JP2003273641A - 広帯域漏洩同軸ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の広帯域漏洩同軸ケーブルでは、電磁遮
蔽体が周囲に存在する環境下においては、良好な受信レ
ベルが保てないことがある。 【解決手段】 漏洩電磁界形成用の複数個のスロットが
同軸ケーブルの外部導体に列状に設けられ、且つケーブ
ル軸周方向漏洩電界成分に対する前記スロット列の励振
係数分布が軸方向に周期Ｐを持ち、且つそれがＰ／２毎
に反転し、且つそれが左右対称である漏洩同軸ケーブル
において、使用する周波数帯域内の少なくとも一つ以上
の周波数で、前記スロット列により形成される空間高調
波のうち、二つの奇数次の空間高調波を速波として存在
させ、且つ少なくともその二つのうちの次数の高い方の
次に次数の高い奇数次の空間高調波をほぼ抑圧させ、且
つその抑圧する空間高調波よりも次数の低い全ての速波
となる空間高調波を、前記存在させる二つの奇数次の空
間高調波を除いて、ほぼ抑圧させ、且つ漏洩同軸ケー

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は列車、自動車といっ
た移動体との無線通信に使用するのに適する広帯域特性
の漏洩同軸ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来の広帯域型漏洩同軸ケーブ
ル１の一例を示す一部を切欠いた斜視図である。この広
帯域型漏洩同軸ケーブルの外部導体５には、ケーブル軸
に対して一定周期Ｐ毎に、一周期当たり複数の長孔状の
スロット３が設けられている。各スロット３はケーブル
軸に対していくらかの角度を持って傾斜している。図１
３の広帯域型漏洩同軸ケーブルは内部導体２、絶縁体
４、外部導体５、外被６を備えている。

【０００３】図１３のように、周期的なスロット列を持
つ漏洩同軸ケーブルの形成する漏洩電磁界の軸周方向電
界成分は、スロット列を軸上に分布する軸方向磁流源と
近似し、それがつくる電磁界を計算することで近似的に
解析される。

【０００４】 と表すことができる。但し、 Ｚ軸：ケーブル軸 ｉ ：虚数 ω ：角周波数 ｋ ：自由空間波数 μ_０：自由空間中の透磁率 である。

【０００５】今、各スロットは、位相定数がβであるｚ
軸の正の方向に伝搬するケーブル内伝送波により励振さ
れているものとすると、軸方向磁流源Ｊ_ｍｚは、 Ｊ_ｍｚ（ｚ） ＝ Ｊ（ｚ）・Ａ・ｅｘｐ（ｉ（ωｔ−βｚ）） …（４） 但し、 Ｊ（ｚ） ：スロット列の励振係数分布関数 Ａ ：ケーブル内伝送波の振幅定数 β ：ケーブル内伝送波の位相定数 ｔ ：時刻 と表され、スロット列の周期がＰの場合、Ｊ（ｚ）は周
期Ｐの関数となるので、Ｊ（ｚ）をフーリエ級数展開 して、式（１）〜（６）より電磁界を求めると、円筒座
標系（ｒ，φ，ｚ）での各成分は、 但し、 Ｋ_ｍ ：ｍ次の第２種変形ベッセル関数 と空間高調波展開形で表される。

【０００６】式（７）〜（９）の空間高調波展開形にお
いて、各空間高調波のｚ軸方向の位相定数はβ_ｎであ
る。よって、ｋ^２−β_ｎ ^２＞０を満たす空間高調波は軸
方向の位相速度が光速よりも速いのに対し、ｋ^２−β_ｎ
^２＜０のものは光速よりも遅い。その意味で、前者は速
波、後者は遅波と呼ばれている。

【０００７】速波のｒ方向の変化は第２種ハンケル関数
形であるのに対し、遅波のそれは変形ベッセル関数形と
なっている。変形ベッセル関数はｒの増大に対して急速
に小さくなるので、ケーブルのごく近傍を除いての外部
電磁界は、後者の遅波を無視して、式（７）〜（９）
は、 と表すことができる。

【０００８】ここで、速波となる条件であるｋ^２−β_ｎ
^２＞０ より、各空間高調波が速波となる ｋ^２−β_ｎ ^２＞０ となり得るｎは負のみとなり、その
周波数範囲は−ｋ＜β_ｎ＜ｋより、 但し、 Ｐ ：スロット列の周期 ［ｍ］ ν ：管内波長短縮率 （＝ｋ／β） ｎ ：負の整数 と表される。

【０００９】よって、各空間高調波の速波領域となる下
限周波数、及び上限周波数をそれぞ となる。

【００１０】 の漸近形より、 と表される。

【００１１】ここで、式（１６）〜（１８）で表される
各空間高調波の伝搬方向、すなわち放射角度を求める。
各空間高調波のエネルギー流を表すポインティングベク
トル より、 となる。

【００１２】よって、放射角度を図１４のようにｒ方向
（ケーブル軸垂直方向）を基準に定義すると、各空間高
調波のポインティングベクトルの向き、すなわち放射角
度θ_ｎは、 と表すことができる。図１４の漏洩同軸ケーブルの一端
には信号発生器１４が、他端には終端抵抗器１５が接続
されている。これを周波数の関数として図示すると図１
５のような形となる。

【００１３】ところで、次数の異なる速波となる空間高
調波が二つ以上存在すると、それぞれ伝搬方向θ_ｎが異
なる為、相互に位相干渉を起こして外部放射電界に、観
測点位置による変動が生じることが知られている。これ
は、式（１６）〜（１８）でｎの次数によりｒ方向及び
ｚ方向の位相定数が異なっていることからも理解でき
る。その為、従来の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて
は、使用周波数帯域で速波となる空間高調波のうち、使
用する唯一つのものを除いて、それ以外の空間高調波は
充分に抑圧することを行っていた。

【００１４】例えば、ｎ＝−１次の空間高調波を使用す
る場合を述べる。まず、これの下限周波数は式（１４）
より すなわち、 の範囲で周期Ｐを設定する。

【００１５】周期Ｐが設定されると、−２次以上の空間
高調波の下限周波数が式（１４）により である時、ｎ＝−２次からｎ＝−ｌ次までの空間高調波
を抑圧させると、使用周波数範 きる。

【００１６】不要な空間高調波を抑圧する方法は、式
（１０）〜（１２）においてＪ（ｚ）のフーリエ級数展
開係数であるＣ_ｎの大きさが各空間高調波の振幅に比例
した量となっていることから、抑圧したい空間高調波の
次数にあたるＣ_ｎが充分小さくなる様にＪ（ｚ）の分布
を工夫する。すなわちスロット列の構成の仕方を工夫す
るということである。

【００１７】具体的には、例えば、ｎ＝−１次の空間高
調波を使用し、ｎ＝−２〜−４次のそれを抑圧する方法
として、半ピッチ内に２個以上のスロットを用いる方法
が、特公昭５２−７７９０、実公昭５３−１０８４４、
特公昭５６−１２０４５又は特開昭５０−１２９９８６
などで提案されている。

【００１８】又、ｎ＝−２〜−６次のそれを抑圧する方
法としては、半ピッチ内に４個のスロットを用いる方法
が、実公昭５２−４１７８６、実公昭５８−５３７６８
等で提案されている。

【００１９】さらに、１ピッチ内に複数個のスロットを
等間隔に配列し、各スロットの励振係数を正弦波状に変
化させることにより、ｎ＝−２次以上の高次の空間高調
波を抑圧する方法が特公昭５０−２５７８６で提案され
ている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような広
帯域漏洩同軸ケーブルの場合、以下のような問題が発生
することがある。ここでは、例えばｎ＝−ｎ_Ａ次の空間
高調波を使用する場合を考え 合が出てくる。

