すように、周期構造部ＣＡによる減衰領域ＡＲ２、周期構造部ＣＢによる減衰領域ＡＲ１、および周期構造部ＣＣによる減衰領域ＡＲ３は周波数が互いに異なっている。したがって、図３（ａ）に示した通信装置においては、通信ケーブル１３Ｃの固有の特性（図３（ｂ）の特性）により、３つの周波数帯において波形に含まれる不要な周波数成分、あるいはノイズを減衰させることができる。そのため、より精度の高い波形整形が実現する。
【００４３】
＜構成例−２＞
それぞれ異なる構成の電気ケーブルを用いて接続した通信装置の構成例を図４（ａ）および図４（ｂ）に示す。
【００４４】
図４（ａ）に示した通信装置においては、信号送出部１１と信号受信部１２との間を通信ケーブル１３Ｄで接続してある。通信ケーブル１３Ｄは、互いに独立したケーブルの長手方向部位１３ａ〜１３ｅを、それぞれ中継用のコネクタ２１〜２４で機械的に連結して構成してある。各長手方向部位１３ａ〜１３ｅは、周期構造を有しない一般的なケーブルである。
【００４５】
また、図４（ｂ）に示した通信装置においては、信号送出部１１と信号受信部１２との間を通信ケーブル１３Ｅで接続してある。通信ケーブル１３Ｅの構成は、長手方向部位１３ａの代わりに周期構造を有する長手方向部位１３ａＢを採用した点以外は通信ケーブル１３Ｄと同じである。つまり、通信ケーブル１３Ｅの一部分のみが、周期構造を有している。
【００４６】
したがって、例えば図４（ａ）に示した通信装置において、伝送路である通信ケーブル１３Ｄ上で信号波形が劣化している場合に、この伝送路を図４（ｂ）の通信ケーブル１３Ｅで置き換えることにより、劣化した信号の波形整形を実施できる。勿論、通信ケーブル１３Ｅに含まれている長手方向部位１３ａＢの周期的な電気特性が、信号波形の劣化の要因となる余分な周波数成分を減衰させる特性である必要がある。したがって、図４（ａ）に示した通信装置における実際の信号劣化の状態に合わせて、長手方向部位１３ａＢの周期構造を形成するか、又はそのような特性を有する通信ケーブル１３Ｅを選択的に接続する必要がある。
【００４７】
＜ケーブルの周期構造をノイズの低減に利用する場合＞
一般的なケーブルを用いた場合の通信装置の構成例および各部の信号の周波数スペクトルの例を図５に示す。
【００４８】
図５に示した通信装置においては、信号送出部１１と信号受信部１２との間を伝送路である通信ケーブル１３Ａで接続してある。ここで、通信ケーブル１３Ａは周期構造を有しない一般的なケーブルである。
【００４９】
図５に示した例では、ノイズ発生源が信号送出部１１の近傍に存在する場合を想定しているので、信号送出部１１が送出する信号ＳＧ１Ａがノイズを含まない場合であっても、信号受信部１２が通信ケーブル１３Ａで伝送された信号ＳＧ２Ａを受信する際には、ノイズ成分ＳＧ２ｎが受信信号に混入した状態になる。したがって、ノイズの影響により通信エラーが発生したり、通信品質が低下することになる。
【００５０】
一方、長手方向に周期的に変化する電気特性を有するケーブルを用いた場合の通信装置の構成例および各部の信号の周波数スペクトル並びに損失特性の例を図６に示す。図６に示した通信装置の場合には、信号送出部１１と信号受信部１２との間を接続する伝送路として、通信ケーブル１３Ｂを採用している。この通信ケーブル１３Ｂは、前述のように長手方向に周期的に変化する電気特性を有するものであって、ケーブルの周期構造によりこの電気特性が得られる。
【００５１】
図６に示した例では、通信ケーブル１３Ｂの周期構造によって発生するケーブル電気特性１４の減衰領域ＡＲ１の周波数が、通信ケーブル１３Ｂで伝送する信号ＳＧ１Ｂに混入するノイズ成分ＳＧ２ｎの周波数と一致するように、通信ケーブル１３Ｂの周期構造の周期を形成してある。したがって、信号受信部１２が受信する信号ＳＧ２Ｂに含まれるノイズ成分ＳＧ２ｎのレベルは、通信ケーブル１３Ｂにおける減衰領域ＡＲ１の減衰により抑制される。その結果、図５の通信装置の場合と比べて、図６の通信装置の通信状態は改善される。
【００５２】
