(57)【要約】  漏洩導波管は電磁波を伝搬させる金属管を横断面偏平円形状に形成し、第１開口部、第２開口部を備え、開口部の中心間の距離は半波長より長い。複数の第１開口部、第２開口部は、互いに平行である。複数の第１開口部は、中心間を結ぶ線が金属管の軸方向に平行に位置する。中心間を結ぶ線が金属管の軸方向に平行である複数の第１開口部のうち隣り合う第１開口部の中心間の距離は、電磁波の波長に略同一である。複数の第２開口部は、中心間を結ぶ線が金属管の軸方向に平行に位置する。中心間を結ぶ線が金属管の軸方向に平行である複数の第２開口部のうち隣り合う第２開口部の中心間の距離は、電磁波の波長に略同一である。
2020149407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラムに巻かれて保管、運搬される漏洩導波管であって、  電磁波を伝搬させる金属管を備え、  前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の開口部を有し、  前記金属管の断面の形状は、横断面偏平円形状に略同一の形状であって、  前記横断面偏平円形状に略同一の形状に外接する長方形の長辺の垂直二等分線と前記金属管の表面との交点は、中央交点であり、  前記複数の開口部の各々の中心と前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、  前記複数の開口部の一部である第１開口部と、前記複数の開口部の残りである第２開口部との中心間の距離は、半波長より長く、  前記第１開口部の個数と前記第２開口部の個数とは、それぞれ複数であって、  前記複数の第１開口部は、互いに平行であって、  前記複数の第２開口部は、互いに平行であって、  前記複数の第１開口部は、中心間を結ぶ線が前記金属管の軸方向に平行に位置し、  中心間を結ぶ線が前記金属管の前記軸方向に平行である前記複数の第１開口部のうち隣り合う前記第１開口部の中心間の距離は、前記電磁波の波長に略同一であって、  前記複数の第２開口部は、中心間を結ぶ線が前記金属管の前記軸方向に平行に位置し、  中心間を結ぶ線が前記金属管の前記軸方向に平行である前記複数の第２開口部のうち隣り合う前記第２開口部の中心間の距離は、前記電磁波の波長に略同一である、  漏洩導波管。
【請求項２】
前記第１開口部は、前記長方形の中心を原点とする座標系であって前記原点を通って前記長方形の短辺に平行な軸をＱ軸とする座標系であるＱ座標系においてＱ座標の値が０又は正の空間である第１空間内に位置し、  前記第２開口部は、前記Ｑ座標の値が負の空間である第２空間内に位置する、  請求項１に記載の漏洩導波管。
【請求項３】
前記第１開口部の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の１９／４０以内の距離であり、  前記第２開口部の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の１９／４０以内の距離である、  請求項１又は請求項２に記載の漏洩導波管。
【請求項４】
前記第１開口部の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の７／４０以上の距離であり、  前記第２開口部の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の７／４０以上の距離である、  請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の漏洩導波管。
【請求項５】
前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の第３開口部をさらに有し、  前記複数の第３開口部の各々は、前記第１開口部と同様の形状であって、  前記複数の第３開口部の各々は、前記第１開口部に平行であって、  前記複数の第３開口部の各々の中心と、前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、  前記第１開口部の中心と、前記複数の第３開口部の各々の中心との間の距離は、半波長より短い、  請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の漏洩導波管。
【請求項６】
前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の第４開口部をさらに有し、  前記複数の第４開口部の各々は、前記第２開口部と同様の形状であって、  前記複数の第４開口部の各々は、前記第２開口部に平行であって、  前記複数の第４開口部の各々の中心と、前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、  前記複数の第４開口部の各々の中心と、前記第２開口部の中心との間の距離は、半波長より短い、  請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の漏洩導波管。
【請求項７】
前記金属管の表面は、前記金属管の前記軸方向に沿って波状の凹凸を有する、  請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の漏洩導波管。
【請求項８】
前記移動経路がカーブを有し、  前記金属管は、前記軸方向が前記移動経路に略平行であるように曲げられる、  請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の漏洩導波管。
【請求項９】
ドラムに巻かれて保管、運搬される漏洩導波管であって、  電磁波を伝搬させる金属管を備え、  前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の第１開口部を有し、  前記金属管の断面の形状は、横断面偏平円形状に略同一の形状であって、  前記横断面偏平円形状に略同一の形状に外接する長方形の長辺の垂直二等分線と前記金属管の表面との交点は、中央交点であり、  前記複数の第１開口部の各々の中心と前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、  前記複数の第１開口部は、互いに平行であって、  前記複数の第１開口部のうち隣り合う前記第１開口部の中心間を結ぶ線は、前記金属管の軸方向に平行であって、  前記複数の第１開口部のうち隣り合う前記第１開口部の中心間の距離は、前記電磁波の波長に略同一である、  漏洩導波管。
【請求項１０】
前記複数の第１開口部の各々の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の１９／４０以内の距離である、  請求項９に記載の漏洩導波管。
【請求項１１】
前記複数の第１開口部の各々の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の７／４０以上の距離である、  請求項９又は請求項１０に記載の漏洩導波管。
【請求項１２】
前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の第２開口部をさらに有し、  前記複数の第２開口部の各々は、前記第１開口部と同様の形状であって、  前記複数の第２開口部の各々は、前記第１開口部に平行であって、  前記複数の第２開口部の各々の中心と、前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、  前記複数の第２開口部の各々の中心と、前記第１開口部の中心との間の距離は、半波長より短い、  請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の漏洩導波管。
【請求項１３】
前記金属管の表面は、前記金属管の前記軸方向に沿って波状の凹凸を有する、  請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の漏洩導波管。
【請求項１４】
前記移動経路がカーブを有し、  前記金属管は、前記軸方向が前記移動経路に略平行であるように曲げられる、  請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の漏洩導波管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、漏洩導波管に関する。  本願は、２０１９年１月１８日に日本に出願された特願２０１９−００７３２３号及び２０１９年１月１８日に日本に出願された特願２０１９−００７３４０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】  自動車や電車等の移動体と、移動体の移動経路に沿って敷設された漏洩同軸ケーブルとの間の無線通信行う通信システムが知られている。これまで、このような無線通信の周波数帯域は、０．７ＧＨｚ〜２ＧＨｚであったが、近年、キャリア各社が３．５ＧＨｚ帯を採用したり、２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯のＷｉ−Ｆｉサービスの需要が増えたりなど、高周波帯域への対応が迫られている。しかしながら、例えば、５ＧＨｚ帯のような高周波帯域では漏洩同軸ケーブルは損失が大きいため、漏洩同軸ケーブルに代えてより損失の小さい漏洩導波管（ＬＷＧ：Ｌｅａｋｙ  Ｗａｖｅ  Ｇｕｉｄｅ）を用いることが提案されている（図３５参照）。  漏洩導波管は、導波管を構成する導体に開口部を備え、開口部を介して管の内部を伝搬する電波を管の外部へと漏洩させる中空の管である（特許文献１参照）。従来の漏洩導波管は、このような移動体と漏洩導波管との間の無線通信に用いられることがなかったため、漏洩導波管の長さは、数メートル程度の長さであった。しかしながら、このような移動体と漏洩導波管との間の無線通信に漏洩導波管を用いる場合、敷設作業の効率の観点から、長さが数十〜数百メートルの長尺の漏洩導波管が望ましい。そのため、従来の漏洩導波管よりも長い漏洩導波管の製造へのニーズが高まっている。  しかしながら、このような長尺の漏洩導波管を使用する場合、単に、従来と同様の構造の漏洩導波管を製造するだけでは上記の無線通信を十分に実現することは難しい。【０００３】  その実現の難しさを説明するにあたって、まず従来の漏洩導波管の特徴を２つ説明する。  １つ目の特徴（以下「特徴１」という。）は、従来の漏洩導波管の断面の多くは、所定の長方形に外接する長円形や楕円形の形状であって、開口部が所定の長方形の長辺の中央付近に位置するという特徴である。  開口部から放射される電波が最も強い強度で伝搬する方向である最大輻射方向は、漏洩導波管の断面の中心から開口部を見た方向である。最大輻射方向とは、開口部から放射される電波が最も強い強度で伝搬する方向である。  ２つ目の特徴（以下「特徴２」という。）は、従来の漏洩導波管は、座屈することなく軸方向に曲がるということである。ただし、従来の漏洩導波管は、曲がる方向が決まっている。従来の漏洩導波管の軸が曲がる方向は、所定の長方形の中心から見た所定の長方形の長辺の方向である。【０００４】  このような漏洩導波管を移動体の移動経路に沿って設置する場合、通信効率の点から、最大輻射方向が開口部から見た移動体の方向に略一致することが望ましい。そのため、漏洩導波管は、移動体の方向に開口部を向けた状態で設置される。このような場合、漏洩導波管を設置する作業員は、単に予め定められた向きに漏洩導波管を設置すればよいのではない。このような作業員は、開口部の位置を探し出し、開口部が移動体の方向に向くように漏洩導波管の設置先に応じた漏洩導波管の設置をする必要がある。