【００２１】漏洩同軸ケーブルの実際の運用上では、漏
洩同軸ケーブルとそれと電磁波の送受信を行う移動局と
の間に金属板などの電磁波遮蔽体が間欠的に存在してい
る場合がある。例えば図１６に示すように、鉄道線路沿
線に沿って布設される漏洩同軸ケーブル１に対して、移
動局１０は列車車両１１内にあり、車両１１の車体１２
が金属遮蔽体として作用する場合などである。このと
き、放射角度が垂直方向に近い条件では、漏洩同軸ケー
ブル１からの直接波は窓１３を透過して車両１１内奥の
移動局１０まで到達し易い。しかし、放射角度が大きい
時は車両車体１２により直接波は遮られ易く、移動局１
０での受信レベルは大きく低下することが懸念される。

【００２２】 ３００ＭＨｚ帯〜２０００ＭＨｚ帯において、Ｅ_φ成分
に対してｎ＝−１次以外の速波をほぼ抑圧した広帯域漏
洩同軸ケーブルを製作した。この広帯域漏洩同軸ケーブ
ルでは、 きをもって放射されるものである。

【００２３】このケーブル約５０ｍに対して、Ｅ_φ成分
の結合損失を図１７に示す様な測定系でケーブルの長手
方向（ｚ軸方向）に沿って測定した。ここで、図１７に
おいて、２枚のＡＬ（アルミニウム）製の金属板１６は
それぞれ１ｍ四方の大きさ（厚さ２ｍｍ）であり、それ
らの間隔２ｄを一定としたまま半波長ダイポールアンテ
ナ１７と共に移動させる。ここで結合損失とは式（２
３）により定義される量である。 但し、 Ｌｃ（ｚ）［ｄＢ］ ：点ｚ＝ｚにおける結合損失。 Ｐ_１（ｚ）［Ｗ］ ：点ｚ＝ｚにおける漏洩同軸ケー
ブル内部の伝送波の伝送電力。 Ｐ_２（ｚ）［Ｗ］ ：漏洩同軸ケーブルから垂直方向
に、ある距離だけ離れた位置に置かれた半波長ダイポー
ルアンテナの、点ｚ＝ｚ上における受信電力。 である。 ９（ａ）〜（ｃ）、及び表Ａ−１〜Ａ−２に示す。

【００２４】

【表Ａ−１】

【００２５】

【表Ａ−２】

【００２６】 ては、金属板の挿入により結合損失に大きな増加がみら
れる。よって、図１６のような使用環境下においては、
移動局での受信レベルに大きな劣化が生じることが懸念
される。

【００２７】このように、従来の広帯域漏洩同軸ケーブ
ルにおいては、放射角度の周波数による変化、増大に伴
って、電磁遮蔽体が周囲に存在する環境下においては良
好な受信レベルが保てない場合があるという問題があっ
た。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。

【００２９】漏洩電磁界形成用の複数個のスロットが同
軸ケーブルの外部導体の軸方向に列状に設けられた漏洩
同軸ケーブルにおいて、前記スロット列のケーブル軸周
方向漏洩電界成分に対する励振係数分布が軸方向に周期
（Ｐ）を持っており、且つそれはＰ／２毎に反転してい
て、且つ左右対称となっている。このスロット列により
形成される軸周方向漏洩電界成分に対して、使用する周
波数帯域内の少なくとも一つ以上の周波数では、速波と
なる奇数次の空間高調波を二つ存在させ、且つ少なくと
もその二つのうちの次数の高い方の次に次数の高い奇数
次の空間高調波をほぼ抑圧させる。又、その抑圧する空
間高調波よりも次数が低く、使用周波数帯域内で速波と
なる全ての空間高調波を、前記存在させる二つの空間高
調波を除いてほぼ抑圧させる。又、漏洩同軸ケーブルの
管内波長短縮率νの値を、 ここで、速波とは、ケーブル軸方向の位相速度が外部媒
質中の光速よりも速い伝送波をいう。

【００３０】上記発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおい
ては、使用する周波数帯域内の少なくとも一つ以上の周
波数では、軸周方向漏洩電界成分に対して、速波となる
二つの奇数次の空間高調波が存在している。ここで漏洩
同軸ケーブルの波長短縮率ν に負のものに限られる。そこで、この存在させる二つの
奇数次の空間高調波の次数をそれぞれ、−ｎａ次、−ｎ
ｂ次とおく（ｎｂ＞ｎａ＞０）。このとき、−ｎａ次よ
りも次数の低い、速波となる全ての空間高調波が抑圧さ
れているため、式（１４）で表され 以下の周波数では速波となる空間高調波が存在せず、充
分な強さの漏洩電磁界が −ｎａ次の空間高調波を速波とさせる必要がある。すな
わち、 より、 とスロット列の周期Ｐを設定する。

【００３１】 であるが、今、周期Ｐの範囲を式（２６）の条件で設定
しなければならないため、使 も小さくならず、傾きが大きくなってしまうことがあ
る。

【００３２】 場合が出てくる。

【００３３】 度がある所望の値となるように、式（２７）によりスロ
ットの周期Ｐを選定する。こ のような形で表されるが、これは必ずしも所望の値にな
るとは限らない、という問題である。

【００３４】そこで、図１５、或いは式（２７）により
表されるように、他の次数の空間高調波 角度が所望のものに近くなっている空間高調波（−ｎｂ
次）を選んで、それを存在 波を得ることができる。

【００３５】このように、次数の異なる二つの速波とな
る空間高調波を存在させることにより、放射角度がそれ
らで異なることから、周波数間隔の離れた二つの周波数
帯でほぼ所望の放射角度を実現することができる。

【００３６】これにより、周囲の電磁遮蔽体の影響によ
り一方の空間高調波が遮蔽されてしまう場合において
も、もう一方の空間高調波をその影響から回避させるこ
とが、その放射角度の違いにより可能となる為、受信レ
ベルの劣化を抑制することが可能となる。

【００３７】又、電磁遮蔽体の影響からの回避だけでな
く、移動局にケーブル軸方向に対して指向性を持つアン
テナを使用するような場合において、周波数間隔の離れ
た二つの周波数帯で、この指向性に合わせることが可能
となる為、広帯域に渡って安定した高い受信レベルを維
持することが可能となる。

【００３８】ここで、具体例として、−１次と−３次の
空間高調波を存在させる場合の放射角度と周波数との関
係を表す。現在、実用化されている同軸ケーブルでは、
その絶縁体はポリエチレンなどの高分子材料、又はそれ
らと空気層との複合体であるのが主流となっている。そ
のため、漏洩同軸ケーブルの管内波長短縮率νの値とし
ては、０．５から１．０の間にあるものが大半を占めて
いる。そこで、ここでは代表して、νが０．５、０．
８、１．０の場合の関係を式（２１）より表Ｂ−１〜Ｂ
−３に表す。表Ｂ−１〜Ｂ−３では、θ_−１及びθ_−３
値がそれぞれ、−５０、−２０、０、＋２０、＋５０
［ｄｅｇ］

【００３９】 波数範囲を見ると以下のようになる。

【００４０】 １８１の範囲、−３次の空間高調波では３８４〜５４３
の範囲となる。

【００４１】表Ｂ−２よりν＝０．８の場合は、−１次
の空間高調波では１８８〜３３０の範囲、−３次の空間
高調波では５６５〜９９１の範囲となる。

【００４２】表Ｂ−３よりν＝１．０の場合は、−１次
の空間高調波では２２４〜４５６の範囲、−３次の空間
高調波では６７１〜１３６７の範囲となる。

【００４３】このように、−１次と−３次の二つの空間
高調波を存在させることにより、従来の一つのみの速波
となる空間高調波を存在させる場合に比較して、間隔の
離れた二つの周波数帯において、所望の放射角度（ここ
では±２０［ｄｅｇ］の場合を表したが、他の場合も可
能である）が得られることが分かる。

