JP2018157565A - Leakage coaxial cable and radio communication system - Google Patents

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文生 鈴木
Fumio Suzuki
文生 鈴木
田中 一平
Ippei Tanaka
一平 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a leakage coaxial cable usable at a plurality of frequency bands and a radio communication system.SOLUTION: A leakage coaxial cable includes: a central conductor; an insulator covering the central conductor concentrically; and an outer conductor which covers the insulator concentrically and on which slot groups made up of one or more elongate-hole shaped slots are periodically provided in a length direction of the leakage coaxial cable. Slot length Ls, i.e. length in a longitudinal direction of the slots is between first slot length tuned in to a first band and second slot length tuned in to a second band at a higher frequency than the first band.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、漏洩同軸ケーブル、および無線通信システムに関する。   The present invention relates to a leaky coaxial cable and a wireless communication system.

漏洩同軸ケーブルは、同軸ケーブルの外部導体に、電波を漏らすスロットと呼ばれる孔部を設けたケーブルであり、LCX(LCX:Leaky CoaXial)ケーブルと呼ばれている。漏洩同軸ケーブルは、このようなスロットを通じて、ケーブルに入力された信号を電磁波としてケーブル外部に放射(送信)したり、外部からの電磁波を受信することができる。すなわち、この漏洩同軸ケーブルは、伝送路とアンテナとの両方の機能を持った細長い送受信アンテナとして利用することができる(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   The leaky coaxial cable is a cable in which a hole called a slot for leaking radio waves is provided in the outer conductor of the coaxial cable, and is called an LCX (LCX: Leaky CoaXial) cable. Through such a slot, the leaky coaxial cable can radiate (send) a signal input to the cable as an electromagnetic wave to the outside of the cable and receive an electromagnetic wave from the outside. That is, the leaky coaxial cable can be used as an elongated transmission / reception antenna having both functions of a transmission line and an antenna (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

無線LAN(Local Area Network;ローカル・エリア・ネットワーク)の規格のひとつであるWi−Fi規格では、2.4GHz帯と5GHz帯が用いられている。近年、LCXケーブルによる送受信アンテナを用いた通信サービスが、例えば地下鉄等で提供されているが、2.4GHz帯と5GHz帯でサービスを提供できるLCXケーブルが望まれている。   In the Wi-Fi standard, which is one of the standards of a wireless LAN (Local Area Network), the 2.4 GHz band and the 5 GHz band are used. In recent years, a communication service using a transmission / reception antenna using an LCX cable has been provided in, for example, a subway, but an LCX cable that can provide a service in the 2.4 GHz band and the 5 GHz band is desired.

特開2002−271237号公報JP 2002-271237 A 特開2009−004948号公報JP 2009-004948 A

従来技術では、使用目的とする周波数帯に合わせてスロットの大きさや間隔等の設計を行っている。図17は、従来技術に係る漏洩同軸ケーブル900の構造例を示す図である。図17に示すように、漏洩同軸ケーブル900は、中心導体902、絶縁体903、外部導体904、及びシース905を備える。また、外部導体904は、複数のスロット901を備える。   In the prior art, the slot size and interval are designed in accordance with the intended frequency band. FIG. 17 is a diagram illustrating a structure example of a leaky coaxial cable 900 according to the related art. As shown in FIG. 17, the leaky coaxial cable 900 includes a center conductor 902, an insulator 903, an outer conductor 904, and a sheath 905. The outer conductor 904 includes a plurality of slots 901.

中心導体902は、外径が5mmの銅線である。絶縁体903は、外径が12mmの絶縁体であり、中心導体902を同心円状に覆って形成されている。外部導体904は、例えば厚さが0.1mmの銅であり、絶縁体903を同心円状に覆って形成されている。スロット901の形状は、長孔状であり、外部導体904に開口して設けられている。シース905は、例えば材質がポリエチレンであり、外部導体904を同心円状に覆って形成されている。   The center conductor 902 is a copper wire having an outer diameter of 5 mm. The insulator 903 is an insulator having an outer diameter of 12 mm, and is formed so as to cover the central conductor 902 concentrically. The outer conductor 904 is, for example, copper having a thickness of 0.1 mm, and is formed so as to cover the insulator 903 concentrically. The slot 901 has a long hole shape and is provided to open to the outer conductor 904. The sheath 905 is made of polyethylene, for example, and is formed so as to cover the outer conductor 904 concentrically.

図17に示した漏洩同軸ケーブル900を2.4GHz帯の周波数帯用に設計した場合、スロット901は、外部導体904にピッチPが85mmで、等間隔で且つジグザグに形成されている。また、スロット901は、長さLsが26mm、幅Wsが2mm、軸方向に対する角度θsが15°である。   When the leaky coaxial cable 900 shown in FIG. 17 is designed for a frequency band of 2.4 GHz band, the slots 901 are formed in the outer conductor 904 with a pitch P of 85 mm, at equal intervals, and in a zigzag manner. The slot 901 has a length Ls of 26 mm, a width Ws of 2 mm, and an angle θs with respect to the axial direction of 15 °.

2.4GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブル900を2.4GHz帯(2.0,2.2,2.4,2.6GHz)と5GHz帯(4.8,5.0,5.2,5.4,5.6GHz)の両方に使用した場合の伝送損失と結合損失を測定した結果を説明する。
図18は、従来技術に係る2.4GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブル900の伝送損失の測定結果を示す図である。図18において、横軸は周波数(GHz)、縦軸は伝送損失(dB/m)である。測定した周波数は、0.1〜9GHzである。図18に示すように、設計値の2.4GHz帯の伝送損失は、0.2dB/mで低い。一方、設計値ではない5GHz帯の伝送損失は、15dB/mで非常に高い。このように、5GHz帯で伝送損失が大幅に増加する理由は、図18のように、使用する波長がスロット901の約半波長になると、共振して強い放射が生じるのでLCXケーブルがアンテナとして作用する。このため、図18のように設計値2.4GHzの約倍の5GHzに伝送損失のピークが生じている。なお、スロット901の共振周波数foは、次式(1)で表される。
Leakage coaxial cable 900 designed for 2.4 GHz band is divided into 2.4 GHz band (2.0, 2.2, 2.4, 2.6 GHz) and 5 GHz band (4.8, 5.0, 5.2). (5.4, 5.6 GHz) The transmission loss and coupling loss measured when used for both will be described.
FIG. 18 is a diagram showing the measurement result of the transmission loss of the leaky coaxial cable 900 designed for the 2.4 GHz band according to the prior art. In FIG. 18, the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents transmission loss (dB / m). The measured frequency is 0.1 to 9 GHz. As shown in FIG. 18, the 2.4 GHz band transmission loss of the design value is as low as 0.2 dB / m. On the other hand, the transmission loss in the 5 GHz band, which is not a design value, is very high at 15 dB / m. As described above, the reason why the transmission loss greatly increases in the 5 GHz band is that, as shown in FIG. 18, when the wavelength used is about half the wavelength of the slot 901, strong resonance occurs and the LCX cable acts as an antenna. To do. For this reason, as shown in FIG. 18, a transmission loss peak occurs at 5 GHz, which is approximately twice the design value of 2.4 GHz. The resonance frequency fo of the slot 901 is expressed by the following equation (1).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

式(1)において、Cは光速度(約3×10(m/s))、εrは絶縁体の誘電率である。式(1)にスロット901のLs=26mm、Ws=2mm、εr=1.2を代入すると、共振周波数foは、約4.9GHzであり、図18の測定結果とほぼ一致する。 In Equation (1), C 0 is the speed of light (about 3 × 10 8 (m / s)), and εr is the dielectric constant of the insulator. When substituting Ls = 26 mm, Ws = 2 mm, and εr = 1.2 of the slot 901 into the equation (1), the resonance frequency fo is about 4.9 GHz, which almost coincides with the measurement result of FIG.