そのため、漏洩導波管の設置に係る作業員の負担が増大する場合があった。【０００５】  このような漏洩導波管を移動体の移動経路に沿って設置する場合、開口部を移動体の方向に向けて設置することに係る作業員の負担以外にも、課題がある。移��体が直進するだけであれば、予め移動体の方向に開口部を向けて、漏洩導波管を設置すればよい。しかしながら、移動体は、必ずしも直進するだけではなく、カーブする場合もある。このような場合、漏洩導波管は曲がった状態で設置される必要がある。上記のように、漏洩導波管は、所定の長方形の中心から見た所定の長方形の長辺の方向にしか曲がらない（上記特徴２）。そのため、漏洩導波管は所定の長方形の長辺が移動体の方向を向くように設置される必要がある。このように漏洩導波管を設置することで、漏洩導波管を移動体の移動経路に沿って設置することができる。しかしながら、特徴１のため、従来の漏洩導波管では、必ずしも、最大輻射方向が開口部から見た移動体の方向に略一致であるようにすることはできない。漏洩導波管が敷設される箇所（以下、敷設先と称する）の事情により、後述するような問題がある。例えば、カーブ区間を有する敷設先であって移動体の斜め上の位置にしか設置できない敷設先に漏洩導波管を設置する必要が考えられる。この場合、漏洩導波管を移動体の移動経路に沿って設置するためには、従来の漏洩導波管は、漏洩導波管の所定の長方形の長辺が移動体の方向を向くように設置される必要がある。なお、カーブ区間とは、移動体がカーブする区間である。しかしながら、このような場合、従来の漏洩導波管が特徴１を有するため、開口部は、最大輻射方向が移動体の真上を横切る方向になる。そのため、最大輻射方向が開口部から見た移動体の方向に略一致する場合よりも通信効率が低下する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２００３−１７９４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上記事情に鑑み、本発明は、移動体の移動経路に沿って設置される漏洩導波管であって、移動体と漏洩導波管との間の無線通信における通信効率の低下を抑制する漏洩導波管を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明の一態様に係る漏洩導波管は、ドラムに巻かれて保管、運搬される漏洩導波管であって、電磁波を伝搬させる金属管を備え、前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の開口部を有し、前記金属管の断面の形状は、横断面偏平円形状に略同一の形状であって、前記横断面偏平円形状に略同一の形状に外接する長方形の長辺の垂直二等分線と前記金属管の表面との交点は、中央交点であり、前記複数の開口部の各々の中心と前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、前記複数の開口部の一部である第１開口部と、前記複数の開口部の残りである第２開口部との中心間の距離は、半波長より長く、前記第１開口部の個数と前記第２開口部の個数とは、それぞれ複数であって、前記複数の第１開口部は、互いに平行であって、前記複数の第２開口部は、互いに平行であって、前記複数の第１開口部は、中心間を結ぶ線が前記金属管の軸方向に平行に位置し、中心間を結ぶ線が前記金属管の前記軸方向に平行である前記複数の第１開口部のうち隣り合う前記第１開口部の中心間の距離は、前記電磁波の波長に略同一であって、前記複数の第２開口部は、中心間を結ぶ線が前記金属管の前記軸方向に平行に位置し、中心間を結ぶ線が前記金属管の前記軸方向に平行である前記複数の第２開口部のうち隣り合う前記第２開口部の中心間の距離は、前記電磁波の波長に略同一である。【０００９】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記第１開口部は、前記長方形の中心を原点とする座標系であって前記原点を通って前記長方形の短辺に平行な軸をＱ軸とする座標系であるＱ座標系においてＱ座標の値が０又は正の空間である第１空間内に位置し、前記第２開口部は、前記Ｑ座標の値が負の空間である第２空間内に位置してもよい。【００１０】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記第１開口部の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の１９／４０以内の距離であり、前記第２開口部の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の１９／４０以内の距離であってもよい。【００１１】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記第１開口部の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の７／４０以上の距離であり、前記第２開口部の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の７／４０以上の距離であってもよい。【００１２】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の第３開口部をさらに有し、前記複数の第３開口部の各々は、前記第１開口部と同様の形状であって、前記複数の第３開口部の各々は、前記第１開口部に平行であって、前記複数の第３開口部の各々の中心と、前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、前記第１開口部の中心と、前記複数の第３開口部の各々の中心との間の距離は、半波長より短くてもよい。【００１３】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の第４開口部をさらに有し、前記複数の第４開口部の各々は、前記第２開口部と同様の形状であって、前記複数の第４開口部の各々は、前記第２開口部に平行であって、前記複数の第４開口部の各々の中心と、前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、前記複数の第４開口部の各々の中心と、前記第２開口部の中心との間の距離は、半波長より短くてもよい。【００１４】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記金属管の表面は、前記金属管の前記軸方向に沿って波状の凹凸を有してもよい。【００１５】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記移動経路がカーブを有し、前記金属管は、前記軸方向が前記移動経路に略平行であるように曲げられてもよい。【００１６】  本発明の一態様に係る漏洩導波管は、ドラムに巻かれて保管、運搬される漏洩導波管であって、電磁波を伝搬させる金属管を備え、前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の第１開口部を有し、前記金属管の断面の形状は、横断面偏平円形状に略同一の形状であって、前記横断面偏平円形状に略同一の形状に外接する長方形の長辺の垂直二等分線と前記金属管の表面との交点は、中央交点であり、前記複数の第１開口部の各々の中心と前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、前記複数の第１開口部は、互いに平行であって、前記複数の第１開口部のうち隣り合う前記第１開口部の中心間を結ぶ線は、前記金属管の軸方向に平行であって、前記複数の第１開口部のうち隣り合う前記第１開口部の中心間の距離は、前記電磁波の波長に略同一である。【００１７】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記複数の第１開口部の各々の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の１９／４０以内の距離であってもよい。【００１８】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記複数の第１開口部の各々の中心と前記中央交点との間の距離は、前記長辺の７／４０以上の距離であってもよい。【００１９】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記金属管は、前記電磁波を漏洩させる複数の第２開口部をさらに有し、前記複数の第２開口部の各々は、前記第１開口部と同様の形状であって、前記複数の第２開口部の各々は、前記第１開口部に平行であって、前記複数の第２開口部の各々の中心と、前記中央交点との間の距離は、０より大きな距離であり、前記複数の第２開口部の各々の中心と、前記第１開口部の中心との間の距離は、半波長より短くてもよい。【００２０】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記金属管の表面は、前記金属管の前記軸方向に沿って波状の凹凸を有してもよい。【００２１】  本発明の一態様に係る漏洩導波管においては、前記移動経路がカーブを有し、前記金属管は、前記軸方向が前記移動経路に略平行であるように曲げられてもよい。
【発明の効果】
【００２２】  上述した本発明の態様により、移動体の移動経路に沿って設置される漏洩導波管であって移動体との間の無線通信における通信効率の低下を抑制することが可能な漏洩導波管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る漏洩導波管１の具体的な構成を示す一部破断斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る金属管１１の断面の形状の具体例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る金属管１１の具体的な形状を示す上面図及び断面図である。
【図４Ａ】導波管の電磁界分と、導波管の表面を流れる表面電流の分布との概略を示す図である。
【図４Ｂ】導波管の電磁界分と、導波管の表面を流れる表面電流の分布との概略を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る金属管１１の表面電流の分布の概略を示す上面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る漏洩導波管１が放射する電磁波の、断面方向から見た放射パターンの実験結果を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１の配置の違いによる結合損失の違いを示す実験結果である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る漏洩導波管１の保管、運搬に用いられるドラムを説明する説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１の位置の違いによる座屈の起こりやすさを示す実験結果である。
【図１０Ａ】スロット１１１において座屈が発生するメカニズムを説明する説明図である。
