(57)【要約】【課題】良好な製造性を有し、可撓性に優れ、高周波で漏洩を可能にする漏洩同軸ケーブルを提供する。【解決手段】漏洩同軸ケーブル１は、内部導体３と、この内部導体３の外周に設けた絶縁体５と、この絶縁体５の外周に設けた外部導体７と、この外部導体７の外周に設けた外被９と、で構成されており、前記外部導体７が編組で構成されると共に前記編組の素線が導体の周囲に絶縁層を被覆してなることを特徴とする。【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、この内部導体の外周に設けた絶縁体と、この絶縁体の外周に設けた外部導体と、この外部導体の外周に設けた外被と、で構成される長尺の漏洩同軸ケーブルにおいて、
前記外部導体が編組で構成されると共に前記編組の素線が導体の周囲に絶縁層を被覆してなることを特徴とする漏洩同軸ケーブル。
【請求項２】
前記編組が、編組ピッチをＬ（ｍｍ）、漏洩周波数ピーク値をＦ（ＭＨｚ）としたときに、Ｆ＝Ａ／（√ε・Ｌ）（Ａ：定数、ε：同軸ケーブルの等価誘電率）の関係式が成り立ち、所望の漏洩量をもたらす構成であることを特徴とする請求項１記載の漏洩同軸ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、漏洩同軸ケーブルに関し、特に無線通信を主体とした様々な分野に適用可能な可撓性に優れた漏洩同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トンネルや高速道路などの電波の伝播しにくい場所で列車無線や高速自動車の自動車無線のような移動体との通信を確保するために、ケーブル長手方向に電波を漏洩させる漏洩同軸ケーブルが開発されている。
【０００３】
一般的に、従来の漏洩同軸ケーブルは円筒状に成形されており、その特性のコントロール容易性、特性安定性から、道路や線路に沿って布設されて用いられている。
【０００４】
図７を参照するに、従来の漏洩同軸ケーブル１０１としては、例えば軟銅パイプ（又は軟銅線）からなる内部導体１０３と、この内部導体１０３の外周にポリエチレン紐１０５を巻き付け、その上にポリエチレン被覆１０７を施してポリエチレンチューブを設けた絶縁体１０９と、この絶縁体１０９の外周に設けられてスロット１１１と称する孔を備えた外部導体１１３と、この外部導体１１３に例えばポリエチレンで被覆した外被１１５と、から構成される長尺の同軸エレメント部１１７が備えられている。
【０００５】
なお、上記の外部導体１１３としては、銅テープ（又はアルミテープ）が絶縁体１０９の外周に縦添えされたもので、且つスロット１１１が孔空け加工されている。
【０００６】
上記の漏洩同軸ケーブル１０１には、吊線としての抗張力体１１９の周囲をシース樹脂１２１で被覆した長尺のケーブル支持線部１２３が備えられており、このケーブル支持線部１２３と上記の同軸エレメント部１１７は首部１２５を介して互いに平行に一体化されている。
【０００７】
したがって、上記の漏洩同軸ケーブル１０１では、スロット１１１によって誘起された円周方向電流によって作られる電磁界が外部に漏洩電波として放射されることとなる。現在、数十ＭＨｚ〜２．５ＧＨｚ程度の周波数の特定周波数域（例えば、数十ＭＨｚ〜９００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ〜２４００ＭＨｚなど）で使用されており、主にトンネル内や電車の線路沿いに布設されて使用されている。
【０００８】
図８を参照するに、従来の他の漏洩同軸ケーブル１２７としては螺旋型漏洩同軸ケーブルが実用化されている。この漏洩同軸ケーブル１２７は１６００ｋＨｚという低周波で使用されている。すなわち、前述した図７の漏洩同軸ケーブル１０１と同様の部材は同じ符号で説明すると、漏洩同軸ケーブル１２７は、フェライトコア１２９の外周に軟銅線１３１が螺旋巻きされて内部導体１３３を構成している。さらに、前記軟銅線１３１の外周にはポリエチレン被覆を施してポリエチレンチューブが絶縁体１３５として設けられており、この絶縁体１３５の外周に軟銅線が螺旋巻きされて外部導体１３７を構成している。この外部導体１３７に例えばポリエチレンで被覆した外被１１５がシースされて、長尺の同軸エレメント部１３９が備えられている。