図19は、従来技術に係る2.4GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブル900の結合損失の測定結果を示す図である。図19において、横軸は周波数(GHz)、縦軸は結合損失(dB)である。測定した周波数は、2GHz帯と5GHz帯である。図19に示すように、設計値の2.4GHz帯の結合損失は、60±10dBであり、LCXケーブルとして標準的な値である。一方、設計値ではない5GHz帯の結合損失は、約40dBで非常に低い。この理由は、2.4GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブル900は、図18に示したように5GHz帯においてスロット901が共振してアンテナとして動作して強い放射が生じているためである。なお、図19において、aは60±5dBの範囲を示し、bは60±10dBの範囲を示している。   FIG. 19 is a diagram illustrating a measurement result of the coupling loss of the leaky coaxial cable 900 designed for the 2.4 GHz band according to the related art. In FIG. 19, the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents coupling loss (dB). The measured frequencies are 2 GHz band and 5 GHz band. As shown in FIG. 19, the design value of 2.4 GHz band coupling loss is 60 ± 10 dB, which is a standard value for an LCX cable. On the other hand, the coupling loss in the 5 GHz band, which is not a design value, is very low at about 40 dB. This is because, in the leaky coaxial cable 900 designed for the 2.4 GHz band, as shown in FIG. 18, the slot 901 resonates in the 5 GHz band and operates as an antenna to generate strong radiation. In FIG. 19, a indicates a range of 60 ± 5 dB, and b indicates a range of 60 ± 10 dB.

図18と図19の測定結果に示したように、2.4GHz帯用に設計したLCXケーブルを、仮に5GHzにも使用しようとしても、5GHz帯において伝送損失が高くなり、結合損失が低くなり、LCXケーブルを長い長さで使用できなかった。   As shown in the measurement results of FIGS. 18 and 19, even if an LCX cable designed for the 2.4 GHz band is to be used for 5 GHz, the transmission loss increases in the 5 GHz band, and the coupling loss decreases. The LCX cable could not be used with a long length.

図17に示した漏洩同軸ケーブル900を5GHz帯の周波数帯用に設計した場合、スロット901は、外部導体904にピッチPが43mmで、等間隔で且つジグザグに形成されている。また、スロット901は、長さLsが13mm、幅Wsが2mm、軸方向に対する角度θsが25°である。   When the leaky coaxial cable 900 shown in FIG. 17 is designed for a frequency band of 5 GHz, the slots 901 are formed in the outer conductor 904 with a pitch P of 43 mm and at equal intervals and zigzag. The slot 901 has a length Ls of 13 mm, a width Ws of 2 mm, and an angle θs with respect to the axial direction of 25 °.

5GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブル900を2.4GHz帯と5GHz帯の両方に使用した場合の伝送損失と結合損失を測定した結果を説明する。
図20は、従来技術に係る5GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブル900の伝送損失の測定結果を示す図である。図20において、横軸は周波数(GHz)、縦軸は伝送損失(dB/m)である。測定した周波数は、0.1〜9GHzである。図20に示すように、設計値ではない2.4GHz帯の伝送損失は、0.1dB/mで低い。また、設計値の5GHz帯の伝送損失は、0.3dB/mである。このように、図18に対して5GHz帯の伝送損失が改善した理由は、図20に示すように共振を起こす周波数が、5GHzより高周波の約9GHzにシフトしたためである。式(1)を用いて共振周波数を計算すると、約9.1GHzである。
The measurement results of transmission loss and coupling loss when the leaky coaxial cable 900 designed for the 5 GHz band is used in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band will be described.
FIG. 20 is a diagram illustrating a measurement result of transmission loss of a leaky coaxial cable 900 designed for the 5 GHz band according to the related art. In FIG. 20, the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents transmission loss (dB / m). The measured frequency is 0.1 to 9 GHz. As shown in FIG. 20, the 2.4 GHz band transmission loss, which is not a design value, is as low as 0.1 dB / m. Further, the transmission loss in the designed 5 GHz band is 0.3 dB / m. As described above, the reason why the transmission loss in the 5 GHz band is improved with respect to FIG. 18 is that the frequency causing resonance is shifted to about 9 GHz, which is higher than 5 GHz, as shown in FIG. When the resonance frequency is calculated using Equation (1), it is about 9.1 GHz.

図21は、従来技術に係る5GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブル900の結合損失の測定結果を示す図である。図21において、横軸は周波数(GHz)、縦軸は結合損失(dB)である。測定した周波数は、2GHz帯と5GHz帯である。図21に示すように、設計値ではない2.4GHz帯の結合損失は、70dBで高すぎる。一方、設計値である5GHz帯の結合損失は、約60±10dBで標準的な値である。この理由は、5GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブル900は、スロット901の長さLsを2.4GHz帯用に設計した場合のLs=26mmの半分の長さになったため、放射が弱くなったためである。   FIG. 21 is a diagram illustrating a measurement result of the coupling loss of the leaky coaxial cable 900 designed for the 5 GHz band according to the related art. In FIG. 21, the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents coupling loss (dB). The measured frequencies are 2 GHz band and 5 GHz band. As shown in FIG. 21, the 2.4 GHz band coupling loss, which is not the design value, is too high at 70 dB. On the other hand, the coupling loss in the 5 GHz band, which is a design value, is a standard value of about 60 ± 10 dB. This is because the leaky coaxial cable 900 designed for the 5 GHz band has a weaker radiation because the length Ls of the slot 901 is half that of Ls = 26 mm when designed for the 2.4 GHz band. It is.

図20と図21の測定結果に示したように、5GHz帯用に設計したLCXケーブルを、仮に2.4GHzにも使用しようとしても、2.4GHz帯の結合損失が高くなり、使用できなかった。   As shown in the measurement results of FIG. 20 and FIG. 21, even if an LCX cable designed for the 5 GHz band is used for 2.4 GHz, the coupling loss in the 2.4 GHz band becomes high and cannot be used. .