【図１０Ｂ】スロット１１１において座屈が発生するメカニズムを説明する説明図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１の中心が位置することが望ましい半径方向の位置を示す図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１がＬ字型の金属管１１の具体例を示す上面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１がクランク型の金属管１１の具体例を示す上面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１が窓型の金属管１１の具体例を示す上面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１が楕円型の金属管１１の具体例を示す上面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１が長方形であって、スロット外接長方形の長辺が軸方向に平行でない金属管１１の具体例を示す上面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態に係るスロット１１１−１及びスロット１１１−２を備える金属管１１の具体例を示す上面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る漏洩導波管２の具体的な構成を示す一部破断斜視図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る金属管２１の断面の形状の具体例を示す図である。
【図２０】本発明の第２実施形態に係る金属管２１の具体的な形状を示す上面図及び断面図である。
【図２１Ａ】導波管の電磁界分と、導波管の表面を流れる表面電流の分布との概略を示す図である。
【図２１Ｂ】導波管の電磁界分と、導波管の表面を流れる表面電流の分布との概略を示す図である。
【図２２】本発明の第２実施形態に係る金属管２１の表面電流の分布の概略を示す上面図である。
【図２３】本発明の第２実施形態に係る漏洩導波管２が放射する電磁波の、断面方向から見た放射パターンの実験結果を示す図である。
【図２４】本発明の第２実施形態に係るスロット２１１の配置の違いによる結合損失の違いを示す実験結果である。
【図２５】本発明の第２実施形態に係る漏洩導波管２の保管、運搬に用いられるドラムを説明する説明図である。
【図２６】本発明の第２実施形態に係るスロット２１１の位置の違いによる座屈の起こりやすさを示す実験結果である。
【図２７Ａ】スロット２１１において座屈が発生するメカニズムを説明する説明図である。
【図２７Ｂ】スロット２１１において座屈が発生するメカニズムを説明する説明図である。
【図２８】本発明の第２実施形態に係るスロット２１１の中心が位置することが望ましい半径方向の位置を示す図である。
【図２９】本発明の第２実施形態に係るスロット２１１がＬ字型の金属管２１の具体例を示す上面図である。
【図３０】本発明の第２実施形態に係るスロット２１１がクランク型の金属管２１の具体例を示す上面図である。
【図３１】本発明の第２実施形態に係るスロット２１１が窓型の金属管２１の具体例を示す上面図である。
【図３２】本発明の第２実施形態に係るスロット２１１が楕円型の金属管２１の具体例を示す上面図である。
【図３３】本発明の第２実施形態に係るスロット２１１が長方形であって、スロット外接長方形の長辺が軸方向に平行でない金属管２１の具体例を示す上面図である。
【図３４】本発明の第２実施形態に係る半径方向に２つのスロット２１１を備える金属管２１の具体例を示す上面図である。
【図３５】漏洩導波管を用いた通信システムの具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】（第１実施形態）  図１は、本発明の第１実施形態に係る漏洩導波管１の具体的な構成を示す一部破断斜視図である。漏洩導波管１は、例えば、移動体の移動経路等に沿って設置される長尺の導波管であって、長大なエリアに対して電磁波を伝搬するとともに均一に輻射することが可能な導波管である。本発明の第１実施形態に係る漏洩導波管１は、例えば、４〜６ＧＨｚの電磁波において用いることができる。漏洩導波管１は、金属管１１及び外皮１２を備える。漏洩導波管１の軸方向の長さは、例えば、５０ｍ以上である。漏洩導波管１の軸方向に平行な方向は、移動体の移動経路に略平行な方向である。なお、移動経路は、カーブを有してもよい。
【００２５】  金属管１１は、金属素材でできた中空の管である。金属管１１は、電磁波を伝搬させる。電磁波は、金属管１１の中空箇所を金属管１１の軸方向に伝搬する。金属管１１の断面の形状は、横断面偏平円形状に略同一の形状である。断面は、金属管１１の軸方向に垂直な面である。金属管１１の横断面偏平円形状に略同一の形状は、長辺及び短辺の長さが所定の条件を満たす長方形（以下「断面外接長方形」という。）に外接される。断面外接長方形は、例えば、長辺と短辺との長さの比が２：１に略同一である長方形である。断面外接長方形は、例えば、金属管１１を伝搬する電磁波の波長が５４ｍｍである場合に、長辺が５０ｍｍであって、短辺が２５ｍｍの長方形であってもよい。
【００２６】  図２は、第１実施形態に係る金属管１１の断面の形状の具体例を示す図である。  金属管１１の断面の形状は、図２（ａ）に示す長方形であってもよい。金属管１１の断面の形状は、図２（ｂ）に示す角丸長方形であってもよい。金属管１１の断面の形状は、図２（ｃ）に示す長円形であってもよい。金属管１１の断面の形状は、図２（ｄ）に示す、楕円形であってもよい。金属管１１の断面の形状は、図２（ｅ）に示す、リッジ形であってもよい。金属管１１の断面の形状は、図２（ｆ）に示す、ピーナッツ形（ｐｅａｎｕｔ  ｓｈａｐｅ）であってもよい。
【００２７】  以下、説明の簡単のため、金属管１１の断面の形状は、長方形又は長円形であると仮定する。
【００２８】  図１の説明に戻る。金属管１１の断面は、断面外接長方形に内接する形状であるため、金属管１１は、軸方向に沿って断面外接長方形の中心から見た断面外接長方形の長辺の方向への可逆的な湾曲が可能である。断面外接長方形の中心から見た断面外接長方形の長辺の方向とは、断面外接長方形の短辺に平行な方向である。以下、断面外接長方形の中心から見た断面外接長方形の長辺の方向を、短辺方向という。
【００２９】  金属管１１は、表面に複数のスロット１１１を有する。複数のスロット１１１の一部（第１スロット）は、第１空間内の金属管１１の表面に位置し、複数のスロット１１１の残り（第２スロット）は、第２空間内の金属管１１の表面に位置する。第１空間は、断面外接長方形の中心を原点とする座標系であって原点を通って断面外接長方形の短辺に平行な軸をＱ軸とする座標系（以下「Ｑ座標系」という。）において、Ｑ座標の値が０又は正の空間である。第２空間は、Ｑ座標の値が負の空間である。
【００３０】  第１空間内に位置するスロット１１１の個数は、複数である。第２空間内に位置するスロット１１１の個数は、複数である。第１空間内に位置するスロット１１１は、略同一の面上に位置する。  第２空間内に位置するスロット１１１は、略同一の面上に位置する。  第１空間内に位置するスロット１１１と、第２空間内に位置するスロット１１１との中心間の距離は、半波長以上である。  以下、説明の簡単のため、第１空間内の表面に位置するスロット１１１について説明するが、この説明は、第２空間内の表面に位置するスロット１１１についても同様に適用される。
【００３１】  スロット１１１は、中心が軸方向に沿って金属管１１の表面に所定の間隔Ｓごとに位置する孔である。間隔Ｓごととは、隣り合うスロット１１１の中心間の距離（以下「スロット間距離」という。）がＳという意味である。所定の間隔Ｓは、波長λに略同一である。  各スロット１１１は、互いに平行である。Ｓは、例えば、金属管１１を伝搬する電磁波の周波数が６ＧＨｚであれば、３５ｍｍである。
【００３２】  スロット１１１の形状は、２回対称性を有する形状であって、２回回転軸に直交する２つの対称軸に平行な線分であって端点がスロット外接長方形と対称軸との交点である線分の一方が他方より長い形状であれば、どのような形状であってもよい。スロット外接長方形は、スロット１１１より大きくスロット１１１を包含する長方形であってスロット１１１との隙間を最小にする長方形である。スロット１１１の形状は、例えば、長方形であってもよいし、長円形であってもよい。以下、説明の簡単のため、スロット１１１の形状が長方形であると仮定する。  なお、スロット外接長方形の長辺と短辺の長さとは、電磁波の周波数に応じてどのような長さであってもよいが、例えば、電磁波の周波数が６ＧＨｚの場合、長辺の長さが１０ｍｍであって、短辺の長さが２ｍｍであってもよい。  なお、スロット外接長方形の向きは、漏洩導波管１の表面を周方向に流れる電流を妨げる向きであれば、どのような向きであってもよい。  以下説明の簡単のため、スロット外接長方形は、長辺が軸方向に平行であると仮定する。  対称軸に平行な線分の一方（第１線分）は、スロット外接長方形の長辺に平行であって長辺と同じ長さである。対称軸に平行な線分の他方（第２線分）は、スロット外接長方形の短辺に平行であって短辺と同じ長さである。  スロット１１１の中心とは、スロット１１１を含む平面又は曲面と２回回転軸との交点である。
【００３３】  金属管１１は、電気伝導率の高い物質であればどのような物質で構成されてもよく、例えば、銅で構成されてもよい。金属管１１の厚さは、どのような厚さであってもよいが、機械的な強度を考慮する場合、０．５ｍｍ程度が望ましい。金属管１１には、ラミネート加工が施されてもよい。金属管１１の断面の大きさは、伝搬させるべき電磁波に対する遮断周波数に応じた大きさである。遮断周波数は、以下の式（１）で表される。
【００３４】
【数１】
2020149407.tif 000003
【００３５】  式（１）において、ｆｃは、遮断周波数を表す。式（１）において、Ｄは、断面外接長方形の長辺の長さを表す。具体的なＤの値は、例えば、金属管１１が伝搬させるべき電磁波の周波数が６ＧＨｚである場合、Ｄ＝５０ｍｍである。また、この場合、例えば、断面外接長方形の短辺の長さは、例えば、２５ｍｍである。また、断面外接長方形の長辺の長さが５０ｍｍであって、短辺の長さ２５ｍｍである場合、金属管１１は、周波数が３ＧＨｚ以下の電磁波を遮断する。  金属管１１を伝搬する電磁波は、スロット１１１から外部に放射される。
【００３６】  図３は、第１実施形態に係る金属管１１の具体的な形状を示す上面図及び断面図である。  図３（ａ）は、金属管１１の上面図を示す。図３（ｂ）は、金属管１１の断面図を示す。  スロット１１１の形状は、軸方向に平行な方向を長軸方向とする長方形である。スロット１１１は、金属管１１の表面の中心部には位置せず、端部に位置する。金属管１１の表面の中心部とは、断面外接長方形の長辺の垂直二等分線と金属管１１とが交わる点を通り、軸方向に平行な軸（以下「表面中央軸」という。）の近傍の領域である。端部とは、金属管１１の表面の中心部以外の領域である。以下、断面外接長方形の長辺の垂直二等分線と金属管１１とが交わる点を中央交点という。  中心部は、具体的には、表面中央軸を中心として半径方向の範囲が（−５／４０）×長さＤ〜（＋５／４０）×長さＤの範囲内の領域である。
【００３７】  外皮１２は、ポリエチレン等の高分子材料であって、金属管１１を覆う。
【００３８】  図４Ａ、図４Ｂ、及び図５を用いて第１実施形態に係る漏洩導波管１が奏する効果について説明する。  図４Ａは、導波管の表面を流れる表面電流の分布の概略を示す図である。図４Ｂは、導波管の電磁界分布の概略を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいては、簡単のため、導波管が方形導波管であると仮定して説明を行う。