【００４４】

【表Ｂ−１】

【００４５】

【表Ｂ−２】

【００４６】

【表Ｂ−３】

【００４７】又、本発明ではスロット列の励振係数分布
がＰ／２毎に反転していることから、後に示す様に、励
振係数分布関数Ｊ（ｚ）のフーリエ級数展開係数Ｃ_ｎの
うちの、偶数次のそれが消滅するので、偶数次の空間高
調波が抑圧される（式（４０））。

【００４８】さらに、少なくとも−ｎｂ次の次に次数の
高い奇数次の空間高調波、すなわち−（ｎｂ＋２）次の
空間高調波と、それよりも次数の低い速波となる全ての
空間高調波が、−ｎａ次と−ｎｂ次のそれを除いて抑圧
されている。ここで、各奇数次の空間高調波の速波とな
る下限周波数は、式（１４）より、 と−ｎｂ次との両方、或いは片方の空間高調波に限るこ
とができる。但し、これは であることから、 ν＞０．４ …（２９） の場合と求められる。

【００４９】このように速波を二つ以下に限ることがで
きれば、三つ以上の複数の速波を存在させる場合に比較
して、電界強度の変動を最小限に抑えることが可能とな
る。何故なら、例えば、振幅比で１：α（０＜α＜１）
の二つの速波を存在させた場合の電界強度変動幅は、 と表されるが、これに更に、振幅比でβ（０＜β＜１）
である三つ目の速波を加えた場合の電界強度変動幅は、 となり、二つの場合の式（３０）よりも大幅に増大して
しまう場合があるからである。

【００５０】 される下限周波数とで、 の関係にある−（ｎｂ＋４）次から−（ｎｂ＋２＋２
ｍ）次までの奇数次の空間高調波を、−（ｎｂ＋２）次
の空間高調波と合わせて抑圧させるとよい。

【００５１】 とが同様に可能となる。

【００５２】この例として、−１次と−３次の空間高調
波を存在させ、−５次とその他に、それよりも次数の高
い−７次の空間高調波を抑圧する場合を具体的に表す。
式（１４）より、奇数次の各空間高調波の速波となる下
限周波数は、 すなわち、 の関係にある。

【００５３】ここで、−５次のみの空間高調波を抑圧す
る場合の、速波の発生を−１次と−

【００５４】それに対して、−７次も同様に抑圧する場
合は、 の周波数範囲となる。 数を表す。

【００５５】 抑圧する方が、速波の発生を−１次と−３次との両方、
あるいは片方の空間高調波に限ることのできる周波数範
囲を広くできるのが分かる。 ときである。これは、 であるので、 ν＞０．４ …（３４） のときと求められる。よって、ν＞０．４のときは、−
７次の空間高調波を抑圧することによって、電界強度の
変動を最小限に抑えられる周波数範囲を広げることがで
きる。

【００５６】

【００５７】以上のように、本発明では、間隔の離れた
二つの周波数帯でほぼ所望の放射角度をもつ空間高調波
を存在させることができ、且つ次数の異なる速波となる
空間高調波が複数存在することに起因する電界強度の変
動幅を最小限に抑制することが可能である。

【００５８】次に、抑圧させたい空間高調波の抑圧方法
の概略を示す。各空間高調波の抑圧は前記の従来の技術
の項中の説明と同様に、式（１０）〜（１２）において
Ｊ（ｚ）のフーリエ級数展開係数であるＣ_ｎの大きさが
各空間高調波の振幅に比例した量となっていることか
ら、抑圧したい空間高調波の次数にあたるＣ_ｎの大きさ
を充分小さくすることで実現できる。

【００５９】本発明では、スロット列の励振係数分布Ｊ
（ｚ）は、Ｐ／２毎に反転していて、且つ左右対称とな
っている。すなわち、 Ｊ（ｚ）＝−Ｊ（ｚ＋Ｐ／２） …（３５） Ｊ（ｚ）＝Ｊ（−ｚ） …（３６） である。但し、式（３３）において、左右対称点のｚ軸
座標を０に取った。

【００６０】式（３５）が満たされる場合、Ｃ_ｎは次の
ような形で表される。 一周期に渡る積分において積分範囲をずらすことがで
き、 とする。この積分区間を二つに分けて、 と表し、右辺第二項においてｚ≡ｚ−Ｐ／２と変数変換
して式（３５）を使用してまとめると、 と表される。すなわち、スロット列の励振係数分布関数
Ｊ（ｚ）が式（３５）を満たすとき、つまりＰ／２毎に
反転するとき、偶数次の空間高調波が抑圧される。

【００６１】次に、式（３９）を二つの場合に分けてそ
れぞれ表す。半周期（Ｐ／２）内−Ｐ／４＜ｚ＜Ｐ／４
に存在するスロットの数（但し、励振係数が零であるも
のは除く）が、奇数個の場合と偶数個の場合とである。

【００６２】奇数個の場合、式（３６）を満たすような
スロットの配列は、図１のように左右対称点ｚ＝０の位
置にスロットがある場合である。この時、励振係数分布
関数Ｊ（ｚ）をＤｉｒａｃのデルタ関数δ（ｚ）を用い
て、近似的に 但し、 ａ_ｓ：ｚ＝ｚ_ｓの位置のスロットの励振係数 ａ_０：ｚ＝０の位置のスロットの励振係数 と表すと、式（４１）を式（３９）に代入して、 と表すことができる。

【００６３】それに対し、偶数個の場合、式（３６）を
満たすようなスロットの配列は図２のような形となる。
この時、同様に、励振係数分布関数Ｊ（ｚ）をδ関数を
用いて近似的に、 と表すと、式（４３）を式（３９）に代入して、 となる。

【００６４】式（４２）、及び式（４４）の右辺の［］
に表されるように、Ｃ_ｎの値はＮ値、及び の半周期内の数、各スロット間の励振係数の比、及び周
期内での各スロットの位置により、Ｃ_ｎの値は変化す
る。よって、これらの変数を、抑圧したい空間高調波の
次数にあたるＣ_ｎの大きさが充分小さくなるように設定
すれば、抑圧したい空間高調波を抑圧することができ
る。

【００６５】ここで、各スロットの励振係数であるａ_ｓ
についての実際に触れると、これはスロットの大きさや
形状などにより決まる係数である。例えば、図１、図２
のような長孔状の傾斜スロットを用いる場合、主にスロ
ットの長さや傾斜角度などによりａ_ｓが定まる。従っ
て、これらを変化させることによって、ａ_ｓを所望の値
に設定することが可能である。

【００６６】ところで、式（４２）、（４４）の両方に
おいて、 Ｃ_ｎ＝Ｃ_−ｎ …（４５） が成り立つ。そこで、以降の説明では、ｎが負のものに
ついてのみ言及することにする。

【００６７】 い場合について表す。

【００６８】この場合、 であり、式（１５）により、 であるので、式（４７）を式（４６）に代入すると、周
期Ｐを の範囲に設定することに相当する場合である。

【００６９】ここで、存在させる二つの奇数次の空間高
調波の次数を−ｎａ次と−ｎｂ次とする（ｎｂ＞ｎａ＞
０）。このとき、最低限抑圧する奇数次の空間高調波
は、−ｎａ次と−ｎｂ次を除いての−１次から−（ｎｂ
＋２）次の空間高調波であるから、 次の空間高調波である。よって、その数は、 である。

【００７０】従って、式（４２）あるいは式（４４）に
おいて、式（４９）のｎについて、Ｃ_ｎ＝０としなけれ
ばならない。つまり、 ｍ元連立方程式の解を求めるためには、一般にｍ個以上
の独立変数が必要である。よって、式（５１）を満たす
解を求めるためには、式（４２）、又は式（４４）の右
辺の［ ］