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の周波数帯で使用可能な漏洩同軸ケーブル、および無線通信システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a leaky coaxial cable that can be used in a plurality of frequency bands, and a wireless communication system.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブル(10)は、中心導体(102)と、前記中心導体を同心円状に被覆する絶縁体(高発泡絶縁体103)と、前記絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に2つ以上の長孔状の形状のスロット(101)からなるスロット群(101’)がピッチPsで周期的に設けられた外部導体(104)とを備え、前記スロットの長手方向の長さであるスロット長Lsが、第1の帯域(例えば2.4GHz帯)で結合損失が所定範囲の値となる第1のスロット長と、前記第1の帯域より周波数の高い第2の帯域(例えば5GHz帯)で結合損失が所定範囲の値となる第2のスロット長との間である。   In order to achieve the above object, a leaky coaxial cable (10) according to an aspect of the present invention includes a center conductor (102), an insulator concentrically covering the center conductor (high foam insulator 103), A slot group (101 ′) consisting of two or more slot-shaped slots (101) is periodically provided at a pitch Ps in the length direction of the leaky coaxial cable while covering the insulator concentrically. A slot length Ls, which is a length in the longitudinal direction of the slot, is a first slot length in which a coupling loss has a value within a predetermined range in a first band (for example, 2.4 GHz band). And a second slot length in which the coupling loss is a value within a predetermined range in a second band (for example, 5 GHz band) having a frequency higher than that of the first band.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブル(100)は、中心導体(102)と、前記中心導体を同心円状に被覆する絶縁体(高発泡絶縁体103)と、前記絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に個数がNs(ただしNsは1以上の整数)個の長孔状の形状のスロット(101)からなるスロット群(101’)がピッチPsで周期的に設けられた外部導体(104)とを備え、前記スロットの長手方向の長さであるスロット長Lsであって、前記スロットの共振周波数が、第1の帯域(例えば2.4GHz帯)で結合損失が所定範囲の値となるスロット長による第1の共振周波数と、前記第1の帯域より周波数の高い第2の帯域(例えば5GHz帯)で結合損失が所定範囲の値となるスロット長による第2の共振周波数との間となる、前記スロット長Lsである。   In order to achieve the above object, a leaky coaxial cable (100) according to one aspect of the present invention includes a center conductor (102), an insulator concentrically covering the center conductor (highly foamed insulator 103), A slot group (101 ′) comprising a slot (101 ′) having a slot shape (101) that covers the insulator concentrically and has a number Ns (where Ns is an integer of 1 or more) in the length direction of the leaky coaxial cable. Is a slot length Ls which is a length in the longitudinal direction of the slot, and the resonance frequency of the slot is a first band (for example, 2). .4 GHz band) in which the coupling loss is a value within a predetermined range, and the coupling loss is a value within a predetermined range in a second band having a frequency higher than the first band (for example, 5 GHz band). And The between the second resonance frequency due to the slot length, which is the slot length Ls.

また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記結合損失の所定範囲の値は、60±5dBであるようにしてもよい。   In the leaky coaxial cable according to one aspect of the present invention, the value of the predetermined range of the coupling loss may be 60 ± 5 dB.

また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記ピッチPsは、前記第1の帯域において、少なくとも第1の放射モードを用いて放射し、前記第2の帯域において、少なくとも前記第1の放射モードと第2の放射モードとを用いて放射するように形成されているようにしてもよい。   In the leaky coaxial cable according to one aspect of the present invention, the pitch Ps is radiated using at least the first radiation mode in the first band, and is at least the first in the second band. You may make it form so that it may radiate | emit using a radiation mode and a 2nd radiation mode.

また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロットは、前記漏洩同軸ケーブルの長さ方向に角度θs(°)で傾斜し、前記スロットの数Ns(ただしNsは1以上の整数)であり、前記スロット長Ls(mm)が、次式の関係式
Ls=(0.01θs−2)Ns−0.1θs+21
の関係であるようにしてもよい。
In the leaky coaxial cable according to one aspect of the present invention, the slot is inclined at an angle θs (°) in the length direction of the leaky coaxial cable, and the number Ns of the slots (where Ns is an integer of 1 or more). The slot length Ls (mm) is expressed by the following relational expression Ls = (0.01θs−2) Ns−0.1θs + 21
The relationship may be as follows.

また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロット長Lsは、前記関係式の±10%の範囲であるようにしてもよい。
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロット長Lsは、前記関係式の±5%の範囲であるようにしてもよい。
In the leaky coaxial cable according to one aspect of the present invention, the slot length Ls may be in a range of ± 10% of the relational expression.
In the leaky coaxial cable according to one aspect of the present invention, the slot length Ls may be in a range of ± 5% of the relational expression.

また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロットの角度θsが、5°から90°の間であるようにしてもよい。
また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、前記第1の帯域は、2.4GHz帯であり、前記第2の帯域は、5GHz帯であるようにしてもよい。
In the leaky coaxial cable according to one aspect of the present invention, the slot angle θs may be between 5 ° and 90 °.
In the leaky coaxial cable according to one aspect of the present invention, the first band may be a 2.4 GHz band, and the second band may be a 5 GHz band.

また、本発明の一態様に係る漏洩同軸ケーブルにおいて、λoは使用周波数に対する自由空間波長であり、εrは絶縁体の比誘電率であって、前記ピッチPsは、λo/(1+√(εr))より大きいようにしてもよい。   In the leaky coaxial cable according to one aspect of the present invention, λo is a free space wavelength with respect to a use frequency, εr is a dielectric constant of an insulator, and the pitch Ps is λo / (1 + √ (εr) ) May be larger.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る無線通信システム(1)は、上記のいずれか1つの漏洩同軸ケーブルが第1の周波数帯域と第2の周波数帯域で送信または受信する電波を、受信または送信するアンテナと、前記アンテナを有する端末(41,42)と、を備える。   In order to achieve the above object, a wireless communication system (1) according to one aspect of the present invention is configured to transmit radio waves transmitted or received by any one of the leaky coaxial cables in the first frequency band and the second frequency band. A receiving or transmitting antenna, and terminals (41, 42) having the antenna.

本発明によれば、複数の周波数帯で使用可能な漏洩同軸ケーブル、および無線通信システムを提供できる。   According to the present invention, a leaky coaxial cable that can be used in a plurality of frequency bands and a wireless communication system can be provided.