【００３９】  電磁場のマクスウェル方程式によれば、方形導波管における境界条件を満足するため、磁界の向きを表す磁力線は、導波管内において閉じた環を形成する。電磁場のマクスウェル方程式によれば、方形導波管における境界条件を満足するため、電界を表す電気力線は、磁界に垂直な方向を向く。電磁場のマクスウェル方程式によれば、方形導波管における境界条件を満足するため、表面電流の一部は、中心部近傍の位置において電磁波が伝搬する方向に流れる。また、電磁場のマクスウェル方程式によれば、方形導波管における境界条件を満足するため、表面電流の一部は、電磁波が伝搬する方向に垂直な方向に導波管の表面上を流れる。
【００４０】  図５は、第１実施形態に係る金属管１１の表面電流の分布の概略を示す上面図である。図５において、簡単のため、金属管１１が方形導波管であると仮定して説明を行う。
【００４１】  金属管１１の表面を流れる表面電流の一部は、スロット１１１に流入する。スロット１１１に流入する表面電流は、スロット１１１の孔に、スロット１１１の短辺に平行な方向に振動する電場であって、表面電流と同じ周波数で振動する電場を形成する。このことは、スロット１１１を、軸方向に垂直な方向に振動する仮想的な双極子モーメントと見なすことができることを意味する。  そのため、スロット１１１からは、軸方向に垂直な方向に偏光した電磁波が放射される。  また、スロット間距離Ｓが波長λに略同一であるため、各スロット１１１の双極子モーメントの振動の位相は、略同一である。このことは、隣り合うスロット１１１から放射される電磁波の位相が略同一であることを意味する。そのため、金属管１１の各スロット１１１から放射される電磁波は、互いに強め合い、コヒーレント性の高い電磁波となって、金属管１１から放射される。
【００４２】  図６は、第１実施形態に係る漏洩導波管１が放射する電磁波の、断面方向から見た放射パターンの実験結果を示す図である。なお、断面方向とは、金属管１１の軸上の位置から断面外接長方形を見る方向である。図６における電磁波の周波数は、５．６ＧＨｚである。図６において、断面外接長方形の長辺は、５０ｍｍであって、短辺は、２５ｍｍである。スロットは、中央交点から金属管１１の半径方向に１５ｍｍの位置に位置する。  スロット１１１の中心点が、中央交点に位置しないため、放射強度が最大の方向（以下「最大輻射方向」という。）が０°の方向ではないことがわかる。なお、０°の方向とは、断面外接長方形の中心から中央交点を見る方向である。
【００４３】  図７は、第１実施形態に係るスロット１１１の配置の違いによる、垂直偏波の結合損失の違いを示す実験結果である。図７において垂直偏波は、軸方向に対する垂直偏波を意味する。結合損失は、以下の式（２）で表される。
【００４４】
【数２】
2020149407.tif 000004
【００４５】  式（２）において、Ｌｃは、結合損失を表す。式（２）において、Ｐｉｎは、漏洩導波管１への入力電力を表す。式（２）において、Ｐｏｕｔは、受信アンテナが受信した出力電力を表す。受信アンテナは、結合損失を測定するために、漏洩導波管１に対する所定の位置に、設置されたアンテナである。受信アンテナは、例えば、半波長ダイポールアンテナである。
【００４６】  図７において、漏洩導波管Ａは、スロット１１１の中心が中央交点にあって中心間の距離が半波長に略同一であって、かつ、隣り合うスロット１１１が互い違いに配置された漏洩導波管である。隣り合うスロット１１１が互い違いとは、隣り合うスロット１１１が互いに逆向きであることを意味する。漏洩導波管Ａは、スロット形状及びスロットの配置が従来の漏洩導波管と同様である漏洩導波管である。なお、図７において、漏洩導波管Ａのスロット１１１の長辺の長さは、１０ｍｍであって、短辺の長さは、２ｍｍである。
【００４７】  図７において、漏洩導波管Ｂは、スロット１１１の中心が中央交点から金属管１１の半径方向に１５ｍｍの位置にあって中心間の距離が半波長に略同一であって、かつ、隣り合うスロット１１１が互い違いに配置された漏洩導波管である。なお、図７において、漏洩導波管Ｂのスロット１１１の長辺の長さは、１０ｍｍであって、短辺の長さは、２ｍｍである。
【００４８】  図７において、漏洩導波管Ｃは、スロット１１１の中心が中央交点から金属管１１の半径方向に１５ｍｍの位置にあって中心間の距離が波長に略同一であって、かつ、隣り合うスロット１１１が互いに平行に配置された漏洩導波管である。すなわち、漏洩導波管Ｃは、漏洩導波管１である。なお、図７において、漏洩導波管Ｃのスロット１１１の長辺の長さは、１３ｍｍであって、短辺の長さは、２ｍｍである。
【００４９】  図７において、漏洩導波管Ａ、漏洩導波管Ｂ、及び漏洩導波管Ｃは、ケーブルの長さ方向の０．１ｍから０．７ｍに位置する。  図７は、漏洩導波管Ｂは、漏洩導波管Ａよりも５ｄＢ程度結合損失が大きいことを示す。  また、図７は、漏洩導波管Ｃは、漏洩導波管Ｂよりも結合損失が小さく漏洩導波管Ａの結合損失に近いことを示す。このことから、従来の漏洩導波管において、単にスロット１１１の位置を半径方向にズラしただけでは、結合効率が下がってしまうことがわかる。また、スロット１１１の位置が中央交点から半径方向にずれた位置に位置する場合であっても、スロット１１１の中心管距離が波長に略同一であって、スロット１１１が互いに平行であれば、従来の漏洩導波管と同等の結合効率が実現されることを示す。  このように、スロット１１１が中央交点から半径方向にずれた位置に位置する場合には、スロット１１１が互いに平行であれば、結合損失の増大が抑制される。  なお、漏洩導波管Ｃのスロット１１１の中心間距離は、漏洩導波管Ｂのスロット１１１の中心間距離の略２倍であるため、漏洩導波管Ｃのスロット１１１の個数は、漏洩導波管Ｂのスロット１１１の個数の半分である。また、漏洩導波管のスロットから漏洩する電磁波のエネルギーは、スロットの長辺の長さに比例して増減する。そのため、漏洩導波管Ｂのスロット１１１の長辺の長さに対する漏洩導波管Ｃのスロット１１１の長辺の長さが２倍であれば、漏洩導波管Ｃから漏洩する電磁波のエネルギーの量が漏洩導波管Ｂから漏洩する電磁波のエネルギーの量と同じになり、結合損失が略同一であるはずである。しかしながら、図７の実験結果は、漏洩導波管Ｂのスロット１１１の長辺の長さに対する漏洩導波管Ｃのスロット１１１の長辺の長さが、２倍以下の１．３倍でありさえすれば、漏洩導波管Ｃの結合損失は、漏洩導波管Ｂの結合損失よりも小さいことを示す。このことは、スロット１１１の位置が中央交点から半径方向にずれた位置に位置する場合であってスロット１１１の中心管距離が波長に略同一である場合に、スロット１１１が互いに平行であることが結合損失の増大を抑制する効果を奏することを意味する。
【００５０】  漏洩導波管１は、スロットの中心間の距離が半波長の長さである従来の漏洩導波管と異なり、スロット１１１の中心間の距離が波長の長さである。そのため、スロットの中心間の距離が従来の漏洩導波管よりも長い。そのため、漏洩導波管１は、金属管１１の座屈に対する耐性の強さを維持したまま、従来よりも長いスロット１１１を備えることができる。
【００５１】  ここで、漏洩導波管１を敷設する状況について考える。漏洩導波管１は、５０ｍ以上の長さである。そのため、敷設する漏洩導波管１を保管、運搬する際は、漏洩導波管１を所定の曲率半径を有するドラムに巻き付けて保管、運搬することが現実的である。このような場合、漏洩導波管１には応力が加わるため、スロット１１１において座屈が生じる可能性がある。そこで、以下、漏洩導波管１の座屈について考察する。
【００５２】  図８は、第１実施形態に係る漏洩導波管１の保管、運搬に用いられるドラムを説明する説明図である。  漏洩導波管１は、直径１４００ｍｍのドラムに巻きつけられた状態で、保管されたり運搬されたりする。なお、図８において、漏洩導波管１が巻きつけられるドラムの巻回胴部の直径は、１４００ｍｍであるが、その直径は必ずしも、１４００ｍｍでなくてもよい。ドラムの巻回胴部の直径は、例えば、１０００〜２０００ｍｍの範囲であってもよい。
【００５３】  図９は、第１実施形態に係るスロット１１１の位置の違いによる座屈の起こりやすさを示す実験結果である。  図９は、スロット１１１が中央交点から半径方向に２１ｍｍの位置に位置する漏洩導波管１が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合と、スロット１１１が中央交点から半径方向に２４ｍｍの位置に位置する漏洩導波管１が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合とにおけるＶＳＷＲ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｒａｔｉｏ）の値を示す。  図９に示すように、スロット１１１が中央交点から半径方向に２４ｍｍの位置に位置する漏洩導波管１が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合、スロット１１１が中央交点から半径方向に２１ｍｍの位置に位置する漏洩導波管１が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合よりもＶＳＷＲの値が小さい。このことは、スロット１１１が中央交点から半径方向に２４ｍｍの位置に位置する漏洩導波管１が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合には座屈が生じ、スロット１１１が中央交点から半径方向に２１ｍｍの位置に位置する漏洩導波管１が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合には座屈が生じていないことを示す。  このように、スロット１１１の半径方向の位置の違いが座屈の生じやすさに影響を与える。
【００５４】  図１０Ａ及び図１０Ｂは、スロット１１１において座屈が発生するメカニズムを説明する説明図である。図１０において、説明の簡単のため断面は、長円形であると仮定する。  図１０Ａは、中央部に位置するスロット１１１に印加される圧力を説明する説明図である。図１０Ｂは、端部に位置するスロット１１１に印加される圧力を説明する説明図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、金属管１１の側面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、金属管１１は、短辺方向（すなわちＺ軸方向）に湾曲している。  金属管１１の湾曲によって、スロット１１１には圧縮応力と引張応力とが印加される。  座屈は、圧縮応力と引張応力との差によって生じる。圧縮応力と引張応力との差が大きいほどスロット１１１近傍の位置における座屈が生じやすい。力の差は、圧縮応力が印加される箇所と、引張応力が印加される箇所との、湾曲による曲げ半径の違いに比例する。
【００５５】  図１０Ａにおいて、スロット１１１は、金属管１１の中央部に位置するため、図１０Ａにおける圧縮応力と引張応力との力の差は、金属管１１の表面の厚さに比例する。  金属管１１の表面の厚さが０に略同一である場合には、圧縮応力と引張応力との力の差は、０に略同一である。  また、図１０Ｂにおいて、スロット１１１は、金属管１１の端部に位置するため、図１０Ｂにおける圧縮応力と引張応力との力の差は、スロット１１１の短辺の長さに比例する。スロット１１１の短辺の長さは、金属管１１の表面の厚さよりも厚い。  例えば、スロット１１１の短辺の長さが２５ｍｍであって、金属管１１の表面の厚さは、０．５ｍｍである。  そのため、図１０Ｂに示すようにスロット１１１が金属管１１の端部に位置する場合には、図１０Ａに示すようなスロット１１１が金属管１１の中央部に位置する場合よりも、圧縮応力と引張応力との差が大きい。