勿論、実際のノイズ成分ＳＧ２ｎの周波数は通信装置毎に、更にその利用環境に応じて変化する。したがって、実際に通信装置のノイズを低減するためには、その環境で発生するノイズ成分の周波数に応じて、通信ケーブル１３Ｂの電気特性、すなわち周期構造の周期を予め調整する必要がある。
【００５３】
なお、この例では通信ケーブル１３Ｂにおけるノイズ低減を想定しているが、通信の用途以外でも利用できる。例えば、インバータと電気モータなどの負荷とを接続する電力ケーブルに同様の構成を適用することにより、高周波領域のスイッチングノイズを低減する効果が得られる。
【００５４】
＜周期構造を有する通信ケーブルの製造工程の具体例＞
周期構造を有する通信ケーブル１３Ｂ等を製造するために利用可能な製造装置の構成例を図７（ａ）に示す。また、この製造装置の一部分にある加工設備の詳細を図７（ｂ）に拡大して示す。
【００５５】
前述のように周期構造を有する通信ケーブル１３Ｂを、伝送する信号の波形整形やノイズ低減の用途で利用する場合には、この周期構造を製造の段階あるいはその後工程で、高い精度で通信ケーブル１３Ｂに作り込む必要がある。しかし、一般的な製造設備を用いて通信ケーブル１３Ｂを製造する場合には高い精度を得るのは困難である。そのため、図７（ａ）および図７（ｂ）に示した製造設備４０は、特別な加工設備４１を備えている。なお、加工設備４１以外の製造設備４０の基本的な構成については公知である。
【００５６】
図７（ａ）に示した製造設備４０は、基本的には、絶縁体で被覆された電線を含む通信ケーブル４３を製造する機能を有している。この製造設備４０は、図示しない導体供給装置と、押出機５３と、冷却設備（冷却水槽）４９と、電子線照射装置４２と、巻き取り器４４とを有している。また、電子線照射装置４２と通信ケーブル４３の通路との間に、加工設備４１のシャッタ機構４５が備わっている。シャッタ機構４５の詳細が図７（ｂ）に示されている。
【００５７】
押出機５３は、ペレット及び配合ペレット６１を混練して押し出すスクリューシリンダ６６と、このスクリューシリンダ６６から押し出された樹脂を芯線４６の外側に被覆する被覆加工ヘッド（クロスヘッド）４７とを備えており、導体供給装置から供給される芯線（導体）４６を通過させつつ、この芯線４６の外側に絶縁体を被覆する装置であって、被覆電線４８が得られるように構成されている。
【００５８】
図７の製造設備４０は、冷却設備４９よりも後に設けられる電子線照射装置４２を備えている。電子線照射装置４２は、低エネルギーの電子線を照射することができるような小型の装置となっている。図７の例では、架橋を促すために必要な量を電子線照射装置４２で照射するような装置構成になっている。電子線照射装置４２は、被覆電線４８における部分架橋状態の絶縁体に対して電子線（低エネルギーの電子線：例えば６０ｋＶ）を照射することにより、主に絶縁体表面を架橋することができる。
【００５９】
押出機５３から押し出され、冷却設備４９を通過した後、部分架橋状態の絶縁体に対して低エネルギーの電子線を絶縁体用の電子線照射装置４２を用いて照射すると、絶縁体の特に表面の架橋が促され、これによって電線に要求される耐摩耗性・耐熱性の向上が図られる。この後、通信ケーブル４３の電線は、巻き取り器４４に巻き取られて製品となる。
【００６０】
なお、絶縁体材料の具体例としては、ＰＶＣ（Polyvinyl chloride ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（Polyethylene  ポリエチレン）、ＰＰ（Polypropylene ポリプロピレン）などが想定される。また、芯線４６の材料としては銅などを用いることが想定される。
【００６１】
ところで、例えば加工設備４１の電子線照射装置４２で通信ケーブル４３の絶縁体被覆に対して電子線を照射する前後で、この絶縁体被覆における比誘電率が変化する。つまり、電子線照射の程度に応じて誘電率が変化する。この誘電率の変化により、通信ケーブル４３に前述の周期構造を形成することができる。
【００６２】