【００７１】式（４２）の右辺の［ ］内の独立変数の
数は、 である。又、式（４４）の右辺の［ ］内の独立変数の
数は、 である。但し、ここで、−ｎａ次、もしくは−ｎｂ次の
空間高調波の、少なくともどちらか一方の強さを所望の
値に設定させる為に、式（４２）においてはａ_０の値
を、式（４４）においてはａ_１の値を、式（５１）の解
を求めるための独立変数とするのではなく、ある設定値
（固定値）とした。理由は以下のとうりである。これら
の二つの空間高調波の強さは、式（１０）〜（１２）に
表されるようにそれぞれＣ_−ｎａ、Ｃ_−ｎｂの大きさに
比例した量であるが、Ｃ_−ｎａ、及びＣ_−ｎｂの式（４
２）の右辺の［ ］内、あるいは式（４４）の右辺の
［ ］内は、式（５１）を満たす条件のもとではある決
められた値を取る場合がある。しかし、その場合におい
ても、ａ_０、あるいはａ_１がその係数となっているの
で、この値を適当に設定することによって、Ｃ_−ｎａ、
もしくはＣ_−ｎｂの大きさ、つまり−ｎａ次、もしくは
−ｎｂ次のどちらかの空間高調波の強さを所望の値に設
定させることが可能となるからである。

【００７２】ところで、図１、図２より、励振係数が零
でないスロットの半周期内の数はそれぞれ、２Ｎ＋１
個、２Ｎ個となっている。そこで、励振係数が零でない
スロットの、半周期内の数をＮ_Ｐ／２とおくと、式（５
２）、（５３）における変数の数は、Ｎ_Ｐ／２を用い
て、（Ｎ_Ｐ／２−１）個と表すことができる。

【００７３】今、式（５１）を満たす解を求めるために
は、式（４２）あるいは式（４４）の右辺の［ ］ としなければならない。つまり、一般には、 の数のスロットが、半周期内に必要となる。

【００７４】ここで、スロットの数を必要最低とした場
合、すなわち式（５４）より、 とした場合を述べる。このとき、式（４２）、あるいは
式（４４）の右辺の［ ］内の独立変数の数は ち一般には全ての変数が一意的に定められる。全ての変
数が一意的に定められると、式（４２）、あるいは式
（４４）の右辺の［ ］内も一意的に定められることに
なる。すると、速波となる−ｎａ次と−ｎｂ次の空間高
調波のそれぞれのＣ_ｎの大きさの比、

【００７５】ところで、式（１０）〜（１２）より、｜
Ｃ_−ｎａ｜、｜Ｃ_−ｎｂ｜は各空間高調波の振幅に比例
した量 −ｎａ次と−ｎｂ次の空間高調波の振幅の比が一意的に
定められるということを意味する。

【００７６】本発明において、−ｎａ次の空間高調波だ
けでなく−ｎｂ次の空間高調波も存在させる理由は、周
囲の電磁遮蔽体の影響によって、−ｎａ次の空間高調波
が遮蔽されてしまう場合においても、−ｎｂ次の空間高
調波によって受信レベルをあるレベルで維持しようとい
うねらいがあった。それ故、周囲の電磁遮蔽体の存在す
る種々の状態に対応して、−ｎａ次に対する−ｎｂ次の
空間高調波の強さを種々に設定できると、受信レベルを
維持、制御する上において都合がよい。

【００７７】又、式（３１）で表される、二つの速波を
同時に受信したときの電界強度の変動幅は、二つの速波
の振幅比により決定される。よって、この変動幅を所望
の値に設定しようとする場合には、−ｎａ次に対する−
ｎｂ次の空間高調波の強さを種々に設定することが必要
となってくる。

【００７８】 は重要である。

【００７９】それはつまり、式（４２）、或は、式（４
４）の右辺の［ ］内の独立変数の数を一つ以上増すこ
とである。その為には、式（４２）、あるいは式（４
４）の右辺の［ ］内の独立変数の数が（Ｎ_Ｐ／２−
１）個となっているので、Ｎ_Ｐ／２値を一つ以上増せば
よい。今、Ｎ_Ｐ／２値を式（５５）の値で設定したの
で、これに１以上の整数を加えて、 と設定することである。 値を制限していっても、一つ以上の変数が、特別な場合
を除いて一意的に定まらずに、任意となる。

【００８０】 次の空間高調波の強さを種々に設定することが可能とな
る。

【００８１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を以下に説
明する。まず、最も簡単な例として、−１次と−３次の
空間高調波を存在させる場合を表す。このとき、式（５
４）より、半周期内に２個以上のスロットが必要であ
る。

【００８２】はじめに、最少の２個のスロットを配列さ
せる場合を述べる。このときは、図２においてＮ＝１の
場合であるから図３のようなスロット配列図、及びＪ
（ｚ）のような形になる。この時のＣ_ｎは式（４４）、
及び式（４０）より、 である（０＜ｚ_１＜Ｐ／４）。

【００８３】今、−３次の次に次数の高い奇数次の空間
高調波、すなわち−５次のそれを抑圧させるので、その
条件は式（５７）より、 である。これより、０＜ｚ_１＜Ｐ／４の範囲では、 としなければならないことが求められる。又、式（５
９）の時、Ｃ_−１≠０、及びＣ_−３≠０となる。従っ
て、スロットを図３の配列とし、且つｚ_１／Ｐの値を式
（５９）とすることにより、−１次、及び−３次の空間
高調波を存在させ、且つ−５次、及び偶数次の空間高調
波を抑圧させることが可能となる。

【００８４】今、半周期内のスロットの数Ｎ_Ｐ／２を、
一般に必要とされる最少の個数、２個とした。このと
き、式（５７）の右辺の［ ］内の、唯一の変数である
ｚ_１／Ｐ値が、式（５９）のように一意的に定められて
しまう。このため、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値も一意的
に定められてしまう。具体的に表すと、式（５９）を式
（５７）に代入して、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を求め
ると、 Ｃ_−１＝３．８０４・ａ_１／Ｐ、Ｃ_−３＝２．３５１・
ａ_１／Ｐより、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜＝０．６１８ Ｃ_−１＝２．３５１・ａ_１／Ｐ、Ｃ_−３＝−３．８０４
・ａ_１／Ｐより、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜＝１．６１８ である。このように｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値が一意的
に定められてしまうことは、先に述べたように本発明の
効果が制限される要因となる。

【００８５】そこで次に、半周期内のスロットの数を増
すことにより、これを解決する、すなわち｜Ｃ_−３｜／
｜Ｃ_−１｜値を可変とすることができるのを示す。

【００８６】｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とするに
は、式（５６）より、 としなけれらばならない。

【００８７】ここで、Ｎ_Ｐ／２＝３の場合を表す。これ
は、図１においてＮ＝１の場合であるから、図４のよう
に表される。この場合、Ｃ_ｎは式（４２）、（４０）よ
り、 となる（０＜ｚ_１＜Ｐ／４）。式（６１）の右辺の
［ ］の変数は、｛ａ_１／ａ_０，ｚ_１／Ｐ｝と式（５
７）の場合に比較して、その数は確かに一つ増えてい
る。

【００８８】式（６１）より、−５次の空間高調波を抑
圧させる条件は、 である。式（６２）の解をＣ_−１≠０、Ｃ_−３≠０の条
件のもとで求めると、 （但し、ｚ_１／Ｐ≠１／２０，３／２０，１／６，１／
８）となる。式（６１）より、 であるので、 であるが、これに式（６３）を代入すると、 となる（但し、ｚ_１／Ｐ≠１／２０，３／２０，１／
６，１／８）。

【００８９】式（６７）に表されるように、ｚ_１／Ｐ値
の取り方により、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とす
ることができるのが分かる。

【００９０】尚、ここで、式（６３）のａ_１／ａ_０値
は、正に限らず負となる様に設定してもよい。この場
合、例えば図４のような傾斜スロットを用いる場合、ａ
_０に対するスロットの傾斜方向とａ_１に対するスロット
の傾斜方向とは、ｚ＝Ｐ／２離れたスロットどうしのよ
うに、反転する方向となる。