【０００９】
上記の漏洩同軸ケーブル１２７には、吊線としての抗張力体１１９の周囲をシース樹脂１２１で被覆した長尺のケーブル支持線部１２３が備えられており、このケーブル支持線部１２３と上記の同軸エレメント部１３９は首部１２５を介して互いに平行に一体化されている。
【００１０】
また、従来の特許文献１に示されている漏洩同軸ケーブルは、内部導体（中心導体とも呼ぶ）の外周にプラスチック絶縁体が設けられ、このプラスチック絶縁体の外周には、予めホットメルト型接着剤を塗布した金属素線の編組外部導体が設けられており、編組外部導体の外周にはシースが被覆されている。前記編組外部導体の金属素線上にホットメルト型接着剤を塗布している目的は、製造工程で熱をかけることにより、この編組外部導体の上下に位置するプラスチック絶縁体とシースが編組外部導体で一体化することである。
【００１１】
また、特許文献２に示されている漏洩同軸ケーブルは、基本的には特許文献１と同様の構成であり、異なる点は外部導体と内部導体（中心導体とも呼ぶ）の少なくとも一方が、片打ち編組、すなわち、編組の一方向の素線が金属線で、他方向の素線が非導電性繊維（プラスチック）で交互に編んだ編組で構成され、漏洩同軸ケーブルの外に電磁波を開放している。
【００１２】
また、特許文献３に示されている漏洩同軸ケーブルは、基本的には特許文献１と同様の構成であり、異なる点は外部導体が例えば螺旋巻きした金属線から構成され、且つこの外部導体にギャップを設けることにある。このギャップによって電磁波の漏洩を図るものである。なお、外部導体にはホットメルト型接着剤の塗布が無い。
【００１３】
また、特許文献４に示されている漏洩同軸ケーブルは、基本的には特許文献１と同様の構成であり、異なる点は外部導体が編組であり、且つこの編組にギャップを設けることにある。このギャップによって電磁波の漏洩を図るものである。なお、外部導体にはホットメルト型接着剤の塗布が無い。
【特許文献１】特開昭５８−３４５１０号公報
【特許文献２】特開昭６３−８８７０８号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３５５５号公報
【特許文献４】ＵＳ４５９９１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上述した従来の図７に示されている漏洩同軸ケーブル１０１においては、外部導体１１３の銅テープに、予めスロット１１１の孔空け加工を施す必要があるので製造性は優れているとは言えず、さらに、外部導体１１３は波付けされているが金属テープであるので、可撓性に優れているとは言えないという問題点があった。
【００１５】
また、図８の漏洩同軸ケーブル１２７においては、１６００ｋＨｚ程度という低い周波数での用途に限られるという問題点があった。また、フェライトコア１２９を用いるので、高価なケーブルとなってしまい、また、可撓性に優れているとは言えないという問題点があった。
【００１６】
また、従来の特許文献１の漏洩同軸ケーブルは、外部導体を構成する編組の金属素線に予めホットメルト型接着剤を塗布する必要があるのでコストアップになるという問題点があった。また、外部導体を構成する編組の内、外層に位置するプラスチック絶縁体とシースが編組外部導体で一体化することから編組の摩擦防止を図れる効果があるとしても、可撓性に優れているとは言えないという問題点があった。
【００１７】
また、従来の特許文献２の漏洩同軸ケーブルは、比較的可撓性は良いが、外部導体に用いる非導電性繊維を外側からプラスチックテープで抑える必要があるので製造工程が増えると共に、曲げ等により外部導体が動きやすいという問題点があった。
【００１８】
また、従来の特許文献３の漏洩同軸ケーブルは、製造時に外部導体の金属線で螺旋巻きする際に外部導体にギャップを設ける必要があるので、複雑な製造工程が必要となり、製造性が悪くなるという問題点があった。
【００１９】