【００５６】  このように、スロット１１１の半径方向の位置が端部に近いほど座屈が生じやすい。そのため、漏洩導波管１は、スロット１１１の半径方向の位置が運搬時のドラムの直径に応じた適切な位置に位置する必要がある。運搬時のドラムの直径は、実際の運用を考慮した場合、１４００ｍｍである。  実験結果によると、ドラムの直径が１４００ｍｍである場合、スロット１１１の半径方向の位置は、次の図１１に示す範囲にあることが望ましい。図１１が示す望ましい半径方向の位置は、０°の方向以外の方向に最大輻射方向を有するスロット１１１の位置であって、座屈に対する耐性が所定の強さ以上のスロット１１１の位置である。所定の強さとは、曲率半径が７００ｍｍであるような曲げに対して座屈しない強さである。
【００５７】  図１１は、第１実施形態に係るスロット１１１の中心が位置することが望ましい半径方向の位置を示す図である。  スロット１１１は、０°の方向以外の方向に最大輻射方向を有するためには、中心が中央交点から半径方向に有限の長さだけ離れた位置に位置すれば、どこに位置してもよい。  しかしながら、スロット１１１の製造技術による制限があるため、スロット１１１の中心は、中央交点から半径方向に、断面外接長方形の長辺の長さの７／４０以上離れた位置に位置することが望ましい。  また、スロット１１１は、曲率半径が７００ｍｍであるような曲げに対して座屈が生じない位置に位置することが望ましい。このような位置は、実験結果によると、中央交点からの距離が、断面外接長方形の長辺の長さの１９／４０以内である位置である。  このような要因によって、スロット１１１の中心が位置することが望ましい半径方向の位置は、図１１に示す位置になる。すなわち、スロット１１１の中心が位置することが望ましい半径方向の位置は、中央交点からの距離が、断面外接長方形の長辺の長さの７／４０以上１９／４０以内の位置である。
【００５８】  ここまで、スロット１１１の形状を長円形又は長方形と仮定して説明をしてきた。しかしながら、スロット１１１の形状は、必ずしも、長円形又は長方形である必要はない。スロット１１１の形状は、Ｌ字型であってもよいし、クランク型であってもよいし、窓型であってもよいし、楕円型であってもよい。  図１２は、第１実施形態に係るスロット１１１がＬ字型の金属管１１の具体例を示す上面図である。  Ｌ字型は、図１２に示すように、アルファベットの「Ｌ」の文字に似た形状である。  このようなＬ字型のスロット１１１は、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。このため、Ｌ字型のスロット１１１を有する金属管１１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、Ｌ字型のスロット１１１を有する金属管１１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。  図１３は、第１実施形態に係るスロット１１１がクランク型の金属管１１の具体例を示す上面図である。  クランク型のスロット１１１は、軸方向に沿って、金属管１１の表面上で、階段状に折れ曲がった構造である。  このようなクランク型のスロット１１１は、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。このため、クランク型のスロット１１１を有する金属管１１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、クランク型のスロット１１１を有する金属管１１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。
【００５９】  図１４は、第１実施形態に係るスロット１１１が窓型の金属管１１の具体例を示す上面図である。  窓型のスロット１１１は、長方形のスロット１１１よりも短辺の長さが長い。そのため、軸方向に沿った表面電流を妨げる効果が、長方形のスロット１１１よりも大きい。このため、窓型のスロット１１１は、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じるため、窓型のスロット１１１を有する金属管１１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、窓型のスロット１１１を有する金属管１１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。また、このような窓型は、半径方向の長さが長いため、製造者が加工しやすいという効果を奏する。
【００６０】  図１５は、第１実施形態に係るスロット１１１が楕円型の金属管１１の具体例を示す上面図である。  楕円型のスロット１１１は、長方形のスロット１１１よりも短辺の長さが長いため、窓型のスロット１１１と同様に、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。このため、楕円型のスロット１１１を有する金属管１１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、楕円型のスロット１１１を有する金属管１１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。また、このような楕円型は、窓型と同様に、半径方向の長さが長いため、製造者が加工しやすいという効果を奏する。また、このような楕円型は、窓型よりも丸みを帯びている。そのため、楕円型のスロット１１１は、窓型のスロット１１１よりも、スロット１１１の角から亀裂が生じる可能性が低いという効果を奏する。
【００６１】  ここまで、説明の簡単のため、スロット外接長方形は、長辺が軸方向に平行であると仮定してきた。しかしながら、スロット外接長方形は、必ずしも、長辺が軸方向に平行である必要は無い。スロット外接長方形は、長辺が軸方向と角度を有して傾斜するように形成されてもよい。
【００６２】  図１６は、第１実施形態に係るスロット１１１が長方形であって、スロット外接長方形の長辺が軸方向に平行でない金属管１１の具体例を示す上面図である。  このようなスロット外接長方形の長辺が軸方向に平行ではない長方形のスロット１１１は、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。このため、スロット外接長方形の長辺が軸方向に平行ではない長方形のスロット１１１を有する金属管１１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、スロット外接長方形の長辺が軸方向に平行ではない長方形のスロット１１１を有する金属管１１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。なお、スロット１１１の形状は、必ずしも長方形でなくてもよく、長円形であってもよいし、Ｌ字型であってもよいし、クランク型であってもよいし、窓型であってもよいし、楕円型であってもよい。
【００６３】  ここまで、金属管１１は、スロット１１１を半径方向にひとつだけ備える場合について説明してきた。しかしながら、金属管１１は、必ずしも、スロット１１１を半径方向にひとつだけ備える必要はない。金属管１１は、スロット１１１を半径方向に複数個備えてもよい。以下、金属管１１が、スロット１１１を半径方向に複数個備える場合について説明する。また、以下、説明の簡単のため、金属管１１は、スロット１１１を半径方向に２つ備えると仮定する。また、以下、半径方向に２つ備えられるスロット１１１について、表面中央軸に近いスロット１１１をスロット１１１−１とし、表面中央軸から遠いスロット１１１をスロット１１１−２という。また、以下、スロット１１１−１及びスロット１１１−２を区別しない場合、スロット１１１という。
【００６４】  図１７は、第１実施形態に係るスロット１１１−１及びスロット１１１−２を備える金属管１１の具体例を示す上面図である。隣り合うスロット１１１−１及びスロット１１１−２の半径方向の中心間の距離ｈは、半波長以下の距離である。そのため、半径方向に隣り合うスロット１１１−１及びスロット１１１−２のそれぞれに励起される双極子モーメントの振動の位相は略同一である。また、軸方向に隣り合うスロット１１１−１及びスロット１１１−２の間の中間距離Ｓは、波長に略同一である。このため、金属管１１が備えるスロット１１１の全ては、略同一の位相で振動する。そのため、金属管１１の各スロット１１１から放射される電磁波は、互いに強め合い、コヒーレント性の高い電磁波となって、金属管１１から放射される。
【００６５】  なお、金属管１１は、スロット１１１を半径方向に２つだけ備える必要はなく、３つ以上であってもよい。このような場合、半径方向に備えられた複数のスロット１１１の中心間の距離は、中央交点に最も近いスロット１１１の中心と中央交点に最も遠いスロット１１１の中心との間の距離は半波長以下である、という条件を満たす位置に位置する。  図１７におけるスロット１１１の形状は、必ずしも長方形でなくてもよく、長円形であってもよいし、Ｌ字型であってもよいし、クランク型であってもよいし、窓型であってもよいし、楕円型であってもよい。
【００６６】  また、半径方向の複数のスロット１１１の中心は、中央交点からの距離が、断面外接長方形の長辺の長さの７／４０以上１９／４０以内の位置に位置することが望ましい。
【００６７】  このように構成されたスロット１１１を半径方向に複数備える漏洩導波管１は、スロット１１１を半径方向に一つ備える場合よりも、結合損失が低減するという効果を奏する。
【００６８】  このように構成された第１実施形態に係る漏洩導波管１は、波長間隔で端部に配置された複数のスロット１１１を備えるため、０°の方向以外の方向に電波を放射することができる。そのため、例えば、５０ｍ以上の長さの漏洩導波管１を用いた移動体との間の無線通信における通信効率の低下を抑制することができる。さらに、このように構成された漏洩導波管１は、例えば、５０ｍ以上の長さを有しながらも運搬時に座屈しないという効果を奏する。
【００６９】  なお、金属管１１の内部は、必ずしも中空である必要はない。漏洩導波管１は、金属管１１の内部は、電磁波を透過させる誘電体であってもよい。
【００７０】  なお、金属管１１の表面は、軸方向に沿って波状の凹凸を有してもよい。金属管１１が軸方向に沿って波状の凹凸を有する場合、断面外接長方形の中心から見た断面外接長方形の長辺の方向への可逆的な湾曲の角度を大きくすることが可能となる。なお、金属管１１は、必ずしも、金属管内伝搬方向に波状の凹凸を有する必要はない。
【００７１】（作成方法）  以下、第１実施形態に係る漏洩導波管１の作成方法を説明する。先ず、平坦な銅ラミネート帯状体が作製される。その後、送り出し機のドラムに巻設された平坦な銅ラミネート帯状体を連続的にフォーミング部へ送り出していく。このフォーミング部は、上流側（銅ラミネート帯状体の送り側）より、銅ラミネート帯状体を円形形状にフォーミングする円形フォーミング機と、円形にされた銅ラミネート帯状体を引き続いて偏平円形状にフォーミングする偏平フォーミング機とを有する。フォーミング部に送り出された銅ラミネート帯状体は、円形フォーミング部によって、銅ラミネート帯状体がＣ字状に湾曲していき、幅方向の一端縁と他端縁とが重ね合わさって円形形状になる。この際、銅ラミネート帯状体の他端縁と一端縁とが重ね合わされ接合部が形成される。次に、フォーミング部において、銅ラミネート帯状体は、加熱機によって加熱され、接合部が熱融着される。熱融着の方法は、どのような方法であってもよく、例えば、アーク溶接であってもよい。次に、銅ラミネート帯状体は、偏平フォーミング部によって、横断面長円形状に成形される。このようにして、偏平パイプ体が形成される。  なお、銅ラミネート帯状体は、銅テープ（薄い銅板）の一面に接着層を積層していてもよい。