本実施形態に係る漏洩同軸ケーブルの構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the leaky coaxial cable which concerns on this embodiment. 伝送損失の測定系を示す図である。It is a figure which shows the measurement system of a transmission loss. 結合損失の測定系を示す図である。It is a figure which shows the measurement system of coupling loss. 試作した各種の漏洩同軸ケーブルのスロット角、スロットの個数、スロット長の組み合わせを示す図である。It is a figure which shows the combination of the slot angle of the various leaky coaxial cables made as an experiment, the number of slots, and slot length. 試作した漏洩同軸ケーブルのスロット数Nsとスロット長Lsの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the slot number Ns and the slot length Ls of the trial leaky coaxial cable. スロット角θsが15°、スロット数Nsが1、2個に対する2.4GHz帯と5GHz帯の結合損失の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the coupling loss of 2.4 GHz band and 5 GHz band with respect to the slot angle θs of 15 ° and the number of slots Ns of 1 or 2. スロット角θsが15°、スロット数Nsが3、4個に対する2.4GHz帯と5GHz帯の結合損失の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the coupling loss of 2.4 GHz band and 5 GHz band with respect to the slot angle (theta) s of 15 degrees and the number of slots Ns of 3 and 4. スロット角θsが15°、スロット数Nsが5個に対する2.4GHz帯と5GHz帯の結合損失の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the coupling loss of 2.4 GHz band and 5 GHz band with respect to the slot angle (theta) s of 15 degrees and the number Ns of 5 slots. 図4に示したスロット角θs、スロット数Ns、スロット長Lsの組み合わせによる結合損失の測定結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a measurement result of coupling loss by a combination of the slot angle θs, the number of slots Ns, and the slot length Ls shown in FIG. 4. 図4に示したスロット角θs、スロット数Ns、スロット長Lsの組み合わせによる結合損失の測定結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a measurement result of coupling loss by a combination of the slot angle θs, the number of slots Ns, and the slot length Ls shown in FIG. 4. 本実施形態に係る式(4)の関係式にスロット角θsをパラメータとして、スロット数Nsとスロット長Lsを算出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having calculated slot number Ns and slot length Ls by using slot angle (theta) s as a parameter to the relational expression of Formula (4) which concerns on this embodiment. 図10の結合損失の実測結果に図11に示した計算結果を重ねた図である。FIG. 12 is a diagram in which the calculation result shown in FIG. 11 is superimposed on the actual measurement result of the coupling loss in FIG. 10. 同一条件における2.4GHz帯専用、5GHz帯専用、および2.4GHz帯と5GHz帯両用それぞれの漏洩同軸ケーブルのスロット長Ls、結合損失を示す図である。It is a figure which shows the slot length Ls of the leaky coaxial cable for 2.4 GHz band exclusive use, 5 GHz band exclusive use, and both 2.4 GHz band and 5 GHz band, and a coupling loss on the same conditions. 本実施形態に係る最適なスロット長Lsにおけるスロット共振周波数を算出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having calculated the slot resonant frequency in the optimal slot length Ls which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る漏洩同軸ケーブルのスロットの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the slot of the leaky coaxial cable which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る漏洩同軸ケーブルを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the radio | wireless communications system using the leaky coaxial cable which concerns on this embodiment. 従来技術に係る漏洩同軸ケーブルの構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the leaky coaxial cable which concerns on a prior art. 従来技術に係る2.4GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブルの伝送損失の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the transmission loss of the leaky coaxial cable designed for 2.4 GHz band concerning a prior art. 従来技術に係る2.4GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブルの結合損失の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the coupling loss of the leaky coaxial cable designed for 2.4 GHz band concerning a prior art. 従来技術に係る5GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブルの伝送損失の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the transmission loss of the leaky coaxial cable designed for 5 GHz bands based on a prior art. 従来技術に係る5GHz帯用に設計した漏洩同軸ケーブルの結合損失の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the coupling loss of the leaky coaxial cable designed for 5 GHz bands based on a prior art. 本実施形態に係るスロット群間の第2ピッチが85mmの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。It is a figure which shows the radiation mode chart of the leaky coaxial cable in case the 2nd pitch between the slot groups which concerns on this embodiment is 85 mm. スロット群間の第2ピッチが60mmの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。It is a figure which shows the radiation mode chart of the leaky coaxial cable in case the 2nd pitch between slot groups is 60 mm. スロット群間の第2ピッチが114mmの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。It is a figure which shows the radiation mode chart of the leaky coaxial cable in case the 2nd pitch between slot groups is 114 mm.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る漏洩同軸ケーブル10の構造例を示す図である。
図1に示すように、漏洩同軸ケーブル10は、中心導体102、高発泡絶縁体103(絶縁体)、外部導体104、及びシース105を備える。また、外部導体104は、複数のスロット101を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure example of a leaky coaxial cable 10 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the leaky coaxial cable 10 includes a center conductor 102, a highly foamed insulator 103 (insulator), an outer conductor 104, and a sheath 105. The outer conductor 104 includes a plurality of slots 101.

中心導体102は、例えば外径が5mmの銅線である。高発泡絶縁体103は、例えば外径が12mmの絶縁体であり、中心導体102を同心円状に覆って形成されている。外部導体104は、例えば厚さが0.1mmの銅であり、外径が13mmであり、高発泡絶縁体103を同心円状に覆って形成されている。スロット101は、外部導体104に第1ピッチPs’(mm)の等間隔で形成されている。   The center conductor 102 is, for example, a copper wire having an outer diameter of 5 mm. The highly foamed insulator 103 is an insulator having an outer diameter of 12 mm, for example, and is formed so as to cover the central conductor 102 concentrically. The outer conductor 104 is, for example, copper having a thickness of 0.1 mm, an outer diameter is 13 mm, and is formed so as to cover the highly foamed insulator 103 concentrically. The slots 101 are formed in the outer conductor 104 at equal intervals with a first pitch Ps ′ (mm).

なお、スロット101(11)と、スロット101(12)と、・・・スロット101(1Ns)とが、第1のスロット群101’である。また、スロット101(21)と、スロット101(22)と、・・・スロット101(2Ns)とが、第2のスロット群101’である。このように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10は、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に個数がNs(ただしNsは1以上の整数)個の長孔状の形状のスロットからなるスロット群が周期的に外部導体104に設けられている。   Slot 101 (11), slot 101 (12),... Slot 101 (1Ns) are the first slot group 101 '. Slot 101 (21), slot 101 (22),... Slot 101 (2Ns) are the second slot group 101 '. As described above, in the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment, a slot group consisting of slots having a long hole shape with a number Ns (where Ns is an integer of 1 or more) in the lengthwise direction of the leaky coaxial cable is periodic. Are provided on the outer conductor 104.

スロット101の形状は、図1に示すように、長孔状であり、例えば楕円形、四隅の角丸の角丸四角形等である。また、スロット101は、外部導体104に開口して設けられている。スロット101は、長さがLs(mm)、幅Wsが2mmである。スロット101は、中心導体102の軸方向にNs個(ただし、Nsは1以上の整数)が第1ピッチPs’の等間隔で配置されている。そして、1番目のスロット群101’のスロット101(11)と、2番目のスロット群101’のスロット101(21)との間隔が第2ピッチPs(mm)である。1番目のスロット群101’の1番目のスロット101(11)の隣のスロット101(12)と、2番目のスロット群101’の2番目のスロット101(21)の隣のスロット101(22)との間隔が第2ピッチPsである。なお、図1に示すように、1番目のスロット群101’に含まれるNs個のスロットと、2番目のスロット群101’に含まれるNs個のスロットとは、各スロットの形状やスロットの配置パターンが同じである。このように、第1のスロット群101’と第2のスロット群101’との間隔が第2ピッチPsである。
なお、第1のスロット群101’と第2のスロット群101’のスロットは、漏洩同軸ケーブル10の長手方向に対して垂直な方向に角度(以下、スロット角とも言う)−θs(°)で形成されている。そして、第1のスロット群101’と第2のスロット群101’との間には、漏洩同軸ケーブル10の長手方向に対して垂直な方向に角度+θs(°)のスロットが第1ピッチPsの等間隔でNs個形成されている。そして、第2のスロット群の長手方向(図1のシース105の位置)には、漏洩同軸ケーブル10の長手方向に対して垂直な方向に角度+θs(°)のスロットが第1ピッチPsの等間隔でNs個形成されている。
シース105は、例えば外径が15mm、材質がポリエチレンであり、外部導体104を同心円状に覆って形成されている。
As shown in FIG. 1, the slot 101 has a long hole shape, such as an ellipse or a rounded quadrangle with rounded corners. Further, the slot 101 is provided so as to open to the outer conductor 104. The slot 101 has a length Ls (mm) and a width Ws of 2 mm. Ns slots (where Ns is an integer of 1 or more) are arranged at equal intervals of the first pitch Ps ′ in the axial direction of the central conductor 102. The interval between the slot 101 (11) of the first slot group 101 ′ and the slot 101 (21) of the second slot group 101 ′ is the second pitch Ps (mm). The slot 101 (12) adjacent to the first slot 101 (11) of the first slot group 101 ′ and the slot 101 (22) adjacent to the second slot 101 (21) of the second slot group 101 ′. Is the second pitch Ps. As shown in FIG. 1, the Ns slots included in the first slot group 101 ′ and the Ns slots included in the second slot group 101 ′ are the shape of each slot and the slot arrangement. The pattern is the same. Thus, the interval between the first slot group 101 ′ and the second slot group 101 ′ is the second pitch Ps.
The slots of the first slot group 101 ′ and the second slot group 101 ′ are at an angle (hereinafter also referred to as slot angle) −θs (°) in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the leaky coaxial cable 10. Is formed. Between the first slot group 101 ′ and the second slot group 101 ′, slots having an angle + θs (°) in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the leaky coaxial cable 10 have the first pitch Ps. Ns pieces are formed at equal intervals. In the longitudinal direction of the second slot group (the position of the sheath 105 in FIG. 1), slots having an angle + θs (°) in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the leaky coaxial cable 10 have the first pitch Ps, etc. Ns pieces are formed at intervals.
The sheath 105 is, for example, 15 mm in outer diameter and made of polyethylene, and is formed so as to cover the outer conductor 104 concentrically.