また、従来の特許文献４の漏洩同軸ケーブルは、外部導体である編組に予め必要に応じた大きさと間隔のギャップを設ける必要があるので、複雑な製造工程が必要となるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述の発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の漏洩同軸ケーブルは、内部導体と、この内部導体の外周に設けた絶縁体と、この絶縁体の外周に設けた外部導体と、この外部導体の外周に設けた外被と、で構成される長尺の漏洩同軸ケーブルにおいて、
前記外部導体が編組で構成されると共に前記編組の素線が導体の周囲に絶縁層を被覆してなることを特徴とするものである。
【００２１】
また、この発明の漏洩同軸ケーブルは、前記漏洩同軸ケーブルにおいて、前記編組が、編組ピッチをＬ（ｍｍ）、漏洩周波数ピーク値をＦ（ＭＨｚ）としたときに、Ｆ＝Ａ／（√ε・Ｌ）（Ａ：定数、ε：同軸ケーブルの等価誘電率）の関係式が成り立ち、所望の漏洩量をもたらす構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、外部導体の編組素線の絶縁層が電磁波漏洩の開口部（窓）となり、漏洩同軸ケーブルの外部に電磁波を漏洩することができる。しかも、外部導体の編組の素線上の絶縁層が薄いので、特定の周波数範囲のみに漏洩同軸ケーブルとして使用でき、特定周波数範囲以外では通常の同軸ケーブルとして使用することができることから、適用範囲が広いものである。
【００２３】
また、この発明の漏洩同軸ケーブルは、従来の一般的な同軸ケーブル、例えば外部導体が一般的な編組で構成される同軸ケーブルと同等の製造性を有し、且つ、可撓性に優れ、数ＧＨｚ帯の高周波で漏洩を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１を参照するに、この実施の形態に係る漏洩同軸ケーブル１は、内部導体３と、この内部導体３の外周に設けた絶縁体５と、この絶縁体５の外周に設けた外部導体７と、この外部導体７の外周に被覆した外被９と、で構成されている。
【００２６】
さらに、上記の外部導体７は編組で構成され、且つ前記編組の素線の１本１本が良好な導体である金属線の周囲に絶縁層を被覆していることが特徴である。
【００２７】
なお、上記の内部導体３には、例えば軟銅線を用いることができ、その他に、錫めっきや銀めっきを施したものでも良く、銅合金を用いたものでも良く、単線、撚り線、パイプなど様々な材質や構造が適用可能である。
【００２８】
また、上記の絶縁体５には、例えばポリエチレンを用いることができ、その他に、架橋ポリエチレン、発泡ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＴＦＥやＰＦＡやＦＥＰなどのフッ素樹脂（いずれも発泡も含む）でも良い。
【００２９】
また、上記の外部導体７については、編組の各素線の良好な導体である金属線は例えば軟銅線を用いることができ、その他に、錫めっきや銀めっきを施したものでも良く、銅合金を用いたものでも良い。一方、素線を絶縁させる絶縁層の材質は、例えばウレタン、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＴＦＥやＰＦＡやＦＥＰなどのフッ素樹脂、ポリエステル、ポリエステルイミド等の絶縁材料であれば、その他のあらゆる材料が適用可能である。
【００３０】
また、上記の外被９には、例えばＰＶＣを用いることができ、その他に、多種の樹脂でも良い。
【００３１】
上記構成により、この実施の形態に係る漏洩同軸ケーブル１は、外部導体７の編組素線の絶縁層が電磁波漏洩の開口部（窓）となり、漏洩同軸ケーブル１の外部に電磁波を漏洩することができる。しかも、外部導体７の編組の素線上の絶縁層が薄いので、特定の周波数範囲のみに漏洩同軸ケーブル１として使用でき、特定周波数範囲以外では通常の同軸ケーブルとして使用することができることから、適用範囲が広いものである。
【００３２】
また、この発明の漏洩同軸ケーブル１は、従来の一般的な同軸ケーブル、例えば外部導体が一般的な編組で構成される同軸ケーブルと同等の製造性を有し、且つ、可撓性に優れ、数ＧＨｚ帯の高周波で漏洩を可能にする特徴を有する。
【００３３】