【００９１】又、Ｎ_Ｐ／２値をさらに増やして４個以上
としても、同様に｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とで
きるのが導き出される。

【００９２】以上は、−１次と−３次の空間高調波を存
在させ、−５次と偶数次の空間高調波を抑圧させる場合
を表した。同様にして、抑圧する奇数次の空間高調波の
数が複数になる場合も可能である。

【００９３】例えば、−３次と−５次の空間高調波を存
在させる場合を表す。この場合、−５次の次に次数の高
い奇数次の空間高調波、すなわち−７次のそれと、それ
よりも次数の低い奇数次の空間高調波、すなわち−１次
のそれを抑圧させることになる。偶数次のそれは式（４
０）により、すでに抑圧されている。この時、式（５
４）より、半周期内で３個以上のスロットが必要であ
る。よって、まず必要最少個数の３個の場合、すなわち
図４の場合を述べる。この時のＣ_ｎは、式（４２）でＮ
＝１の場合であるので、 となる（０＜ｚ_１＜Ｐ／４）。式（６１）より−１次と
−７次の空間高調波を抑圧させる為の条件は、 となる。又、−３次と−５次の空間高調波を存在させる
為の条件は、 である。式（６８）〜式（７１）より、以下のようにし
なければならないことが求められる。 である。又、このとき、Ｃ_−３、Ｃ_−５、及び｜Ｃ_−５
｜／｜Ｃ_−３｜値は、式（６１）、（７２）より Ｃ_−３＝４・ａ_０／Ｐ、Ｃ_−５＝４・ａ_０／Ｐより、｜
Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜＝１ となる。

【００９４】このように半周期内のスロットの数Ｎ
_Ｐ／２を、式（５４）で表される一般に必要とされる最
少の個数、３個とした場合には、式（６１）右辺の
［ ］の二つの変数、｛ａ_１／ａ_０，ｚ_１／Ｐ｝が両方
とも一意的に定められる為、｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値
も一意に定められてしまう。

【００９５】そこで、前述と同様に、半周期内のスロッ
ト数を式（５６）の条件とすることにより、｜Ｃ_−５｜
／｜Ｃ_−３｜値を可変とできることを示す。式（５６）
より、 である。よって、まず、Ｎ_Ｐ／２＝４の場合を表す。

【００９６】この時のスロット配列図、及びＪ（ｚ）
は、図２において、Ｎ＝２の場合である。よって、Ｃ_ｎ
は、式（４４）より、 となる（０＜ｚ_１＜ｚ_２＜Ｐ／４）。−１次と−７次の
空間高調波を抑圧させる為の条件は、 である。又、−３次と−５次の空間高調波を存在させる
為の条件は、 である。式（７５）〜（７８）より、以下のようにしな
けらばならないことが求められる。

【００９７】 ｃｏｓ（２πｚ_１／Ｐ）・ｃｏｓ（１４πｚ_２／Ｐ）＝ｃｏｓ（１４πｚ_１ ／Ｐ）・ｃｏｓ（２πｚ_２／Ｐ） …（７９） を満たす（ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ）の組を適当に選び、こ
のときの励振係数比ａ_２／ａ_１を と定める（０＜ｚ_１＜ｚ_２＜Ｐ／４）。

【００９８】この場合、｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値は、
式（７４）、及び式（８０）より、 と表される。これに示すように、式（７９）を満たす条
件下での（ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ）の選び方により、｜Ｃ
_−５｜／｜Ｃ_−３｜値を可変とできるのが分かる。

【００９９】又、Ｎ_Ｐ／２値をさらに増やして５個以上
としても、同様に｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値を可変とで
きるのが導き出される。

【０１００】同様に、−１次と−３次の空間高調波を存
在させ、−５次と−７次、及び偶数次の空間高調波を抑
圧させることも可能である。この場合、抑圧する奇数次
の空間高調波の数が前記と同様に２個であるので、Ｎ
_Ｐ／２＝４とすることにより、つまり、式（７４）の右
辺の［ ］内の変数を｛ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ，ａ_２／ａ
_１｝と３個にすることにより、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜
値を可変とすることができる。実際にそれを示す。

【０１０１】式（７４）から、−５次と−７次の空間高
調波を抑圧させるための条件は、 である。

【０１０２】又、−１次と−３次の空間高調波を存在さ
せるための条件は、 である。式（８２）〜（８５）より、以下のようにしな
ければならないことが求められる。

【０１０３】 ｃｏｓ（１０πｚ_１／Ｐ）・ｃｏｓ（１４πｚ_２／Ｐ）＝ｃｏｓ（１４πｚ_１ ／Ｐ）・ｃｏｓ（１０πｚ_２／Ｐ） …（８６） 但し、 を満たす（ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ）の組を適当に選び、こ
のときの励振係数比ａ_２／ａ_１を と定める。

【０１０４】この場合、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、
式（７４）、及び式（９０）より、 と表される。これに示すように、式（８６）〜（８９）
を満たす条件下での（ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ）の選び方に
より、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とすることがで
きる。

【０１０５】ところで、製造上の容易さ等の理由で、半
周期内でのスロットの間隔を等間隔にすると有利な場合
がある。すなわち、ｚ_１＝ｄ／２、ｚ_２＝３ｄ／２（０
＜３ｄ／２＜Ｐ／４） とする場合である（但し、ｄは
スロット間隔）。

【０１０６】このように設定した時、式（７４）は、 と表される。この時、−５次と−７次の空間高調波を抑
圧させるための条件は式（９２）より、 である。これより、 ｄ／Ｐ＝１／１４ …（９５） 且つ、 としなければならないことが求められる（Ｃ_−１，Ｃ
_−３≠０）。

【０１０７】このとき、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、
式（９２）、（９５）及び（９６）より となり、固定されたものとなる。

【０１０８】このように一意に定められてしまう理由
は、配列の自由度、すなわち 式（７４）

【０１０９】したがって、半周期内でのスロットの間隔
を等間隔にしながら、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変
とするためには、半ピッチ内のスロット数をさらに一つ
以上増して、式（４２）あるいは式（４４）右辺の
［ ］の中の独立変数の数を三つ以上に保つ必要があ
る。例えば、三つに保てるのは、５個及び６個とした場
合で、独立変数はそれぞれ、 である。

【０１１０】まず、５個とした場合を具体的に表す。こ
の場合、図１においてＮ＝２とした場合で、半周期内で
のスロット間隔をｄと一定とすると、ｚ_１＝ｄ、ｚ_２＝
２ｄ（０＜２ｄ＜Ｐ／４）となるのでＣ_ｎは、式（４
２）、及び式（４０）より、 となる。式（１００）において、 Ｃ_−５＝Ｃ_−７＝０、及びＣ_−１，Ｃ_−３≠０ を満たす条件、すなわち−５次と−７次、及び偶数次の
空間高調波を抑圧し、−１次と−３次の空間高調波を存
在させる条件を求めると、以下のようになる（０＜２ｄ
＜Ｐ／４）。

【０１１１】 且つ とする。

【０１１２】 とする。

【０１１３】これらの場合の｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値
は、

【０１１４】

【０１１５】このように、半周期内でのスロット間隔を
等間隔に設定した場合でも、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値
を可変とすることができるのが分かる。

【０１１６】同様にして、６個とした場合を表す。この
場合、図２においてＮ＝３の場合であり、半周期内での
スロット間隔をｄと一定とすると、ｚ_１＝ｄ／２、ｚ_２
＝３ｄ／２、ｚ_３＝５ｄ／２（０＜５ｄ／２＜Ｐ／４）
となるのでＣ_ｎは、式（４４）、及び式（４０）より、 となる。式（１０６）において、 Ｃ_−５＝Ｃ_−７＝０、Ｃ_−１，Ｃ_−３≠０ を満たす条件、すなわち−５次と−７次、及び偶数次の
空間高調波を抑圧し、−１次と−３次の空間高調波を存
在させる条件を求めると、以下のようになる。