なお、上述したスロット群101’同士の第2ピッチPs(mm)のおおよその値は、次式(2)のように表される。   Note that the approximate value of the second pitch Ps (mm) between the slot groups 101 ′ described above is expressed by the following equation (2).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

式(2)において、λoは使用周波数に対する自由空間波長、εrは絶縁体の比誘電率である。   In Equation (2), λo is a free space wavelength with respect to the operating frequency, and εr is the relative dielectric constant of the insulator.

次に、漏洩同軸ケーブル10の伝送損失、結合損失の測定系について説明する。
図2は、伝送損失の測定系を示す図である。図2に示すように、伝送損失の測定は、漏洩同軸ケーブル10の両端に伝送損失測定器を接続して行う。
図3は、結合損失の測定系を示す図である。図3(A)は側面図であり、図3(B)は平面図である。また、図3は、漏洩同軸ケーブル10の長さ方向の偏波を測定している状況を示す図でもある。
漏洩同軸ケーブル10とアンテナ20との離隔距離はrmである。また、漏洩同軸ケーブル10の一端から入力される入力信号をPinとする。漏洩同軸ケーブル10にはターミネーター11が接続されている。アンテナ20からの出力をPoutとする。なお、アンテナ20は、半波長標準ダイポールアンテナである。
Next, a measurement system for transmission loss and coupling loss of the leaky coaxial cable 10 will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating a transmission loss measurement system. As shown in FIG. 2, the transmission loss is measured by connecting a transmission loss measuring device to both ends of the leaky coaxial cable 10.
FIG. 3 is a diagram illustrating a coupling loss measurement system. FIG. 3A is a side view, and FIG. 3B is a plan view. FIG. 3 is also a diagram illustrating a situation in which the lengthwise polarization of the leaky coaxial cable 10 is measured.
The separation distance between the leaky coaxial cable 10 and the antenna 20 is rm. An input signal input from one end of the leaky coaxial cable 10 is Pin. A terminator 11 is connected to the leaky coaxial cable 10. The output from the antenna 20 is Pout. The antenna 20 is a half-wave standard dipole antenna.

測定は、漏洩同軸ケーブル10の上部rmの位置に平行に、アンテナ20を移動させて行う。なお、漏洩同軸ケーブル10の長さ方向の偏波Exと、漏洩同軸ケーブル10の長さ方向に垂直な方向の偏波Eyの結合損失は、アンテナ20のエレメント(素子)を偏波方向に合わせて測定する。結合損失Lc(dB)は、次式(3)のように表される。   The measurement is performed by moving the antenna 20 in parallel with the position of the upper part rm of the leaky coaxial cable 10. The coupling loss between the polarization Ex in the length direction of the leaky coaxial cable 10 and the polarization Ey in the direction perpendicular to the length direction of the leaky coaxial cable 10 matches the element (element) of the antenna 20 with the polarization direction. To measure. The coupling loss Lc (dB) is expressed as the following equation (3).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

次に、2.4GHz帯と5GHz帯の両方に対応可能な漏洩同軸ケーブル10を検討するため、各種の漏洩同軸ケーブル10を試作して結合損失を実測した。なお、中心導体102の外径が5mm、高発泡絶縁体103の外径が12mm、外部導体104の外径が13mm、シース105の外径が15mm、スロット幅Wsが2mm、スロット群間の第2ピッチPsが85mmである。
図4は、試作した各種の漏洩同軸ケーブル10のスロット角θs、スロットの個数Ns、スロット長Lsの組み合わせを示す図である。図5は、試作した漏洩同軸ケーブル10のスロット数Nsとスロット長Lsの関係を示す図である。
Next, in order to examine the leaky coaxial cable 10 that can handle both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band, various leaky coaxial cables 10 were prototyped and the coupling loss was measured. The outer diameter of the center conductor 102 is 5 mm, the outer diameter of the highly foamed insulator 103 is 12 mm, the outer diameter of the outer conductor 104 is 13 mm, the outer diameter of the sheath 105 is 15 mm, the slot width Ws is 2 mm, The 2 pitch Ps is 85 mm.
FIG. 4 is a diagram showing combinations of the slot angle θs, the number of slots Ns, and the slot length Ls of various types of prototyped leaky coaxial cables 10. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the number of slots Ns and the slot length Ls of the prototype leaky coaxial cable 10.

図4に示すように、スロット角θsが15°でスロット数Nsが1個の場合は、スロット長Lsが19mm、18mm、17mmの3種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが15°でスロット数Nsが2個の場合は、スロット長Lsが16mmの1種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが15°でスロット数Nsが3個の場合は、スロット長Lsが15mm、14mmの2種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが15°でスロット数Nsが4個の場合は、スロット長Lsが12mmの1種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが15°でスロット数Nsが5個の場合は、スロット長Lsが11mm、10mm、9mmの3種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。   As shown in FIG. 4, when the slot angle θs is 15 ° and the number of slots Ns is 1, three types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 19 mm, 18 mm, and 17 mm were manufactured. In the case where the slot angle θs is 15 ° and the number of slots Ns is two, one type of leaky coaxial cable 10 having a slot length Ls of 16 mm was prototyped. In the case where the slot angle θs is 15 ° and the number of slots Ns is 3, two types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 15 mm and 14 mm were made as prototypes. In the case where the slot angle θs is 15 ° and the number of slots Ns is 4, one type of leaky coaxial cable 10 having a slot length Ls of 12 mm was prototyped. In the case where the slot angle θs is 15 ° and the number of slots Ns is 5, three types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 11 mm, 10 mm, and 9 mm were prototyped.