より詳しく説明すると、この実施の形態の漏洩同軸ケーブル１としては、表１に示されているように、内部導体３は直径φが０．１８ｍｍの軟銅線を７本で撚り線として直径φ０．５４ｍｍに構成されており、絶縁体５はポリエチレンで直径１．６ｍｍに構成されている。また、外部導体７としては、素線は直径φ０．０８ｍｍの軟銅線部分に絶縁層としてのウレタンで被覆し、その外径φが０．１ｍｍであり、この素線により５持×１６打に編組したものである。さらに、外被９としては標準厚さとして０．４ｍｍのＰＶＣで構成されている。以上のようにして漏洩同軸ケーブル１の直径φが３．０ｍｍである。
【００３４】
さらに、この実施の形態の漏洩同軸ケーブル１の効果性を確認するために、表１に示されているように、従来から使用されている外部導体に編組を用いた同軸ケーブル１１で、この実施の形態の漏洩同軸ケーブル１と非常に類似している構造を比較例とした。すなわち、比較例の同軸ケーブル１１は、この実施の形態の漏洩同軸ケーブル１と異なる点は外部導体にあり、この比較例の外部導体は一般的な編組であって、直径φ０．１ｍｍの軟銅線の素線により５持×１６打に編組したものである。他の構成はこの実施の形態の漏洩同軸ケーブル１と同じである。表１では、漏洩同軸ケーブル１と同じ構成部分が←で示されている。
【表１】
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【００３５】
上記のこの実施の形態の漏洩同軸ケーブル１と比較例の同軸ケーブル１１の各試料に対して減衰量周波数特性と放射漏洩量の測定を行った。
【００３６】
減衰量周波数特性は、気温が２０°Ｃの環境下で１ｍの試料長において周波数を変化させ、各周波数（ＭＨｚ）における減衰量を確認したところ、図２に示されているように、比較例の試料１５Ｂでは殆ど変化がないが、この実施の形態の１５Ａでは周波数２６００ＭＨｚ付近で−１７ｄＢ程度の減衰量がある。
【００３７】
また、図３を参照するに、放射漏洩量の測定のための放射漏洩量測定装置１３は、この実施の形態の試料１５Ａあるいは比較例の試料１５Ｂが、図示しない試料支持回転装置で垂直方向に伸ばされて図３の矢印のように水平方向に３６０°回転される構成であり、前記前記試料１５Ａ又は１５Ｂの途中で、当該試料１５Ａ又は１５Ｂの放射漏洩量を測定するためのリング形状をなすループアンテナ１７が図示しない支持部材によって設けられている。なお、このループアンテナ１７は前記リング形状のなす面が水平方向にも垂直方向にも向きを切り替えられるように構成されており、導通線１９によりネットワークアナライザ２１に導通されている。
【００３８】
また、前記試料１５Ａ又は１５Ｂの下端は前記ネットワークアナライザ２１に導通されている。そして、図３の矢印で示されているようにネットワークアナライザ２１から前記試料１５Ａ又は１５Ｂへ信号が入力される。試料１５Ａ又は１５Ｂの放射漏洩量はループアンテナ１７で測定されて導通線１９を経てネットワークアナライザ２１へ出力される構成である。
【００３９】
上記のごとき放射漏洩量測定装置１３により、試料１５Ａ又は１５Ｂの入射端（下端）から２００ｃｍの地点の試料１５Ａ又は１５Ｂの外被９の上にループアンテナ１７を接触せしめた０（ゼロ）ｃｍの部分、つまり試料１５Ａ又は１５Ｂの外被９からループアンテナ１７までの離反距離が０（ゼロ）ｃｍにおける放射漏洩量をループアンテナ１７により測定した。その結果は、図４の垂直方向放射量測定結果及び図５の水平方向放射量測定結果の各グラフに示されている。なお、このときの周波数は図２のグラフに基づいて２６００ＭＨｚとしている。
【００４０】
なお、図４及び図５において水平方向、垂直方向とは、図３における試料１５Ａ又は１５Ｂの円周方向成分（換言すれば、試料１５Ａ又は１５Ｂの回転中心の円周方向で、図３において左右方向）を水平方向と定義し、試料１５Ａ又は１５Ｂの長手方向成分（換言すれば、図３において上下方向）を垂直成分と定義する。
【００４１】
図４では、ループアンテナ１７の向き（リング形状がなす面の向き）が垂直方向で、試料１５Ａ又は１５Ｂを図３の矢印のように水平方向に３６０°回転したときの各回転角度における各試料１５Ａ，１５Ｂの放射漏洩量が示されている。なお、図４において黒丸の実線はこの実施の形態の漏洩同軸ケーブル１の試料１５Ａの放射漏洩量を示しており、白丸の実線は比較例の同軸ケーブル１１の試料１５Ｂの放射漏洩量を示している。