【０１１７】 且つ とする（０＜５ｄ／２＜Ｐ／４）。

【０１１８】 但し、 とする。

【０１１９】 但し、 とする。

【０１２０】これらの場合の｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値
は、

【０１２１】

【０１２２】

【０１２３】このように、半周期内でのスロット間隔を
等間隔に設定した場合でも、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値
を可変とすることができる。

【０１２４】しかし、これらの場合も、次のような問題
の生じる恐れがある。 の場合）、あるいは半周期内に６個のスロットを等間隔
に配列させた場合（但し させることになるが、その際にｄ値が小さくなりすぎる
場合が出てくる。これはすなわちスロットが密になりす
ぎる場合であるから、外部導体の機械的強度が低下する
など、好ましい状態ではない。

【０１２５】これを回避する為には、ｄ値をある所望の
値に設定、固定した状態で、且つ｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１
｜値を変化させられるようにしなければならない。ｄ値
をある値に固定し の空間高調波を抑圧させ、且つ｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜
値を可変とさせるためには、先に説明した様に、独立変
数を一般に三つ以上に保つ必要がある。よって、その為
には、半周期内のスロット数をさらに増して７個以上と
しなければならない。７個、及び８個とした場合のそれ
ぞれの独立変数は、それぞれ 及び、 となり、三つとなる。

【０１２６】具体的にこれらの場合を表す。最初に７個
とした場合を表す。この場合、図１においてＮ＝３の場
合で、半周期内のスロット間隔をｄと一定とすると、ｚ
_１＝ｄ、ｚ_２＝２ｄ、ｚ_３＝３ｄ（０＜３ｄ＜Ｐ／４）
となるのでＣ_ｎは、式（４２）、及び式（４０）より、 となる。式（１２０）において、 Ｃ_−５＝Ｃ_−７＝０、Ｃ_−１，Ｃ_−３≠０ を満たす条件、すなわち−５次と−７次、及び偶数次の
空間高調波を消去し、−１次と−３次の空間高調波を存
在させる条件を求めると、 且つ 但し、 となる（０＜３ｄ＜Ｐ／４）。

【０１２７】このとき｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、

【０１２８】よって、半周期内でのスロット間隔をｄと
等間隔にし、且つｄ値をある所望の ることができる。

【０１２９】同様にして、Ｎ_Ｐ／２＝８個とした場合を
表す。この場合、図２においてＮ＝４の場合であり、半
周期内でのスロット間隔をｄと一定とすると、ｚ_１＝ｄ
／２、ｚ_２＝３ｄ／２、ｚ_３＝５ｄ／２、ｚ_４＝７ｄ／
２（０＜７ｄ／２＜Ｐ／４）となるのでＣ_ｎは、式（４
４）、及び式（４０）より、 となる。式（１２６）において、 Ｃ_−５＝Ｃ_−７＝０、Ｃ_−１，Ｃ_−３≠０ を満たす条件、すなわち−５次と−７次、及び偶数次の
空間高調波を消去し、−１次と−３次の空間高調波を存
在させる条件を求めると、 且つ 但し、 となる（０＜７ｄ／２＜Ｐ／４）。

【０１３０】このとき｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、 ット間隔をｄと等間隔にし、且つｄ値をある所望の値に
固定させたとしても、

【０１３１】さらに、半周期内に９個以上のスロットを
等間隔（ｄ）に配列させた場合も、式（４２）、あるい
は式（４４）右辺の［ ］内の変数が４個以上となる
為、ｄ値をある所望の値に固定させたとしても、｜Ｃ
_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とできるのが同様に導き出
される。

【０１３２】尚、全体の漏洩電磁界の強度を増す等の理
由の為に、図１〜図４で表されるスロット列を外部導体
の周方向に複数列設けてもよい。この場合、各列のケー
ブル軸方向に対する位置を、図５のように揃えてもよい
し、図６のようにずらしてもよい。

【０１３３】又、このとき、それぞれのスロット列の励
振係数分布Ｊ（ｚ）は、必ずしもお互いに等しいものと
させる必要はなく、それぞれにより形成される二つの速
波となる空間高調波の次数が等しいものであれば任意で
ある。

【０１３４】この場合、スロット列間での励振係数分布
Ｊ（ｚ）の大きさの関係、及び各スロット列の形成する
二つの空間高調波の振幅比、などを変化させることによ
って、放射角度の異なる二つの空間高調波の振幅比を、
全体として調整することが可能となる。

【０１３５】さらに、それぞれのスロット列の周期Ｐを
必ずしも一致させなくてもよい場合がある。これは以下
の関係とした場合である。 Ｐ′＝ｍ′・Ｐ_ｓ …（１３２） −ｎａ′＝−ｍ′・ｎａ_ｓ …（１３３） −ｎｂ′＝−ｍ′・ｎｂ_ｓ …（１３４） ここで、 Ｐ_ｓ ：複数のスロット列の中で、周期Ｐが最も短いス
ロット列の周期 Ｐ′ ：Ｐ_ｓよりも長い周期を持つスロット列の周期 ｍ′ ：２以上の整数 −ｎａ_ｓ：周期がＰ_ｓのスロット列の形成する、速波と
なる二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間高
調波の次数 −ｎｂ_ｓ：周期がＰ_ｓのスロット列の形成する、速波と
なる二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間高
調波の次数 −ｎａ′：周期がＰ′のスロット列の形成する、速波と
なる二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間高
調波の次数 −ｎｂ′：周期がＰ′のスロット列の形成する速波とな
る二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間高調
波の次数

【０１３６】このようにすると、各スロット列の形成す
る二つの奇数次の空間高調波は、その放射角度、及び速
波領域となる上下限周波数が、式（２１）、式（１
４）、式（１５）により一致する。すなわち、全体とし
ては、放射角度の異なる二種類の速波となる空間高調波
が形成されている状態であり、等しい周期を持つスロッ
ト列のみにより形成されている場合と本質的に変わらな
い。

【０１３７】さらに、図１２に表すように、組み合わせ
るスロット列としては、必ずしも図１〜図４で表され
る、二つの速波を形成するスロット列ではなく、使用周
波数帯域内で一つ以下の速波を形成するスロット列との
組み合わせでもよい。但し、この際には、 のいずれかの関係を満たさなければならない。但し、 Ｐ ：使用周波数帯域内のいずれかの周波数で二つの速
波を形成するスロット列の周期 Ｐ″：使用周波数帯域内で一つ以下の速波を形成するス
ロット列の周期 −ｎａ：周期がＰのスロット列の形成する、速波となる
二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間高調波
の次数 −ｎｂ：周期がＰのスロット列の形成する、速波となる
二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間高調波
の次数 −ｎ″：周期がＰ″のスロット列の形成する、使用周波
数帯域内で速波となる、空間高調波の次数 である。

【０１３８】このようにすると、−ｎ″次の空間高調波
は、−ｎａ次と−ｎｂ次とのどちらかの空間高調波とそ
の放射角度、及び速波領域となる上下限周波数が一致す
ることになる（∵式（２１）、式（１４）、式（１
５））。すなわち、全体としては、二種類の速波となる
空間高調波が形成されている状態であり、元の二つの速
波となる空間高調波が形成されている状態と本質的に等
しい。

【０１３９】この場合、組み合わせる、一つの速波を形
成するスロット列の励振係数分布Ｊ（ｚ）の大きさを、
元の二つの速波を形成するスロット列のそれに対して適
当に選ぶことによって、放射角度の異なる二種類の空間
高調波の振幅比を、全体として調整することが可能とな
る。