スロット角θsが45°でスロット数Nsが1個の場合は、スロット長Lsが16mm、15mm、14mmの3種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが45°でスロット数Nsが2個の場合は、スロット長Lsが13.5mmの1種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが45°でスロット数Nsが3個の場合は、スロット長Lsが13mm、12mm、11mmの3種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが45°でスロット数Nsが4個の場合は、スロット長Lsが10.5mmの1種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが45°でスロット数Nsが5個の場合は、スロット長Lsが10mm、9mm、8mmの3種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。   In the case where the slot angle θs is 45 ° and the number of slots Ns is 1, three types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 16 mm, 15 mm, and 14 mm were manufactured. In the case where the slot angle θs is 45 ° and the number of slots Ns is two, one type of leaky coaxial cable 10 having a slot length Ls of 13.5 mm was prototyped. In the case where the slot angle θs is 45 ° and the number of slots Ns is 3, three types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 13 mm, 12 mm, and 11 mm were prototyped. In the case where the slot angle θs is 45 ° and the number of slots Ns is 4, one type of leaky coaxial cable 10 having a slot length Ls of 10.5 mm was prototyped. In the case where the slot angle θs is 45 ° and the number of slots Ns is 5, three types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 10 mm, 9 mm, and 8 mm were prototyped.

スロット角θsが90°でスロット数Nsが1個の場合は、スロット長Lsが12mm、11mm、10mmの3種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが90°でスロット数が2個の場合は、スロット長が10mmの1種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが90°でスロット数Nsが3個の場合は、スロット長Lsが10mm、8mmの2種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが90°でスロット数Nsが4個の場合は、スロット長Lsが8mmの1種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。スロット角θsが90°でスロット数Nsが5個の場合は、スロット長Lsが8mm、7mm、6mmの3種類の漏洩同軸ケーブル10を試作した。   In the case where the slot angle θs is 90 ° and the number of slots Ns is 1, three types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 12 mm, 11 mm, and 10 mm were prototyped. When the slot angle θs was 90 ° and the number of slots was two, one type of leaky coaxial cable 10 having a slot length of 10 mm was prototyped. In the case where the slot angle θs is 90 ° and the number of slots Ns is 3, two types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 10 mm and 8 mm were prototyped. In the case where the slot angle θs is 90 ° and the number of slots Ns is 4, one type of leaky coaxial cable 10 having a slot length Ls of 8 mm was prototyped. In the case where the slot angle θs is 90 ° and the number of slots Ns is 5, three types of leaky coaxial cables 10 having a slot length Ls of 8 mm, 7 mm, and 6 mm were prototyped.

図6は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが1、2個に対する2.4GHz帯と5GHz帯の結合損失の測定結果を示す図である。図7は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが3、4個に対する2.4GHz帯と5GHz帯の結合損失の測定結果を示す図である。図8は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが5個に対する2.4GHz帯と5GHz帯の結合損失の測定結果を示す図である。図6〜図8において、横軸は周波数(GHz)、縦軸は結合損失(dB)である。   FIG. 6 is a diagram showing the measurement results of the coupling loss in the 2.4 GHz band and the 5 GHz band when the slot angle θs is 15 ° and the number of slots Ns is 1 or 2. FIG. FIG. 7 is a diagram showing the measurement results of the coupling loss in the 2.4 GHz band and the 5 GHz band for the slot angle θs of 15 ° and the number of slots Ns of 3 and 4. FIG. 8 is a diagram illustrating measurement results of coupling loss in the 2.4 GHz band and the 5 GHz band when the slot angle θs is 15 ° and the number of slots Ns is five. 6 to 8, the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents coupling loss (dB).

図6(A)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが1個、スロット長Lsが19mmの結合損失の測定結果である。図6(B)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが1個、スロット長Lsが18mmの結合損失の測定結果である。図6(C)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが1個、スロット長Lsが17mmの結合損失の測定結果である。図6(D)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが2個、スロット長Lsが16mmの結合損失の測定結果である。   FIG. 6A shows the measurement result of the coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 1, and the slot length Ls is 19 mm. FIG. 6B shows a measurement result of coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 1, and the slot length Ls is 18 mm. FIG. 6C shows a measurement result of coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 1, and the slot length Ls is 17 mm. FIG. 6D shows the measurement result of the coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 2, and the slot length Ls is 16 mm.

図7(A)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが3個、スロット長Lsが15mmの結合損失の測定結果である。図7(B)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが3個、スロット長Lsが14mmの結合損失の測定結果である。図7(C)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが4個、スロット長Lsが12mmの結合損失の測定結果である。   FIG. 7A shows the measurement result of the coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 3, and the slot length Ls is 15 mm. FIG. 7B shows the measurement result of the coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 3, and the slot length Ls is 14 mm. FIG. 7C shows a measurement result of coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 4, and the slot length Ls is 12 mm.

図8(A)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが5個、スロット長Lsが11mmの結合損失の測定結果である。図8(B)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが5個、スロット長Lsが10mmの結合損失の測定結果である。図8(C)は、スロット角θsが15°、スロット数Nsが5個、スロット長Lsが9mmの結合損失の測定結果である。   FIG. 8A shows the measurement result of the coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 5, and the slot length Ls is 11 mm. FIG. 8B shows a measurement result of coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 5, and the slot length Ls is 10 mm. FIG. 8C shows a measurement result of coupling loss when the slot angle θs is 15 °, the number of slots Ns is 5, and the slot length Ls is 9 mm.

同様に、スロット角θsが45°、90°におけるスロット数Nsが1〜5個、図4に示したスロット長Lsでの結合損失も測定した。なお、図4に示したスロット角θs、スロット数Ns、スロット長Lsの組み合わせによる伝送損失はそれぞれ、0.5dB/m以下であった。
図9、図10は、図4に示したスロット角θs、スロット数Ns、スロット長Lsの組み合わせによる結合損失の測定結果を示す図である。図10において、横軸はスロット数Ns(個)、縦軸はスロット数Ls(mm)である。
Similarly, the coupling loss was measured at the slot angle θs of 45 ° and 90 ° at the slot number Ns of 1 to 5 and the slot length Ls shown in FIG. Note that the transmission loss due to the combination of the slot angle θs, the number of slots Ns, and the slot length Ls shown in FIG. 4 was 0.5 dB / m or less, respectively.
9 and 10 are diagrams showing the measurement results of the coupling loss by the combination of the slot angle θs, the number of slots Ns, and the slot length Ls shown in FIG. In FIG. 10, the horizontal axis represents the number of slots Ns (number), and the vertical axis represents the number of slots Ls (mm).

図9、図10において、■は、スロット角θsが15°、結合損失が60±5dBの範囲の結合損失を表す。□は、スロット角θsが15°、結合損失が60±6〜10dBの範囲の結合損失を表す。×は、スロット角θsが15°、結合損失が60±11dB以上の結合損失を表す。
▲は、スロット角θsが45°、結合損失が60±5dBの範囲の結合損失を表す。△は、スロット角θsが45°、結合損失が60±6〜10dBの範囲の結合損失を表す。*は、スロット角θsが45°、結合損失が60±11dB以上の結合損失を表す。
●は、スロット角θsが90°、結合損失が60±5dBの範囲の結合損失を表す。○は、スロット角θsが90°、結合損失が60±6〜10dBの範囲の結合損失を表す。+は、スロット角θsが90°、結合損失が60±11dB以上の結合損失を表す。
9 and 10, ▪ represents the coupling loss in the range where the slot angle θs is 15 ° and the coupling loss is 60 ± 5 dB. □ represents the coupling loss in the range where the slot angle θs is 15 ° and the coupling loss is 60 ± 6 to 10 dB. X represents a coupling loss with a slot angle θs of 15 ° and a coupling loss of 60 ± 11 dB or more.
The symbol ▲ represents the coupling loss in the range where the slot angle θs is 45 ° and the coupling loss is 60 ± 5 dB. Δ represents a coupling loss in a range where the slot angle θs is 45 ° and the coupling loss is 60 ± 6 to 10 dB. * Represents a coupling loss with a slot angle θs of 45 ° and a coupling loss of 60 ± 11 dB or more.
● represents a coupling loss in the range where the slot angle θs is 90 ° and the coupling loss is 60 ± 5 dB. O represents the coupling loss in the range where the slot angle θs is 90 ° and the coupling loss is 60 ± 6 to 10 dB. + Represents a coupling loss with a slot angle θs of 90 ° and a coupling loss of 60 ± 11 dB or more.