【００７２】  横断面偏平円形状に形成された偏平パイプ体は、次に、スロット１１１を形成するスロット形成機へ送られる。スロット形成機は、レーザ、抜き打ち、切削等によって、スロット１１１を形成する。  スロット１１１が形成された偏平パイプ体は、波付け機に送られる。スロット１１１が形成された偏平パイプ体は、波付け機によって、表面に凹凸が形成される。波付け機は、波付けダイスを偏平パイプ体に偏心させて外嵌させ、波付けダイスを回転させ、回転に同期させて波付けダイスを長手方向に送ることで、（螺旋状の）凹凸波を形成する。  波付けされた偏平パイプ体は、シンキングダイスに送られる。波付けされた偏平パイプ体は、シンキングダイスによって、断面が所定の形状に成形される。シンキングダイスによって形成される所定の形状とは、断面外接長方形に外接される形状であって、横断面偏平円形状に略同一の形状である。シンキングダイスによって成形された偏平パイプ体が、金属管１１である。  シンキングダイスによって成形された後、金属管１１は、シース押出機に送られる。シース押出機は、金属管１１の外側をポリエチレン等の高分子材料によって被覆する。金属管１１を被覆する高分子材料が外皮１２である。
【００７３】  なお、第１空間内に位置するスロット１１１と、第２空間内に位置するスロット１１１とは、それぞれ各空間内でどのように位置してもよい。第１空間内に位置するスロット１１１と、第２空間内に位置するスロット１１１とは、例えば、スロット１１１の中心の位置が、Ｑ座標系の原点を通って断面外接長方形の長辺に平行な軸とＱ座標系の原点を通って軸方向に平行な軸とを含む面、を挟んで対称な位置に位置してもよい。第１空間内に位置するスロット１１１と、第２空間内に位置するスロット１１１とは、例えば、第１空間内に位置するスロット１１１の中心と、第２空間内に位置するスロット１１１の中心との間の軸方向の距離の最小値が半波長であるような位置であってもよい。  なお、第１空間内に位置するスロット１１１と、第２空間内に位置するスロット１１１とは、異なる形状であってもよい。  また、第１空間内と第２空間内とで、半径方向のスロット１１１の個数は、異なってもよい。例えば、第１空間内には、半径方向に複数のスロット１１１が位置し、第２空間内には、半径方向に１つのスロット１１１が位置してもよい。
【００７４】  なお、スロット１１１は、第１開口部、第２開口部、第３開口部及び第４開口部の一例である。なお、第１空間内に位置するスロット１１１は、第１開口部及び第３開口部の一例である。第２空間内に位置するスロット１１１は、第２開口部及び第４開口部の一例である。なお、スロット１１１−１は、第１開口部及び第２開口部の一例である。スロット１１１−２は、第３開口部及び第４開口部の一例である。
【００７５】（第２実施形態）  図１８は、本発明の第２実施形態に係る漏洩導波管２の具体的な構成を示す一部破断斜視図である。漏洩導波管２は、例えば、移動体の移動経路等に沿って設置される長尺の導波管であって、長大なエリアに対して電磁波を伝搬するとともに均一に輻射することが可能な導波管である。本発明の第２実施形態に係る漏洩導波管２は、例えば、４〜６ＧＨｚの電磁波において用いることができる。漏洩導波管２は、金属管２１及び外皮２２を備える。漏洩導波管２の軸方向の長さは、例えば、５０ｍ以上である。漏洩導波管２の軸方向に平行な方向は、移動体の移動経路に略平行な方向である。なお、移動経路はカーブを有してもよい。
【００７６】  金属管２１は、金属素材でできた中空の管である。金属管２１は、電磁波を伝搬させる。電磁波は、金属管２１の中空箇所を金属管２１の軸方向に伝搬する。金属管２１の断面の形状は、横断面偏平円形状に略同一の形状である。断面は、金属管２１の軸方向に垂直な面である。金属管２１の横断面偏平円形状に略同一の形状は、長辺及び短辺の長さが所定の条件を満たす長方形（以下「断面外接長方形」という。）に外接される。断面外接長方形は、例えば、長辺と短辺との長さの比が２：１に略同一である長方形である。断面外接長方形は、例えば、金属管２１を伝搬する電磁波の波長が５４ｍｍである場合に、長辺が５０ｍｍであって、短辺が２５ｍｍの長方形であってもよい。
【００７７】  図１９は、第２実施形態に係る金属管２１の断面の形状の具体例を示す図である。  金属管２１の断面の形状は、図１９（ａ）に示す長方形であってもよい。金属管２１の断面の形状は、図１９（ｂ）に示す角丸長方形であってもよい。金属管２１の断面の形状は、図１９（ｃ）に示す長円形であってもよい。金属管２１の断面の形状は、図１９（ｄ）に示す、楕円形であってもよい。金属管２１の断面の形状は、図１９（ｅ）に示す、リッジ形であってもよい。金属管２１の断面の形状は、図１９（ｆ）に示す、ピーナッツ形（ｐｅａｎｕｔ  ｓｈａｐｅ）であってもよい。
【００７８】  以下、説明の簡単のため、金属管２１の断面の形状は、長方形又は長円形であると仮定する。
【００７９】  図１８の説明に戻る。金属管２１の断面は、断面外接長方形に内接する形状であるため、金属管２１は、軸方向に沿って断面外接長方形の中心から見た断面外接長方形の長辺の方向への可逆的な湾曲が可能である。断面外接長方形の中心から見た断面外接長方形の長辺の方向とは、断面外接長方形の短辺に平行な方向である。以下、断面外接長方形の中心から見た断面外接長方形の長辺の方向を、短辺方向という。
【００８０】  金属管２１は、表面に複数のスロット２１１を有する。複数のスロット２１１は、略同一の面上に位置する。スロット２１１は、中心が軸方向に沿って金属管２１の表面に所定の間隔Ｓごとに位置する孔である。間隔Ｓごととは、隣り合うスロット２１１の中心間距離（以下「スロット間距離」という。）がＳという意味である。所定の間隔Ｓは、波長λに略同一である。各スロット２１１は、互いに平行である。Ｓは、例えば、金属管２１を伝搬する電磁波の周波数が６ＧＨｚであれば、３５ｍｍである。
【００８１】  スロット２１１の形状は、２回対称性を有する形状であって、２回回転軸に直交する２つの対称軸に平行な線分であって端点がスロット外接長方形と対称軸との交点である線分の一方が他方より長い形状であれば、どのような形状であってもよい。スロット外接長方形は、スロット２１１より大きくスロット２１１を包含する長方形であってスロット２１１との隙間を最小にする長方形である。スロット２１１の形状は、例えば、長方形であってもよいし、長円形であってもよい。以下、説明の簡単のため、スロット２１１の形状が長方形であると仮定する。  なお、スロット外接長方形の長辺と短辺の長さとは、電磁波の周波数に応じてどのような長さであってもよいが、例えば、電磁波の周波数が６ＧＨｚの場合、長辺の長さが１０ｍｍであって、短辺の長さが２ｍｍであってもよい。  なお、スロット外接長方形の向きは、漏洩導波管２の表面を周方向に流れる電流を妨げる向きであれば、どのような向きであってもよい。  以下説明の簡単のため、スロット外接長方形は、長辺が軸方向に平行であると仮定する。  対称軸に平行な線分の一方（第１線分）は、スロット外接長方形の長辺に平行であって長辺と同じ長さである。対称軸に平行な線分の他方（第２線分）は、スロット外接長方形の短辺に平行であって短辺と同じ長さである。  スロット２１１の中心とは、スロット２１１を含む平面又は曲面と２回回転軸との交点である。
【００８２】  金属管２１は、電気伝導率の高い物質であればどのような物質で構成されてもよく、例えば、銅で構成されてもよい。金属管２１の厚さは、どのような厚さであってもよいが、機械的な強度を考慮する場合、０．５ｍｍ程度が望ましい。金属管２１には、ラミネート加工が施されてもよい。金属管２１の断面の大きさは、伝搬させるべき電磁波に対する遮断周波数に応じた大きさである。遮断周波数は、以下の式（３）で表される。
【００８３】
【数３】
2020149407.tif 000005
【００８４】  式（３）において、ｆｃは、遮断周波数を表す。式（３）において、Ｄは、断面外接長方形の長辺の長さを表す。具体的なＤの値は、例えば、金属管２１が伝搬させるべき電磁波の周波数が６ＧＨｚである場合、Ｄ＝５０ｍｍである。また、この場合、例えば、断面外接長方形の短辺の長さは、例えば、２５ｍｍである。また、断面外接長方形の長辺の長さが５０ｍｍであって、短辺の長さ２５ｍｍである場合、金属管２１は、周波数が３ＧＨｚ以下の電磁波を遮断する。  金属管２１を伝搬する電磁波は、スロット２１１から外部に放射される。
【００８５】  図２０は、第２実施形態に係る金属管２１の具体的な形状を示す上面図及び断面図である。  図２０（ａ）は、金属管２１の上面図を示す。図２０（ｂ）は、金属管２１の断面図を示す。  スロット２１１の形状は、軸方向に平行な方向を長軸方向とする長方形である。スロット２１１は、金属管２１の表面の中心部には位置せず、端部に位置する。金属管２１の表面の中心部とは、断面外接長方形の長辺の垂直二等分線と金属管２１とが交わる点を通り、軸方向に平行な軸（以下「表面中央軸」という。）の近傍の領域である。端部とは、金属管２１の表面の中心部以外の領域である。以下、断面外接長方形の長辺の垂直二等分線と金属管２１とが交わる点を中央交点という。  中心部は、具体的には、表面中央軸を中心として半径方向の範囲が（−５／４０）×長さＤ〜（＋５／４０）×長さＤの範囲内の領域である。
【００８６】  外皮２２は、ポリエチレン等の高分子材料であって、金属管２１を覆う。
【００８７】  図２１Ａ、図２１Ｂ、及び図２２を用いて第２実施形態に係る漏洩導波管２が奏する効果について説明する。  図２１Ａは、導波管の表面を流れる表面電流の分布の概略を示す図である。図２１Ｂは、導波管の電磁界分布の概略を示す図である。図２１Ａ及び図２１Ｂにおいては、簡単のため、導波管が方形導波管であると仮定して説明を行う。
【００８８】  電磁場のマクスウェル方程式によれば、方形導波管における境界条件を満足するため、磁界の向きを表す磁力線は、導波管内において閉じた環を形成する。電磁場のマクスウェル方程式によれば、方形導波管における境界条件を満足するため、電界を表す電気力線は、磁界に垂直な方向を向く。電磁場のマクスウェル方程式によれば、方形導波管における境界条件を満足するため、表面電流の一部は、中心部近傍の位置において電磁波が伝搬する方向に流れる。また、電磁場のマクスウェル方程式によれば、方形導波管における境界条件を満足するため、表面電流の一部は、電磁波が伝搬する方向に垂直な方向に導波管の表面上を流れる。
【００８９】  図２２は、第２実施形態に係る金属管２１の表面電流の分布の概略を示す上面図である。図２２において、簡単のため、金属管２１が方形導波管であると仮定して説明を行う。
【００９０】  金属管２１の表面を流れる表面電流の一部は、スロット２１１に流入する。スロット２１１に流入する表面電流は、スロット２１１の孔に、スロット２１１の短辺に平行な方向に振動する電場であって、表面電流と同じ周波数で振動する電場を形成する。このことは、スロット２１１を、軸方向に垂直な方向に振動する仮想的な双極子モーメントと見なすことができることを意味する。  そのため、スロット２１１からは、軸方向に垂直な方向に偏光した電磁波が放射される。  また、スロット間距離Ｓが波長λに略同一であるため、各スロット２１１の双極子モーメントの振動の位相は、略同一である。このことは、隣り合うスロット２１１から放射される電磁波の位相が略同一であることを意味する。そのため、金属管２１の各スロット２１１から放射される電磁波は、互いに強め合い、コヒーレント性の高い電磁波となって、金属管２１から放射される。