【０１４０】又、本発明に使用するケーブル軸周方向漏
洩電界形成用スロットは、図１〜図６、図１２で表され
る傾斜スロットに限らず、図７のような折れ線型スロッ
ト、又は図８のような励振スタブ付きスロット等の、ケ
ーブル軸周方向漏洩電界を形成する、その他の適当な形
状を持つスロットを用いてもよい。

【０１４１】ここで、本発明におけるスロット列の周期
Ｐの定義についての注意点を表す。Ｐを決めるにあたっ
ては、ケーブル軸周方向漏洩電界に対する励振係数がほ
ぼ零であるスロット（例えばケーブル軸に平行な長孔状
スロット、又はケーブル軸に垂直な長孔状のスロット
等）は無視して決めるものとする。

【０１４２】例えば、図９に示す様に、２Ｐ_ｅ置きに励
振係数がほぼ零であるスロット（ケーブル軸に平行なス
ロット）が存在していて、形式的なスロットピッチがＰ
_ｆとなっている場合においては、励振係数がほぼ零であ
るスロットを無視して決められるスロットピッチである
Ｐ_ｅを、本発明においてのスロットピッチＰと定義す
る。

【０１４３】（実施例）実際に、約、波長短縮率ｖ＝
０．９、Ｐ＝０．５３［ｍ］、絶縁体外径４２［ｍｍ］
と設定し、半周期内に７個のスロットを等間隔に設け、
その間隔ｄをｄ＝Ｐ／１４とし、且つ、 図５のようにケーブル軸方向に対する位置を揃えて外部
導体の周方向に２列設けた広帯域漏洩同軸ケーブルを製
作した。これは、軸周方向漏洩電界成分に対して、−１
次と−３次の空間高調波が存在し、偶数次と−５次、−
７次の空間高調波の他に、−９次の空間高調波も抑圧さ
れたものである。４５０ＭＨｚ及び１５００ＭＨｚにお
いて、速波となる空間高調波とその放射角度を表すと表
Ｃの通りである。この ７に示す様な測定系でＥ_φ成分の結合損失をケーブル長
手方向（ｚ軸方向）に沿って測定した。尚、結合損失の
定義は、式（２３）の通りである。その結果を図１０、
１１、図表Ｄ−１〜Ｄ−２に示す。

【０１４４】

【表Ｃ】

【０１４５】

【表Ｄ−１】

【０１４６】

【表Ｄ−２】

【０１４７】図１０、図１１、表Ｄ−１、表Ｄ−２と、
従来の広帯域漏洩同軸ケーブルの結果である図１８、図
１９、表Ａ−１、表Ａ−２とを比べると分かるように、
本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルでは、１５００ＭＨｚ
の測定周波数において、結合損失値の増加が大幅に抑制
されたものとなっている。これは本発明の特徴である、
放射角度の小さい−３次の空間高調波が速波として存在
しているからである。このような特性をもつ広帯域漏洩
同軸ケーブルの場合、図１６に示されるような使用環境
下においても、受信レベルに大きな劣化は生じ難く、良
好な通信環境を提供できうるものとなる。

【０１４８】

【発明の効果】本発明では、次数の異なる、すなわち放
射角度の異なる二つの速波となる空間高調波を存在させ
ることにより、周波数間隔の離れた二つの周波数帯にお
いても、ほぼ所望の放射角度を実現することができる。

【０１４９】これにより、周囲に電磁遮蔽体が存在する
環境下にあっても、その影響を回避し易く、受信レベル
の劣化を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、半
周期（Ｐ／２）内に存在するスロットの数が、奇数個の
場合であり、スロットの配列が左右対称点ｚ＝０の位置
にスロットがある場合の説明図。

【図２】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、半
周期（Ｐ／２）内に存在するスロットの数が、偶数個の
場合の説明図。

【図３】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、半
周期（Ｐ／２）内に存在するスロットの数が２個の場合
の説明図。

【図４】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、半
周期（Ｐ／２）内に存在するスロットの数が３個の場合
の説明図。

【図５】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、ス
ロット列を複数にし、各スロット列の軸方向に対する位
置をそろえた場合の説明図。

【図６】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、ス
ロット列を複数にし、各スロット列の軸方向に対する位
置をずらした場合の説明図。

【図７】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおける折れ
線型スロットの説明図。

【図８】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおける励振
スタブ付きスロットの説明図。

【図９】２Ｐ_ｅおきに励振係数がほぼ零であるスロット
（ケーブル軸に平行なスロット）が存在していて、形式
的なスロット列の周期がＰ_ｆとなっている本発明の広帯
域漏洩同軸ケーブルの説明図。

【図１０】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルを図１７の
測定系で測定した結果を示す説明 定結果である。

【図１１】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルを図１７の
測定系で測定した結果を示す説明 合の測定結果である。

【図１２】使用周波数帯域内で一つの速波を形成するス
ロット列との組合わせ例の説明図。

【図１３】従来の広帯域型漏洩同軸ケーブルの一例を示
す一部を切欠いた斜視図である。

【図１４】漏洩同軸ケーブルにおいて、放射角度をｒ方
向（ケーブル軸垂直方向）を基準に定義した場合の、速
波となる各空間高調波のポインティングベクトルの向き
（放射角度θ_ｎ）の説明図。

【図１５】漏洩同軸ケーブルにおいて、速波となる各空
間高調波のポインティングベクトルの向き（放射角度θ
_ｎ）を周波数の関数として表示した場合の説明図。

【図１６】鉄道線路沿線に沿って布設された漏洩同軸ケ
ーブルに対して、移動局が列車車両内にあり、車両の車
体が金属遮蔽体として作用する場合の説明図。

【図１７】 においてＥ_φ成分の結合損失をケーブル長手方向（ｚ軸
方向）に沿って測定する測定系の斜視図、（ｂ）は
（ａ）の側面説明図。

【図１８】図１７の測定系で従来の広帯域漏洩同軸ケー
ブルを測定した結果を示す説明図 ある。

【図１９】図１７の測定系で従来の広帯域漏洩同軸ケー
ブルを測定した結果を示す説明図 の測定結果である。

【符号の説明】

Ｐ 周期 １ 漏洩同軸ケーブル ２ 内部導体 ３ スロット ４ 絶縁体 ５ 外部導体 ６ 外被 １０ 移動局 １１ 列車車両 １２ 車体 １３ 窓 １４ 信号発生器 １５ 終端抵抗器 １６ 金属板 １７ 半波長ダイポールアンテナ １８ 励振スタブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 正紀 東京都千代田区丸の内二丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 湯原 裕 大阪府大阪市北区芝田二丁目４番24号 西 日本旅客鉄道株式会社内 Ｆターム(参考） 5J045 AA01 AA02 AA05 DA14 HA06 NA01