図７（ａ）に示した製造設備４０に設けられた加工設備４１は、図７（ｂ）に示すようなシャッタ機構４５を備えている。このシャッタ機構４５は、電子線照射を遮蔽する機能を有する材料（例えば金属）で構成され、薄いディスク状に形成されている。また、シャッタ機構４５のディスク状部材は、複数の円形の開口部４５ａ、４５ｂ、４５ｃを有し、ディスク中心４５ｄの軸が回動自在に支持されている。このディスク状部材を図示しない電気モータなどで回転駆動することにより、開口部４５ａ、４５ｂ、４５ｃのいずれかが、通信ケーブル４３の通路と電子線照射装置４２との対向箇所と一致するように位置決めしたり、開口部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ以外の箇所が電子線を遮蔽するように位置決めすることができる。
【００６３】
つまり、電子線照射装置４２が通信ケーブル４３に照射する電子線に対して、シャッタ機構４５がシャッタとして機能し、電子線照射のオンオフや強度変化を高精度で周期的に変化させることができる。具体的には、加工設備４１で通信ケーブル４３の絶縁被覆を加工する際に、通信ケーブル４３の長手方向の移動に同期して、シャッタ機構４５のディスク状部材を回転駆動する。これにより、製造する通信ケーブル４３に照射される電子線が断続的に照射されることになり、長手方向の場所毎に比誘電率が異なる周期性を形成することができる。
【００６４】
実際に通信ケーブル４３に形成する周期構造の周期やその変動パターンは、通信ケーブル４３の搬送速度、シャッタ機構４５の回転速度、開口部４５ａ、４５ｂ、４５ｃの数や大きさなどにより、必要に応じて調整することができる。また、各開口部４５ａ、４５ｂ、４５ｃにおける電子線の透過率が異なるように物理的なフィルタなどで予め調整しておけば、通信ケーブル４３の各部に照射する電子線の強度を調整することができ、各部の比誘電率が周期的に変化するように加工することができる。
【００６５】
したがって、伝送する信号の波形整形やノイズフィルタの機能を有する通信ケーブル１３Ｂ等を製造する場合には、加工設備４１におけるシャッタ機構４５のシャッタ開閉周期を調整して、前述の減衰領域ＡＲ１、ＡＲ２等の周波数が必要な周波数と一致するように制御する必要がある。
【００６６】
なお、図７（ｂ）に示したシャッタ機構４５においては、開口部４５ａ、４５ｂ、４５ｃを有するディスク板を用いて、機械的に電子線のオンオフを制御しているが、電子線照射装置４２の出力を電気的な制御によりオンオフしてシャッタ機構として動作するように構成してもよい。また、電子線照射装置４２の出力する電子線の強度が周期的に変化するように制御してもよい。電子線照射装置４２が照射する電子線の具体例としては、ガンマ線を利用することが考えられる。
【００６７】
なお、図７（ａ）、図７（ｂ）に示した加工設備４１は、通信ケーブル４３の誘電率に周期的な変化が生じるような周期構造を形成する場合を想定しているが、誘電率以外の電気特性が変化するような周期構造を形成することも可能である。例えば、通信ケーブル４３の中心導体の太さを周期的に変化させる、絶縁体の太さを周期的に変化させるなどが考えられる。これらのいずれにおいても、通信ケーブル４３のインピーダンスについて、長手方向の位置毎に周期的な変化が表れる。
【００６８】
また、図７（ａ）の製造設備４０においては、周期構造を形成するための加工設備４１を巻き取りの前に配置してあるが、通信ケーブル４３の製造が完了した後の後工程として、加工設備４１と同様の構成を用いて、通信ケーブル４３を加工してもよい。
【００６９】
＜本発明の各方法を実施する場合の処理手順の具体例＞
＜波形整形を目的として適切なケーブルを製造又は選択する場合＞
通信装置の伝送路における波形整形を目的として適切なケーブルを製造又は選択する場合の処理手順の例を図８に示す。例えば、図２（ａ）に示したように通信装置の伝送路上で波形の劣化が生じるような場合に、図８の処理手順を、例えば図示しない自動製造装置が実行する。図８の処理手順について以下に説明する。
【００７０】
まず、図２（ａ）に示したように、一般的な構成の通信ケーブル１３Ａを信号送出部１１と信号受信部１２の間に接続した状態で、自動製造装置が、伝送路の信号波形をＳ１１で取得する。ここで取得した信号波形に問題がなければそのまま処理を終了する。また、信号波形の必要がある場合には、次のＳ１２からＳ１３の処理に進む。