また、図9、図10において、結合損失Lc1/結合損失Lc2において、結合損失Lc1が2.4GHz帯の結合損失を表し、結合損失Lc2が5GHz帯の結合損失を表す。   9 and 10, in the coupling loss Lc1 / coupling loss Lc2, the coupling loss Lc1 represents the coupling loss in the 2.4 GHz band, and the coupling loss Lc2 represents the coupling loss in the 5 GHz band.

図9と図10に示した結合損失の測定結果に対して統計的手法を用いて、スロット角θs(°)とスロット数Ns(個)とスロット長Ls(mm)との最適条件となる関係を算出した結果、次式(4)のように表されることを見出した。なお、最適条件は、2.4GHz帯と5GHz帯の両方で結合損失が60±5dBの範囲である。   A statistical method is used for the measurement results of the coupling loss shown in FIGS. 9 and 10, and the relationship as the optimum condition among the slot angle θs (°), the number of slots Ns (pieces), and the slot length Ls (mm) is obtained. As a result of calculation, it was found that the following expression (4) is obtained. The optimum condition is that the coupling loss is 60 ± 5 dB in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band.

Figure 2018157565
Figure 2018157565

なお、式(4)の条件は、スロット幅Wsが2mmであり、スロット群間のピッチPsが85mmである。
図11は、本実施形態に係る式(4)の関係式にスロット角θsをパラメータとして、スロット数Nsとスロット長Lsを算出した結果を示す図である。なお、図11では、スロット角θsは、15°、30°、45°、60°、75°、90°の6種類である。また、スロット数Nsは、1〜5個の5種類である。
Note that the condition of the expression (4) is that the slot width Ws is 2 mm and the pitch Ps between the slot groups is 85 mm.
FIG. 11 is a diagram illustrating the result of calculating the number of slots Ns and the slot length Ls using the slot angle θs as a parameter in the relational expression (4) according to the present embodiment. In FIG. 11, there are six types of slot angles θs: 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 °. Further, there are five types of slots Ns, 1 to 5.

スロット角θsが15°の場合、スロット数Nsが1個の最適なスロット長Lsは17.7mmであり、スロット数Nsが2個の最適なスロット長Lsは15.8mmであり、スロット数Nsが3個の最適なスロット長Lsは14.0mmであり、スロット数Nsが4個の最適なスロット長Lsは12.1mmであり、スロット数Nsが5個の最適なスロット長Lsは10.3mmである。   When the slot angle θs is 15 °, the optimum slot length Ls with one slot number Ns is 17.7 mm, the optimum slot length Ls with two slot numbers Ns is 15.8 mm, and the slot number Ns. The optimum slot length Ls for three slots is 14.0 mm, the optimum slot length Ls for four slots Ns is 12.1 mm, and the optimum slot length Ls for five slots Ns is 10.4 mm. 3 mm.

スロット角θsが30°の場合、スロット数Nsが1個の最適なスロット長Lsは16.3mmであり、スロット数Nsが2個の最適なスロット長Lsは14.6mmであり、スロット数Nsが3個の最適なスロット長Lsは12.9mmであり、スロット数Nsが4個の最適なスロット長Lsは11.2mmであり、スロット数Nsが5個の最適なスロット長Lsは9.5mmである。   When the slot angle θs is 30 °, the optimum slot length Ls with one slot number Ns is 16.3 mm, the optimum slot length Ls with two slot numbers Ns is 14.6 mm, and the slot number Ns. The optimum slot length Ls for three slots is 12.9 mm, the optimum slot length Ls for four slots Ns is 11.2 mm, and the optimum slot length Ls for five slots Ns is 9. 5 mm.

スロット角θsが45°の場合、スロット数Nsが1個の最適なスロット長Lsは15.0mmであり、スロット数Nsが2個の最適なスロット長Lsは13.4mmであり、スロット数Nsが3個の最適なスロット長Lsは11.9mmであり、スロット数Nsが4個の最適なスロット長Lsは10.3mmであり、スロット数Nsが5個の最適なスロット長Lsは8.8mmである。   When the slot angle θs is 45 °, the optimum slot length Ls with one slot number Ns is 15.0 mm, the optimum slot length Ls with two slot numbers Ns is 13.4 mm, and the slot number Ns. The optimum slot length Ls for the three slots is 11.9 mm, the optimum slot length Ls for the four slots Ns is 10.3 mm, and the optimum slot length Ls for the five slots Ns is 8. 8 mm.

スロット角θsが60°の場合、スロット数Nsが1個の最適なスロット長Lsは13.6mmであり、スロット数Nsが2個の最適なスロット長Lsは12.2mmであり、スロット数Nsが3個の最適なスロット長Lsは10.8mmであり、スロット数Nsが4個の最適なスロット長Lsは9.4mmであり、スロット数Nsが5個の最適なスロット長Lsは8.0mmである。   When the slot angle θs is 60 °, the optimum slot length Ls with one slot number Ns is 13.6 mm, the optimum slot length Ls with two slot numbers Ns is 12.2 mm, and the slot number Ns. The optimum slot length Ls for the three slots is 10.8 mm, the optimum slot length Ls for the four slots Ns is 9.4 mm, and the optimum slot length Ls for the five slots Ns is 8. 0 mm.

スロット角θsが75°の場合、スロット数Nsが1個の最適なスロット長Lsは12.3mmであり、スロット数Nsが2個の最適なスロット長Lsは11.0mmであり、スロット数Nsが3個の最適なスロット長Lsは9.8mmであり、スロット数Nsが4個の最適なスロット長Lsは8.5mmであり、スロット数Nsが5個の最適なスロット長Lsは7.3mmである。   When the slot angle θs is 75 °, the optimum slot length Ls with one slot number Ns is 12.3 mm, the optimum slot length Ls with two slot numbers Ns is 11.0 mm, and the slot number Ns. The optimum slot length Ls for the three slots is 9.8 mm, the optimum slot length Ls for the four slots Ns is 8.5 mm, and the optimum slot length Ls for the five slots Ns is 7. 3 mm.

スロット角θsが90°の場合、スロット数Nsが1個の最適なスロット長Lsは10.9mmであり、スロット数Nsが2個の最適なスロット長Lsは9.8mmであり、スロット数Nsが3個の最適なスロット長Lsは8.7mmであり、スロット数Nsが4個の最適なスロット長Lsは7.6mmであり、スロット数Nsが5個の最適なスロット長Lsは6.5mmである。   When the slot angle θs is 90 °, the optimal slot length Ls with one slot number Ns is 10.9 mm, the optimal slot length Ls with two slot numbers Ns is 9.8 mm, and the slot number Ns. The optimum slot length Ls for the three slots is 8.7 mm, the optimum slot length Ls for the four slots Ns is 7.6 mm, and the optimum slot length Ls for the five slots Ns is 6. 5 mm.