【００４２】
図５では、ループアンテナ１７の向き（リング形状がなす面の向き）が水平方向で、試料１５Ａ又は１５Ｂを図３の矢印のように水平方向に３６０°回転したときの各回転角度における各試料１５Ａ，１５Ｂの放射漏洩量が示されている。なお、図５において黒丸の実線はこの実施の形態の漏洩同軸ケーブル１の試料１５Ａの放射漏洩量を示しており、白丸の実線は比較例の同軸ケーブル１１の試料１５Ｂの放射漏洩量を示している。
【００４３】
以上のように、図４及び図５においても、この実施の形態の漏洩同軸ケーブル１は比較例の同軸ケーブル１１より１０〜２０ｄＢの漏洩量が確認されたことが分かる。
【００４４】
また、図６を参照するに、この発明の実施の形態の漏洩同軸ケーブル１の構造をさらに展開して、外部導体７の編組ピッチをＬ（ｍｍ）とし、漏洩周波数ピーク値をＦ（ＭＨｚ）としたときの相関関係を調査した結果、図６のグラフのように相関関係式が成り立つことが確認された。
【００４５】
すなわち、図６の相関関係式は、
Ｆ＝Ａ／（√ε・Ｌ）・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ただし、Ａ：定数、ε：同軸ケーブルの等価誘電率、相関係数Ｒ＝０．９９７５である。
【００４６】
上記の（１）式から、この発明の実施の形態の漏洩同軸ケーブル１の構造は、外部導体７の編組ピッチＬ、漏洩同軸ケーブル１の等価誘電率εを任意に選択することにより、所望の数ＧＨｚ帯という高周波数の漏洩を可能にすることとなる。
【００４７】
さらに、図２から分かるように、選択された任意の周波数以外は、従来の一般的な同軸ケーブル１１（比較例）と同等の減衰量を有することから、任意の周波数のみに漏洩させ、その他の周波数では伝送させることも可能であるので、設計の範囲も幅広く設定できる。
【００４８】
しかも、この実施の形態の漏洩同軸ケーブル１は、従来の一般的な同軸ケーブル、すなわち外部導体が一般的な編組で構成される比較例の同軸ケーブル１１で、前記外部導体のみが、この実施の形態の外部導体７に置き換えることで製造が可能であり、かつ、この実施の形態の外部導体７は従来の製造設備を用いて同様の製造条件で製造することが可能であるので、従来の一般的な同軸ケーブル１１と同等の製造性を有し、且つ、可撓性に優れ、数ＧＨｚ帯という高周波数で漏洩を可能にする優れた漏洩同軸ケーブル１である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の実施の形態の漏洩同軸ケーブルの断面図である。
【図２】この発明の実施の形態の漏洩同軸ケーブルと比較例の同軸ケーブルとの減衰量周波数特性を示すグラフ図である。
【図３】放射漏洩量測定装置の概略図である。
【図４】この発明の実施の形態の漏洩同軸ケーブルの垂直方向放射量の測定結果を示すグラフである。
【図５】この発明の実施の形態の漏洩同軸ケーブルの水平方向放射量の測定結果を示すグラフである。
【図６】この発明の実施の形態の漏洩同軸ケーブルにおける外部導体７の編組ピッチＬ（ｍｍ）と、漏洩周波数ピーク値Ｆ（ＭＨｚ）の相関関係を示すグラフである。
【図７】従来の漏洩同軸ケーブルの断面図である。
【図８】従来の他の漏洩同軸ケーブルの断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  漏洩同軸ケーブル（この実施の形態の）
３  内部導体
５  絶縁体
７  外部導体
９  外被
１１  同軸ケーブル（比較例の）
１３  放射漏洩量測定装置
１５Ａ，１５Ｂ  試料
１７  ループアンテナ
１９  導通線
２１  ネットワークアナライザ
【図１】
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【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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