【００７１】
自動製造装置は、Ｓ１１で取得した信号波形、又はこれを周波数分析して得られる周波数分布状態（周波数スペクトル）に基づいて、波形整形に必要なケーブル特性を算出する（Ｓ１３）。つまり、不要な周波数成分を減衰させる必要のある減衰領域ＡＲ１等の周波数を特定し、ケーブルの周期構造の周期を特定する。
【００７２】
自動製造装置は、既に製造した様々な仕様の通信ケーブルの在庫の中に、Ｓ１３で算出したケーブル特性の仕様に適合する通信ケーブルが存在するか否かをＳ１４で識別し、存在する場合はその通信ケーブルを選択してＳ１８に進む。また、適合する通信ケーブルの在庫がない場合にはＳ１５に進む。新たな通信ケーブルを製造する製造設備は、自動製造装置がＳ１３で算出したケーブル特性の仕様に合わせたケーブル製造条件の情報をＳ１５で算出し、これを製造設備の製造工程に反映する。
【００７３】
例えば、通信ケーブルの製造設備が図７の製造設備４０である場合には、製造するケーブルの周期構造の周期に合わせて、通信ケーブル４３の搬送速度（相対移動速度）と、シャッタ機構４５の開閉速度との関係を調整し、周期構造の形成を通信ケーブル４３の搬送に同期させる。このような調整を行った後に通信ケーブルの製造を開始する（Ｓ１６）。
【００７４】
自動製造装置は、Ｓ１３の実行後に新たに製造設備で製造された通信ケーブル１３Ｂ、又は在庫の中からＳ１４で選択された通信ケーブル１３Ｂを受け入れて通信ケーブル１３Ａと交換し（Ｓ１８）、図２（ｂ）のように信号送出部１１と信号受信部１２との間に通信ケーブル１３Ｂを接続する。
【００７５】
＜伝送路におけるノイズの低減を目的として適切なケーブルを製造する場合＞
通信装置の伝送路におけるノイズの低減を目的として適切なケーブルを製造する場合の処理手順の例を図９に示す。例えば、図５に示したように通信装置の伝送路上で波形の劣化が生じるような場合に、図９の処理手順を、例えば図示しない自動製造装置が実行する。図９の処理手順について以下に説明する。
【００７６】
まず、図５に示したように、一般的な構成の通信ケーブル１３Ａを信号送出部１１と信号受信部１２の間に接続した状態で、自動製造装置が、伝送路の信号波形をＳ１１で取得する。ここで取得した信号波形にノイズが含まれていなければそのまま処理を終了する。また、信号波形にノイズが含まれている場合には、Ｓ１２からＳ１３Ｂの処理に進む。
【００７７】
自動製造装置は、Ｓ１１で取得した信号波形、又はこれを周波数分析して得られる周波数分布状態（周波数スペクトル）に基づいて、ノイズ（ＳＧ２ｎ）の低減に必要なケーブル特性を算出する（Ｓ１３Ｂ）。つまり、ノイズの周波数成分の周波数と一致するように減衰領域ＡＲ１等の周波数を特定し、ケーブルの周期構造の周期を特定する。
【００７８】
自動製造装置は、既に製造した様々な仕様の通信ケーブルの在庫の中に、Ｓ１３Ｂで算出したケーブル特性の仕様に適合する通信ケーブルが存在するか否かをＳ１４で識別し、存在する場合はその通信ケーブルを選択してＳ１８に進む。また、適合する通信ケーブルの在庫がない場合にはＳ１５に進む。新たな通信ケーブルを製造する製造設備は、自動製造装置がＳ１３Ｂで算出したケーブル特性の仕様に合わせたケーブル製造条件の情報をＳ１５で取得し、これを製造設備の製造工程に反映する。
例えば、通信ケーブルの製造設備が図７の製造設備４０である場合には、製造するケーブルの周期構造の周期に合わせて、通信ケーブル４３の搬送速度（相対移動速度）と、シャッタ機構４５の開閉速度との関係を調整し、周期構造の形成を通信ケーブル４３の搬送に同期させる。このような調整が完了すると、通信ケーブルの製造を開始する（Ｓ１６）。
【００７９】
自動製造装置は、Ｓ１３の実行後に製造設備で製造された通信ケーブル１３Ｂ、又は在庫の中からＳ１４で選択された適切な通信ケーブル１３Ｂを受け入れて通信ケーブル１３Ａと交換し（Ｓ１８）、図６のように信号送出部１１と信号受信部１２との間に通信ケーブル１３Ｂを接続する。
【００８０】
＜複数の周期特性を組み合わせたケーブルを製造する場合＞
複数の周期特性を組み合わせたケーブルを製造する場合の処理手順の例を図１０に示す。
【００８１】