【００９１】  図２３は、第２実施形態に係る漏洩導波管２が放射する電磁波の、断面方向から見た放射パターンの実験結果を示す図である。なお、断面方向とは、金属管２１の軸上の位置から断面外接長方形を見る方向である。図２３における電磁波の周波数は、５．６ＧＨｚである。図２３において、断面外接長方形の長辺は、５０ｍｍであって、短辺は、２５ｍｍである。スロットは、中央交点から金属管２１の半径方向に１５ｍｍの位置に位置する。  スロット２１１の中心点が、中央交点に位置しないため、放射強度が最大の方向（以下「最大輻射方向」という。）が０°の方向ではないことがわかる。なお、０°の方向とは、断面外接長方形の中心から中央交点を見る方向である。
【００９２】  図２４は、第２実施形態に係るスロット２１１の配置の違いによる、垂直偏波の結合損失の違いを示す実験結果である。図２４において垂直偏波は、軸方向に対する垂直偏波を意味する。結合損失は、以下の式（４）で表される。
【００９３】
【数４】
2020149407.tif 000006
【００９４】  式（４）において、Ｌｃは、結合損失を表す。式（４）において、Ｐｉｎは、漏洩導波管２への入力電力を表す。式（４）において、Ｐｏｕｔは、受信アンテナが受信した出力電力を表す。受信アンテナは、結合損失を測定するために、漏洩導波管２に対する所定の位置に、設置されたアンテナである。受信アンテナは、例えば、半波長ダイポールアンテナである。
【００９５】  図２４において、漏洩導波管Ａは、スロット２１１の中心が中央交点にあって中心間距離が半波長に略同一であって、かつ、隣り合うスロット２１１が互い違いに配置された漏洩導波管である。隣り合うスロット２１１が互い違いとは、隣り合うスロット２１１が互いに逆向きであることを意味する。漏洩導波管Ａは、スロット形状及びスロットの配置が従来の漏洩導波管と同様である漏洩導波管である。なお、図２４において、漏洩導波管Ａのスロット２１１の長辺の長さは、１０ｍｍであって、短辺の長さは、２ｍｍである。
【００９６】  図２４において、漏洩導波管Ｂは、スロット２１１の中心が中央交点から金属管２１の半径方向に１５ｍｍの位置にあって中心間距離が半波長に略同一であって、かつ、隣り合うスロット２１１が互い違いに配置された漏洩導波管である。なお、図２４において、漏洩導波管Ｂのスロット２１１の長辺の長さは、１０ｍｍであって、短辺の長さは、２ｍｍである。
【００９７】  図２４において、漏洩導波管Ｃは、スロット２１１の中心が中央交点から金属管２１の半径方向に１５ｍｍの位置にあって中心間距離が波長に略同一であって、かつ、隣り合うスロット２１１が互いに平行に配置された漏洩導波管である。すなわち、漏洩導波管Ｃは、漏洩導波管２である。なお、図２４において、漏洩導波管Ｃのスロット２１１の長辺の長さは、１３ｍｍであって、短辺の長さは、２ｍｍである。
【００９８】  図２４において、漏洩導波管Ａ、漏洩導波管Ｂ、及び漏洩導波管Ｃは、ケーブルの長さ方向の０．１ｍから０．７ｍに位置する。  図２４は、漏洩導波管Ｂは、漏洩導波管Ａよりも５ｄＢ程度結合損失が大きいことを示す。  また、図２４は、漏洩導波管Ｃは、漏洩導波管Ｂよりも結合損失が小さく漏洩導波管Ａの結合損失に近いことを示す。このことから、従来の漏洩導波管において、単にスロット２１１の位置を半径方向にズラしただけでは、結合効率が下がってしまうことがわかる。また、スロット２１１の位置が中央交点から半径方向にずれた位置に位置する場合であっても、スロット２１１の中心管距離が波長に略同一であって、スロット２１１が互いに平行であれば、従来の漏洩導波管と同等の結合効率が実現されることを示す。  このように、スロット２１１が中央交点から半径方向にずれた位置に位置する場合には、スロット２１１が互いに平行であれば、結合損失の増大が抑制される。  なお、漏洩導波管Ｃのスロット２１１の中心間距離は、漏洩導波管Ｂのスロット２１１の中心間距離の略２倍であるため、漏洩導波管Ｃのスロット２１１の個数は、漏洩導波管Ｂのスロット２１１の個数の半分である。また、漏洩導波管のスロットから漏洩する電磁波のエネルギーは、スロットの長辺の長さに比例して増減する。そのため、漏洩導波管Ｂのスロット２１１の長辺の長さに対する漏洩導波管Ｃのスロット２１１の長辺の長さが２倍であれば、漏洩導波管Ｃから漏洩する電磁波のエネルギーの量が漏洩導波管Ｂから漏洩する電磁波のエネルギーの量と同じになり、結合損失が略同一であるはずである。しかしながら、図２４の実験結果は、漏洩導波管Ｂのスロット２１１の長辺の長さに対する漏洩導波管Ｃのスロット２１１の長辺の長さが、２倍以下の１．３倍でありさえすれば、漏洩導波管Ｃの結合損失は、漏洩導波管Ｂの結合損失よりも小さいことを示す。このことは、スロット２１１の位置が中央交点から半径方向にずれた位置に位置する場合であってスロット２１１の中心管距離が波長に略同一である場合に、スロット２１１が互いに平行であることが結合損失の増大を抑制する効果を奏することを意味する。
【００９９】  漏洩導波管２は、スロットの中心間距離が半波長の長さである従来の漏洩導波管と異なり、スロット２１１の中心間距離が波長の長さである。そのため、スロットの中心間距離が従来の漏洩導波管よりも長い。そのため、漏洩導波管２は、金属管２１の座屈に対する耐性の強さを維持したまま、従来よりも長いスロット２１１を備えることができる。
【０１００】  ここで、漏洩導波管２を敷設する状況について考える。漏洩導波管２は、例えば、５０ｍ以上の長さである。そのため、敷設する漏洩導波管２を保管、運搬する際は、漏洩導波管２を所定の曲率半径を有するドラムに巻き付けて保管、運搬することが現実的である。このような場合、漏洩導波管２には応力が加わるため、スロット２１１において座屈が生じる可能性がある。そこで、以下、漏洩導波管２の座屈について考察する。
【０１０１】  図２５は、第２実施形態に係る漏洩導波管２の保管、運搬に用いられるドラムを説明する説明図である。  漏洩導波管２は、直径１４００ｍｍのドラムに巻きつけられた状態で、保管されたり運搬されたりする。なお、図２５において、漏洩導波管２が巻きつけられるドラムの巻回胴部の直径は、１４００ｍｍであるが、その直径は必ずしも、１４００ｍｍでなくてもよい。ドラムの巻回胴部の直径は、例えば、１０００〜２０００ｍｍの範囲であってもよい。
【０１０２】  図２６は、第２実施形態に係るスロット２１１の位置の違いによる座屈の起こりやすさを示す実験結果である。  図２６は、スロット２１１が中央交点から半径方向に２１ｍｍの位置に位置する漏洩導波管２が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合と、スロット２１１が中央交点から半径方向に２４ｍｍの位置に位置する漏洩導波管２が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合とにおけるＶＳＷＲ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｒａｔｉｏ）の値を示す。  図２６に示すように、スロット２１１が中央交点から半径方向に２４ｍｍの位置に位置する漏洩導波管２が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合、スロット２１１が中央交点から半径方向に２１ｍｍの位置に位置する漏洩導波管２が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合よりもＶＳＷＲの値が小さい。このことは、スロット２１１が中央交点から半径方向に２４ｍｍの位置に位置する漏洩導波管２が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合には座屈が生じ、スロット２１１が中央交点から半径方向に２１ｍｍの位置に位置する漏洩導波管２が所定の曲率半径を有するように曲げられた場合には座屈が生じていないことを示す。  このように、スロット２１１の半径方向の位置の違いが座屈の生じやすさに影響を与える。
【０１０３】  図２７Ａ及び図２７Ｂは、スロット２１１において座屈が発生するメカニズムを説明する説明図である。図２７Ａ及び図２７Ｂにおいて、説明の簡単のため断面は、長円形であると仮定する。  図２７Ａは、中央部に位置するスロット２１１に印加される圧力を説明する説明図である。図２７Ｂは、端部に位置するスロット２１１に印加される圧力を説明する説明図である。図２７Ａ及び図２７Ｂは、金属管２１の側面図である。図２７Ａ及び図２７Ｂにおいて、金属管２１は、短辺方向（すなわちＺ軸方向）に湾曲している。  金属管２１の湾曲によって、スロット２１１には圧縮応力と引張応力とが印加される。  座屈は、圧縮応力と引張応力との差によって生じる。圧縮応力と引張応力との差が大きいほどスロット２１１近傍の位置における座屈が生じやすい。力の差は、圧縮応力が印加される箇所と、引張応力が印加される箇所との、湾曲による曲げ半径の違いに比例する。
【０１０４】  図２７Ａにおいて、スロット２１１は、金属管２１の中央部に位置するため、図２７Ａにおける圧縮応力と引張応力との力の差は、金属管２１の表面の厚さに比例する。  金属管２１の表面の厚さが０に略同一である場合には、圧縮応力と引張応力との力の差は、０に略同一である。  また、図２７Ｂにおいて、スロット２１１は、金属管２１の端部に位置するため、図２７Ｂにおける圧縮応力と引張応力との力の差は、スロット２１１の短辺の長さに比例する。スロット２１１の短辺の長さは、金属管２１の表面の厚さよりも厚い。  例えば、スロット２１１の短辺の長さが２５ｍｍであって、金属管２１の表面の厚さは、０．５ｍｍである。  そのため、図２７Ｂに示すようにスロット２１１が金属管２１の端部に位置する場合には、図２７Ａに示すようなスロット２１１が金属管２１の中央部に位置する場合よりも、圧縮応力と引張応力との差が大きい。
【０１０５】  このように、スロット２１１の半径方向の位置が端部に近いほど座屈が生じやすい。そのため、漏洩導波管２は、スロット２１１の半径方向の位置が運搬時のドラムの直径に応じた適切な位置に位置する必要がある。運搬時のドラムの直径は、実際の運用を考慮した場合、１４００ｍｍである。  実験結果によると、ドラムの直径が１４００ｍｍである場合、スロット２１１の半径方向の位置は、次の図２８に示す範囲にあることが望ましい。図２８が示す望ましい半径方向の位置は、０°の方向以外の方向に最大輻射方向を有するスロット２１１の位置であって、座屈に対する耐性が所定の強さ以上のスロット２１１の位置である。所定の強さとは、曲率半径が７００ｍｍであるような曲げに対して座屈しない強さである。
【０１０６】  図２８は、第２実施形態に係るスロット２１１の中心が位置することが望ましい半径方向の位置を示す図である。  スロット２１１は、０°の方向以外の方向に最大輻射方向を有するためには、中心が中央交点から半径方向に有限の長さだけ離れた位置に位置すれば、どこに位置してもよい。  しかしながら、スロット２１１の製造技術による制限があるため、スロット２１１の中心は、中央交点から半径方向に、断面外接長方形の長辺の長さの７／４０以上離れた位置に位置することが望ましい。  また、スロット２１１は、曲率半径が７００ｍｍであるような曲げに対して座屈が生じない位置に位置することが望ましい。このような位置は、実験結果によると、中央交点からの距離が、断面外接長方形の長辺の長さの１９／４０以内である位置である。  このような要因によって、スロット２１１の中心が位置することが望ましい半径方向の位置は、図２８に示す位置になる。すなわち、スロット２１１の中心が位置することが望ましい半径方向の位置は、中央交点からの距離が、断面外接長方形の長辺の長さの７／４０以上１９／４０以内の位置である。