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】漏洩電磁界形成用の複数個のスロットが同
   軸ケーブルの外部導体に列状に設けられ、且つケーブル
   軸周方向漏洩電界成分に対する前記スロット列の励振係
   数分布が軸方向に周期を持ち（周期：Ｐ）、且つそれが
   Ｐ／２毎に反転し、且つそれが左右対称である漏洩同軸
   ケーブルにおいて、使用する周波数帯域内の少なくとも
   一つ以上の周波数で、前記スロット列により形成される
   空間高調波のうち、二つの奇数次の空間高調波を速波と
   して存在させ、且つ少なくともその二つのうちの次数の
   高い方の次に次数の高い奇数次の空間高調波をほぼ抑圧
   させ、且つその抑圧する空間高調波よりも次数の低い全
   ての速波となる空間高調波を、前記存在さ 範囲にあることを特徴とする広帯域漏洩同軸ケーブル。
   ここで速波は、ケーブル軸方向の位相速度が外部媒質中
   の光速よりも速い伝送波をいう。又、νは漏洩同軸ケー
   ブルの管内波長短縮率を表す。
2. 【請求項２】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対して、
   存在させる二つの奇数次の空間高調 ことを特徴とする、請求項１記載の広帯域漏洩同軸ケー
   ブル。
3. 【請求項３】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対して、
   −７次の空間高調波をほぼ抑圧させたことを特徴とす
   る、請求項２記載の広帯域漏洩同軸ケーブル。
4. 【請求項４】存在させる二つの奇数次の空間高調波の次
   数を−ｎａ及び−ｎｂとしたとき（但しｎｂ＞ｎａ＞０
   のとき）、 としたことを特徴とする請求項１記載の漏洩同軸ケーブ
   ル。ここで、 Ｎ_Ｐ／２ ：ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する励
   振係数が零でないスロットの、半周期（Ｐ／２）内の数 Ｐ ：スロット列の、ケーブル軸周方向漏洩電界成
   分に対する励振係数分布の軸方向の周期 ［ｍ］ である。
5. 【請求項５】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する励
   振係数が零でないスロットを、半周期内に５個（Ｎ
   _Ｐ／２＝５）設け、それらの間隔をほぼ等間隔（ｄ）と
   したスロット列をもつ漏洩同軸ケーブルにおいて、ほ
   ぼ、 且つ 但し、 となる関係にしたことを特徴とする請求項３記載の広帯
   域漏洩同軸ケーブル。ここで、ａ_０は励振係数分布の、
   ある左右対称点に位置するスロットの励振係数、ａ_１は
   励振係数がａ_０であるスロットから最も近いところに位
   置するスロットの励振係数、ａ_２はその次に近いところ
   に位置するスロットの励振係数を表す。
6. 【請求項６】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する励
   振係数が零でないスロットを、半周期内に５個（Ｎ
   _Ｐ／２＝５）設け、それらの間隔をほぼ等間隔（ｄ）と
   したスロット列をもつ漏洩同軸ケーブルにおいて、ほ
   ぼ、 且つ 但し、 となる関係にしたことを特徴とする請求項３記載の広帯
   域漏洩同軸ケーブル。ここで、ａ_０、ａ_１、ａ_２の定義
   は請求項５でのそれと同様とする。
7. 【請求項７】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する励
   振係数が零でないスロットを、半周期内に６個（Ｎ
   _Ｐ／２＝６）設け、それらの間隔をほぼ等間隔（ｄ）と
   したスロット列をもつ漏洩同軸ケーブルにおいて、ほ
   ぼ、 且つ 但し、 となる関係にしたことを特徴とする請求項３記載の広帯
   域漏洩同軸ケーブル。ここで、ａ_１は励振係数分布の、
   ある左右対称点から最も近いところに位置するスロット
   の励振係数、ａ_２はその次に近いところに位置するスロ
   ットの励振係数、ａ_３はさらにその次に近いところに位
   置するスロットの励振係数を表す。
8. 【請求項８】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する励
   振係数が零でないスロットを、半周期内に６個（Ｎ
   _Ｐ／２＝６）設け、それらの間隔をほぼ等間隔（ｄ）と
   したスロット列をもつ漏洩同軸ケーブルにおいて、ほ
   ぼ、 且つ、 但し、 となる関係にしたことを特徴とする請求項３記載の広帯
   域漏洩同軸ケーブル。ここで、ａ_１、ａ_２、ａ_３の定義
   は請求項７でのそれと同様とする。
9. 【請求項９】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する励
   振係数が零でないスロットを、半周期内に６個（Ｎ
   _Ｐ／２＝６）設け、それらの間隔をほぼ等間隔（ｄ）と
   したスロット列をもつ漏洩同軸ケーブルにおいて、ほ
   ぼ、 且つ、 但し、 となる関係にしたことを特徴とする請求項３記載の広帯
   域漏洩同軸ケーブル。ここで、ａ_１、ａ_２、ａ_３の定義
   は請求項７でのそれと同様とする。
10. 【請求項１０】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する
    励振係数が零でないスロットを、半周期内に７個（Ｎ
    _Ｐ／２＝７）設け、それらの間隔をほぼ等間隔（ｄ）と
    したスロット列をもつ漏洩同軸ケーブルにおいて、ほ
    ぼ、 且つ 但し、 となる関係にしたことを特徴とする請求項３載の広帯域
    漏洩同軸ケーブル。ここで、ａ_０は励振係数分布の、あ
    る左右対称点に位置するスロットの励振係数、ａ_１は励
    振係数がａ_０であるスロットから最も近いところに位置
    するスロットの励振係数、ａ_２はその次に近いところに
    位置するスロットの励振係数、ａ_３はさらにその次に近
    いところに位置するスロットの励振係数を表す。
11. 【請求項１１】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する
    励振係数が零でないスロットを、半周期内に８個（Ｎ
    _Ｐ／２＝８）設け、それらの間隔をほぼ等間隔（ｄ）と
    したスロット列をもつ漏洩同軸ケーブルにおいて、ほ
    ぼ、 且つ 但し、 となる関係にしたことを特徴とする請求項３記載の広帯
    域漏洩同軸ケーブル。ここで、ａ_１は励振係数分布の、
    ある左右対称点から最も近いところに位置するスロット
    の励振係数、ａ_２はその次に近いところに位置するスロ
    ットの励振係数、ａ_３はまたその次に近いところに位置
    するスロットの励振係数、ａ_４はさらにその次に近いと
    ころに位置するスロットの励振係数を表す。
12. 【請求項１２】ケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する
    励振係数が零でないスロットを、半周 もつことを特徴とする請求項３記載の広帯域漏洩同軸ケ
    ーブル。
13. 【請求項１３】周期Ｐの等しい、請求項１乃至請求項１
    ２のいずれかに記載されるスロット列を、外部導体の周
    方向に２列以上設けたことを特徴とする、請求項１乃至
    請求項１２のいずれかに記載の広帯域漏洩同軸ケーブ
    ル。
14. 【請求項１４】請求項１乃至請求項１２のいずれかに記
    載されるスロット列を、下記の条件の下で、外部導体の
    周方向に２列以上設けたことを特徴とする広帯域漏洩同
    軸ケーブル。Ｐ′＝ｍ′・Ｐ_ｓ −ｎａ ＝ −ｍ′・ｎａ_ｓ −ｎｂ′＝ −ｍ′・ｎｂ_ｓ ここで、 Ｐ_ｓ ：複数のスロット列の中で、周期Ｐが最も短いス
    ロット列の周期 Ｐ′ ：Ｐ_ｓよりも長い周期を持つスロット列の周期 ｍ′ ：２以上の整数 −ｎａ_ｓ ：周期がＰ_ｓのスロット列の形成する、速波
    となる二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間
    高調波の次数 −ｎｂ_ｓ ：周期がＰ_ｓのスロット列の形成する、速波
    となる二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間
    高調波の次数 −ｎａ′ ：周期がＰ′のスロット列の形成する、速波
    となる二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間
    高調波の次数 −ｎｂ′ ：周期がＰ′のスロット列の形成する、速波
    となる二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間
    高調波の次数 である。
15. 【請求項１５】請求項１乃至請求項１３のいずれかに記
    載される一列以上のスロット列と、使用周波数帯域内で
    一つ以下の速波を形成する一列以上のスロット列とを、 のいずれかを満たす条件の下で、外部導体の周方向に組
    み合わせて設けたことを特徴とする広帯域漏洩同軸ケー
    ブル。但し、 Ｐ ：請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載される
    スロット列の周期 Ｐ″：使用周波数帯域内で一つ以下の速波を形成するス
    ロット列の周期 −ｎａ ：周期がＰのスロット列の形成する、速波とな
    る二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間高調
    波の次数 −ｎｂ ：周期がＰのスロット列の形成する、速波とな
    る二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間高調
    波の次数 −ｎ″ ：周期がＰ″のスロット列の形成する、使用周
    波数帯域内で速波となる、空間高調波の次数 である。