例えば、図７に示した製造設備４０のような製造装置を制御する自動製造装置が、図１０の処理手順を実行することにより、例えば図３に示した通信ケーブル１３Ｃのような複数種類の周期構造部ＣＡ、ＣＢ、ＣＣを１回の製造工程で形成できる。図１０の処理手順について以下に説明する。
【００８２】
自動製造装置は、目的とするケーブルの製造条件の情報を、例えば事前に定めた設計情報や、図８、図９のＳ１５に基づいて取得し、周期特性形成工程の形成周期Ｌｘを決定する（Ｓ２１）。ここで、複数種類の周期構造部ＣＡ、ＣＢ、ＣＣを１つの通信ケーブル１３Ｃに形成する場合には、周期構造部ＣＡ〜ＣＣのそれぞれについて、異なる形成周期Ｌｘが採用される。
【００８３】
自動製造装置は、これから加工する部位の周期構造部（ＣＡ〜ＣＣのいずれか）の種類に応じた形成周期Ｌｘに合わせて、製造するケーブルと加工設備との相対移動速度と、加工動作周期との関係を調整する（Ｓ２２）。例えば、図７に示した加工設備４１を用いて通信ケーブル４３上に周期構造を形成する場合には、電子線照射装置４２と対向する位置における通信ケーブル４３の移動に同期するようにシャッタ機構４５のディスク板を回転駆動すると共に、通信ケーブル４３の相対移動速度に合わせてディスク板の回転速度、すなわちシャッタ速度を調整し、周期構造の形成周期が形成周期Ｌｘと一致するように制御する。
【００８４】
上記のように調整した後でケーブルの製造を開始し（Ｓ２３）、周期構造部ＣＡ〜ＣＣの１つの部位を加工設備４１で加工する。１つの部位の製造が終了すると（Ｓ２４）、次に製造する部位の形成周期Ｌｘに合わせて、製造するケーブルと加工設備との相対移動速度と、加工動作周期との関係を再調整し（Ｓ２５）、ケーブル全体の製造が完了するまで製造を継続する（Ｓ２６）。
【００８５】
なお、製造対象の周期構造部ＣＡ〜ＣＣが切り替わる際には、製造設備４０が通信ケーブル４３の搬送を一時的に停止しても良いし、搬送速度を調整しても良い。図１０の処理手順を実行することにより、例えば図３（ｂ）のような電気特性を有する通信ケーブル１３Ｃを製造できる。
【００８６】
＜上述の特徴的な各構成および処理手順を採用する場合の利点＞
例えば図８に示した処理手順に従って図２（ａ）に示した通信ケーブル１３Ａを、図２（ｂ）に示した通信ケーブル１３Ｂに置き換えることにより、この通信装置の伝送路で発生する信号波形の歪みなどの劣化を改善することができる。この場合、特別な回路部品やそれが動作するために必要な電源を付加する必要もない。また、信号劣化の要因とは無関係に波形整形可能である。更に、図３に示す通信ケーブル１３Ｃのように、複数種類の周期構造部ＣＡ〜ＣＣを組み合わせて利用することにより、複数種類の要因の複合による信号劣化についても波形整形できる。
【００８７】
また、例えば図９に示した処理手順に従って図５に示した通信ケーブル１３Ａを、図６に示した通信ケーブル１３Ｂに置き換えることにより、この通信装置の伝送路で発生するノイズ成分ＳＧ２ｎを低減し通信品質を改善することができる。この場合、通信ケーブル１３Ｂ以外の特別な回路部品やそれが動作するために必要な電源を付加する必要もない。また、ノイズ成分の発生要因とは無関係にこれを低減できる。また、複合的な要因によるノイズも低減できるし、伝導ノイズだけでなく放射ノイズにも対応可能である。また、低減するノイズの周波数調整に高度な技術を必要としない。
【００８８】
また、図７に示した製造設備４０を利用して通信ケーブル１３Ｂ等を製造する場合には、シャッタ機構４５を利用しているので、通信ケーブル１３Ｂ等の周期構造を高い精度で形成できる。そのため、図２（ｂ）のような信号の波形整形や、図６のようなノイズ成分ＳＧ２ｎの低減のために必要な電気特性を容易に形成できる。また、周期構造を形成するためにケーブルの形状変化を必要としないので、通信ケーブル１３Ｂを配置する空間に特別な制約が生じることもないし、通信ケーブル１３Ｂを製造する際に複雑な作業工程を追加する必要もない。また、例えば既に製造されている通信ケーブル１３Ａなどを再び加工して通信ケーブル１３Ｂを製造することも可能である。
【００８９】