【０１０７】  ここまで、スロット２１１の形状を長円形又は長方形と仮定して説明をしてきた。しかしながら、スロット２１１の形状は、必ずしも、長円形又は長方形である必要はない。スロット２１１の形状は、Ｌ字型であってもよいし、クランク型であってもよいし、窓型であってもよいし、楕円型であってもよい。  図２９は、第２実施形態に係るスロット２１１がＬ字型の金属管２１の具体例を示す上面図である。  Ｌ字型は、図２９に示すように、アルファベットの「Ｌ」の文字に似た形状である。  このようなＬ字型のスロット２１１は、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。このため、Ｌ字型のスロット２１１を有する金属管２１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、Ｌ字型のスロット２１１を有する金属管２１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。  図３０は、第２実施形態に係るスロット２１１がクランク型の金属管２１の具体例を示す上面図である。  クランク型のスロット２１１は、軸方向に沿って、金属管２１の表面上で、階段状に折れ曲がった構造である。  このようなクランク型のスロット２１１は、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。このため、クランク型のスロット２１１を有する金属管２１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、クランク型のスロット２１１を有する金属管２１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。
【０１０８】  図３１は、第２実施形態に係るスロット２１１が窓型の金属管２１の具体例を示す上面図である。  窓型のスロット２１１は、長方形のスロット２１１よりも短辺の長さが長い。そのため、軸方向に沿った表面電流を妨げる効果が、長方形のスロット２１１よりも大きい。このため、窓型のスロット２１１は、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じるため、窓型のスロット２１１を有する金属管２１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、窓型のスロット２１１を有する金属管２１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。また、このような窓型は、半径方向の長さが長いため、製造者が加工しやすいという効果を奏する。
【０１０９】  図３２は、第２実施形態に係るスロット２１１が楕円型の金属管２１の具体例を示す上面図である。  楕円型のスロット２１１は、長方形のスロット２１１よりも短辺の長さが長いため、窓型のスロット２１１と同様に、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。このため、楕円型のスロット２１１を有する金属管２１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、楕円型のスロット２１１を有する金属管２１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。また、このような楕円型は、窓型と同様に、半径方向の長さが長いため、製造者が加工しやすいという効果を奏する。また、このような楕円型は、窓型よりも丸みを帯びている。そのため、楕円型のスロット２１１は、窓型のスロット２１１よりも、スロット２１１の角から亀裂が生じる可能性が低いという効果を奏する。
【０１１０】  ここまで、説明の簡単のため、スロット外接長方形は、長辺が軸方向に平行であると仮定してきた。しかしながら、スロット外接長方形は、必ずしも、長辺が軸方向に平行である必要は無い。スロット外接長方形は、長辺が軸方向と角度を有して傾斜するように形成されてもよい。
【０１１１】  図３３は、第２実施形態に係るスロット２１１が長方形であって、スロット外接長方形の長辺が軸方向に平行でない金属管２１の具体例を示す上面図である。  このようなスロット外接長方形の長辺が軸方向に平行ではない長方形のスロット２１１は、半径方向及び軸方向に双極子モーメントを生じる。このため、スロット外接長方形の長辺が軸方向に平行ではない長方形のスロット２１１を有する金属管２１は、半径方向の偏波（垂直偏波）に加えて軸方向の偏波（水平偏波）も発生させることができる。そのため、スロット外接長方形の長辺が軸方向に平行ではない長方形のスロット２１１を有する金属管２１は、電磁波の受信側のアンテナの偏波方向に依存せず、情報を送信できるという効果を奏する。なお、スロット２１１の形状は、必ずしも長方形でなくてもよく、長円形であってもよいし、Ｌ字型であってもよいし、クランク型であってもよいし、窓型であってもよいし、楕円型であってもよい。
【０１１２】  ここまで、金属管２１は、スロット２１１を半径方向にひとつだけ備える場合について説明してきた。しかしながら、金属管２１は、必ずしも、スロット２１１を半径方向にひとつだけ備える必要はない。金属管２１は、スロット２１１を半径方向に複数個備えてもよい。以下、金属管２１が、スロット２１１を半径方向に複数個備える場合について説明する。また、以下、説明の簡単のため、金属管２１は、スロット２１１を半径方向に２つ備えると仮定する。また、以下、半径方向に２つ備えられるスロット２１１について、表面中央軸に近いスロット２１１をスロット２１１−１とし、表面中央軸から遠いスロット２１１をスロット２１１−２という。また、以下、スロット２１１−１及びスロット２１１−２を区別しない場合、スロット２１１という。
【０１１３】  図３４は、第２実施形態に係るスロット２１１−１及びスロット２１１−２を備える金属管２１の具体例を示す上面図である。隣り合うスロット２１１−１及びスロット２１１−２の半径方向の中心間の距離ｈは、半波長以下の距離である。そのため、半径方向に隣り合うスロット２１１−１及びスロット２１１−２のそれぞれに励起される双極子モーメントの振動の位相は略同一である。また、軸方向に隣り合うスロット２１１−１及びスロット２１１−２の間の中間距離Ｓは、波長に略同一である。このため、金属管２１が備えるスロット２１１の全ては、略同一の位相で振動する。そのため、金属管２１の各スロット２１１から放射される電磁波は、互いに強め合い、コヒーレント性の高い電磁波となって、金属管２１から放射される。
【０１１４】  なお、金属管２１は、スロット２１１を半径方向に２つだけ備える必要はなく、３つ以上であってもよい。このような場合、半径方向に備えられた複数のスロット２１１の中心間距離は、中央交点に最も近いスロット２１１の中心と中央交点に最も遠いスロット２１１の中心との間の距離は半波長以下である、という条件を満たす位置に位置する。  図３４におけるスロット２１１の形状は、必ずしも長方形でなくてもよく、長円形であってもよいし、Ｌ字型であってもよいし、クランク型であってもよいし、窓型であってもよいし、楕円型であってもよい。
【０１１５】  また、半径方向の複数のスロット２１１の中心は、中央交点からの距離が、断面外接長方形の長辺の長さの７／４０以上１９／４０以内の位置に位置することが望ましい。
【０１１６】  このように構成されたスロット２１１を半径方向に複数備える漏洩導波管２は、スロット２１１を半径方向に一つ備える場合よりも、結合損失が低減するという効果を奏する。
【０１１７】  このように構成された第２実施形態に係る漏洩導波管２は、波長間隔で端部に配置された複数のスロット２１１を備えるため、０°の方向以外の方向に電波を放射することができる。そのため、例えば、５０ｍ以上の長さの漏洩導波管２を用いた移動体との間の無線通信における通信効率の低下を抑制することができる。さらに、このように構成された漏洩導波管２は、例えば、５０ｍ以上の長さを有しながらも運搬時に座屈しないという効果を奏する。
【０１１８】  なお、金属管２１の内部は、必ずしも中空である必要はない。漏洩導波管２は、金属管２１の内部は、電磁波を透過させる誘電体であってもよい。
【０１１９】  なお、金属管２１の表面は、軸方向に沿って波状の凹凸を有してもよい。金属管２１が軸方向に沿って波状の凹凸を有する場合、断面外接長方形の中心から見た断面外接長方形の長辺の方向への可逆的な湾曲の角度を大きくすることが可能となる。なお、金属管２１は、必ずしも、金属管内伝搬方向に波状の凹凸を有する必要はない。
【０１２０】（作成方法）  以下、第２実施形態に係る漏洩導波管２の作成方法を説明する。先ず、平坦な銅ラミネート帯状体が作製される。その後、送り出し機のドラムに巻設された平坦な銅ラミネート帯状体を連続的にフォーミング部へ送り出していく。このフォーミング部は、上流側（銅ラミネート帯状体の送り側）より、銅ラミネート帯状体を円形形状にフォーミングする円形フォーミング機と、円形にされた銅ラミネート帯状体を引き続いて偏平円形状にフォーミングする偏平フォーミング機とを有する。フォーミング部に送り出された銅ラミネート帯状体は、円形フォーミング部によって、銅ラミネート帯状体がＣ字状に湾曲していき、幅方向の一端縁と他端縁とが重ね合わさって円形形状になる。この際、銅ラミネート帯状体の他端縁と一端縁とが重ね合わされ接合部が形成される。次に、フォーミング部において、銅ラミネート帯状体は、加熱機によって加熱され、接合部が熱融着される。熱融着の方法は、どのような方法であってもよく、例えば、アーク溶接であってもよい。次に、銅ラミネート帯状体は、偏平フォーミング部によって、横断面長円形状に成形される。このようにして、偏平パイプ体が形成される。  なお、銅ラミネート帯状体は、銅テープ（薄い銅板）の一面に接着層を積層していてもよい。
【０１２１】  横断面偏平円形状に形成された偏平パイプ体は、次に、スロット２１１を形成するスロット形成機へ送られる。スロット形成機は、レーザ、抜き打ち、切削等によって、スロット２１１を形成する。  スロット２１１が形成された偏平パイプ体は、波付け機に送られる。スロット２１１が形成された偏平パイプ体は、波付け機によって、表面に凹凸が形成される。波付け機は、波付けダイスを偏平パイプ体に偏心させて外嵌させ、波付けダイスを回転させ、回転に同期させて波付けダイスを長手方向に送ることで、（螺旋状の）凹凸波を形成する。  波付けされた偏平パイプ体は、シンキングダイスに送られる。波付けされた偏平パイプ体は、シンキングダイスによって、断面が所定の形状に成形される。シンキングダイスによって形成される所定の形状とは、断面外接長方形に外接される形状であって、横断面偏平円形状に略同一の形状である。シンキングダイスによって成形された偏平パイプ体が、金属管２１である。  シンキングダイスによって成形された後、金属管２１は、シース押出機に送られる。シース押出機は、金属管２１の外側をポリエチレン等の高分子材料によって被覆する。金属管２１を被覆する高分子材料が外皮２２である。
【０１２２】  なお、スロット２１１は、第１開口部及び第２開口部の一例である。なお、スロット２１１−１は、第１開口部の一例である。なお、スロット２１１−２は、第２開口部の一例である。
【０１２３】  以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１２４】１、２…漏洩導波管、  １１、２１…金属管、  １２、２２…外皮、  １１１、２１１…スロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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