ここで、上述した本発明の実施形態に係る電気ケーブル、通信装置製造方法およびケーブル製造方法の特徴をそれぞれ以下［１］〜［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  信号の伝送に利用可能な電線を含む電気ケーブル（通信ケーブル１３Ｃ、１３Ｅ）であって、
前記電線の長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性が形成された少なくとも１つの周期特性形成部位（周期構造部ＣＡ〜ＣＣの１つ、長手方向部位１３ａＢ）と、
前記周期特性形成部位とは異なる電気特性を有する少なくとも１つの別特性形成部位（周期構造部ＣＢ、ＣＣ等、長手方向部位１３ｂ〜１３ｅ）と、を有し、
前記周期特性形成部位と前記別特性形成部位とが長手方向に連結され、
高周波信号の波形整形、およびノイズ除去の少なくとも一方の機能を有する、
ことを特徴とする電気ケーブル。
【００９０】
［２］  信号を送出する信号送出部（１１）と、前記信号を受信する信号受信部（１２）と、前記信号送出部と前記信号受信部との間を接続する電気ケーブル（通信ケーブル１３Ａ〜１３Ｅのいずれか）とを含む通信装置を製造する際に、
前記電気ケーブルにおける前記信号の波形劣化もしくはノイズの発生を検知し（Ｓ１１）、
前記電気ケーブル（１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｅ）の少なくとも一部分に、長手方向に向かって周期的なパターンで変化する電気特性を形成することにより（Ｓ１２〜Ｓ１４）、前記波形劣化もしくはノイズの検知結果を前記電気ケーブルの電気特性に反映する、
ことを特徴とする通信装置製造方法。
【００９１】
［３］  信号の伝送に利用可能な電線を含む電気ケーブルを製造するためのケーブル製造方法であって、
前記電線の長手方向に対する、前記電気ケーブルと所定の加工設備との相対移動に同期して、前記電気ケーブルの少なくとも一部分を、電気特性が目的とする周期的なパターンに従って変化するように加工する周期特性形成工程（加工設備４１、Ｓ２１〜Ｓ２３）を具備する、
ことを特徴とするケーブル製造方法。
【００９２】
［４］  前記加工設備は、シャッター（シャッタ機構４５）を利用して、加工動作のオンオフもしくは加工強度の切替を実施する（図７参照）、
ことを特徴とする上記［３］に記載のケーブル製造方法。
【符号の説明】
【００９３】
１１  信号送出部
１２  信号受信部
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ  通信ケーブル
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ  長手方向部位
１４，１４Ｂ１，１４Ｂ２  ケーブル電気特性
２１，２２，２３，２４  コネクタ
４０  製造設備
４１  加工設備
４２  電子線照射装置
４３  通信ケーブル
４４  巻き取り器
４５  シャッタ機構
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ  開口部
４５ｄ  ディスク中心
４６  芯線
４７  被覆加工ヘッド
４８  被覆電線
４９  冷却設備
ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３  減衰領域
ＣＡ，ＣＢ，ＣＣ  周期構造部
ＳＧ１Ａ，ＳＧ２Ａ，ＳＧ３Ａ，ＳＧ１Ｂ，ＳＧ２Ｂ，ＳＧ３Ｂ  信号
ＳＧ２ｎ  ノイズ成分
Ｌｘ  形成周期
【図１】
2019128983.tif 000003
【図２】
2019128983.tif 000004
【図３】
2019128983.tif 000005
【図４】
2019128983.tif 000006
【図５】
2019128983.tif 000007
【図６】
2019128983.tif 000008
【図７】
2019128983.tif 000009
【図８】
2019128983.tif 000010
【図９】
2019128983.tif 000011
【図１０】
2019128983.tif 000012