このようにスロット数Nsが多くなると、またはスロット角θsが大きくなると、漏洩同軸ケーブル10の外部導体104の内側を漏洩同軸ケーブル10の軸方向に流れる電流の攪乱が大きくなるため結合損失が小さくなる(放射量が多くなる)。このため、スロット数Nsが多くなると、またはスロット角θsが大きくなると、スロット長Lsも短くなる。図11の計算結果は、この現象を裏付けている。   Thus, when the number of slots Ns increases or the slot angle θs increases, the disturbance of the current flowing in the axial direction of the leaky coaxial cable 10 inside the outer conductor 104 of the leaky coaxial cable 10 increases and the coupling loss decreases. (The amount of radiation increases.) For this reason, as the number of slots Ns increases or the slot angle θs increases, the slot length Ls also decreases. The calculation results in FIG. 11 confirm this phenomenon.

図12は、図10の結合損失の実測結果に図11に示した計算結果を重ねた図である。図12において、横軸はスロット数Ns(個)、縦軸はスロット長Ls(mm)である。また、図12において、鎖線は、スロット長Lsの±5%の範囲を示し、一点鎖線は、スロット長Lsの±10%の範囲を示している。
図12より、式(4)を用いて計算したスロット長Ls±5%とすれば結合損失を60±5dBにできる。また、式(4)を用いて計算したスロット長Ls±10%とすれば結合損失を60±10dBにできる。なお、本実施形態において、結合損失の所定範囲の値は、60±10dBである。
12 is a diagram in which the calculation result shown in FIG. 11 is superimposed on the actual measurement result of the coupling loss in FIG. In FIG. 12, the horizontal axis represents the number of slots Ns (number), and the vertical axis represents the slot length Ls (mm). In FIG. 12, the chain line indicates a range of ± 5% of the slot length Ls, and the alternate long and short dash line indicates a range of ± 10% of the slot length Ls.
From FIG. 12, if the slot length Ls ± 5% calculated using equation (4) is used, the coupling loss can be 60 ± 5 dB. Further, if the slot length Ls ± 10% calculated using the equation (4) is used, the coupling loss can be 60 ± 10 dB. In the present embodiment, the value of the predetermined range of the coupling loss is 60 ± 10 dB.

従って、漏洩同軸ケーブル10のスロット101のLsを決定するには、スロット角θsとスロット数Nsを式(4)に代入してスロット長Lsを算出する。続けて、算出したスロット長Lsの±10%とすれば、結合損失が60±10dBの漏洩同軸ケーブル10を決定できる。または、算出したスロット長Lsの±5%とすれば、結合損失が60±5dBの漏洩同軸ケーブル10を決定できる。   Accordingly, in order to determine Ls of the slot 101 of the leaky coaxial cable 10, the slot length Ls is calculated by substituting the slot angle θs and the number of slots Ns into the equation (4). Subsequently, if the calculated slot length Ls is ± 10%, the leaky coaxial cable 10 having a coupling loss of 60 ± 10 dB can be determined. Alternatively, if the calculated slot length Ls is ± 5%, the leaky coaxial cable 10 having a coupling loss of 60 ± 5 dB can be determined.

ここで、同一条件における2.4GHz帯専用、5GHz帯専用、および2.4GHz帯と5GHz帯両用の漏洩同軸ケーブルについて説明する。なお、「2.4GHz帯専用」、「5GHz帯専用」という表現は、その周波数帯でしか用いることができないとう意味ではなく、「その周波数帯で用いた場合では」という程度の意味である。
条件は、中心導体102の外径が5mm、高発泡絶縁体103の外径が12mm、外部導体104の外径が13mm、シース105の外径が15mm、スロット個数Nsが1個、スロット幅Wsが2mm、スロット角θsが15°、スロット群間の第2ピッチPsが85mmである。
Here, leaky coaxial cables for 2.4 GHz band, 5 GHz band, and both 2.4 GHz band and 5 GHz band under the same conditions will be described. Note that the expressions “dedicated to 2.4 GHz band” and “dedicated to 5 GHz band” do not mean that it can be used only in that frequency band, but mean “when used in that frequency band”.
The conditions are as follows: the outer diameter of the central conductor 102 is 5 mm, the outer diameter of the highly foamed insulator 103 is 12 mm, the outer diameter of the outer conductor 104 is 13 mm, the outer diameter of the sheath 105 is 15 mm, the number of slots Ns is 1, and the slot width Ws. Is 2 mm, the slot angle θs is 15 °, and the second pitch Ps between the slot groups is 85 mm.

前述したように2.4GHz帯専用に漏洩同軸ケーブルを設計した場合のスロット長Lsは26mmである。この場合の結合損失は、2.4GHz帯が約55dB、5GHz帯が約40dBであった。
また、図10から、2.4GHz帯専用での最適なスロット長Lsは、18.5mmである。なぜなら、図10から、結合損失62dBとなるLs18mmと、結合損失55dBとなるLs19mmとの間に結合損失60dBとなる最適なLsが存在することが分る。よって、Ls18mmとLs19mmとの中間値である18.5mmを最適なスロット長Lsとした。
As described above, the slot length Ls when the leaky coaxial cable is designed exclusively for the 2.4 GHz band is 26 mm. The coupling loss in this case was about 55 dB in the 2.4 GHz band and about 40 dB in the 5 GHz band.
Further, from FIG. 10, the optimum slot length Ls dedicated to the 2.4 GHz band is 18.5 mm. It can be seen from FIG. 10 that there is an optimum Ls with a coupling loss of 60 dB between Ls of 18 mm with a coupling loss of 62 dB and Ls of 19 mm with a coupling loss of 55 dB. Therefore, the optimum slot length Ls is set to 18.5 mm, which is an intermediate value between Ls 18 mm and Ls 19 mm.

また、図10から、5GHz帯専用に漏洩同軸ケーブルを設計した場合の最適なスロット長Lsは、5GHz帯で結合損失が約60dBとなる約17.0mmがより好ましい。この場合、2.4GHz帯の結合損失は、図10から約65dB程度である。   Further, from FIG. 10, the optimum slot length Ls when a leaky coaxial cable is designed exclusively for the 5 GHz band is more preferably about 17.0 mm at which the coupling loss is about 60 dB in the 5 GHz band. In this case, the coupling loss in the 2.4 GHz band is about 65 dB from FIG.

一方、上述したように、2.4GHz帯と5GHz帯の両方に対応した本実施形態の漏洩同軸ケーブル10の最適なスロット長Lsは、図11に示したように17.7mm(≒18mm)であった。この場合の結合損失は、図10に示したように2.4GHz帯が62dB、5GHz帯が55dBであった。   On the other hand, as described above, the optimum slot length Ls of the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment corresponding to both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band is 17.7 mm (≈18 mm) as shown in FIG. there were. The coupling loss in this case was 62 dB in the 2.4 GHz band and 55 dB in the 5 GHz band as shown in FIG.

これらの結果をまとめると、図13のようになる。図13は、同一条件における2.4GHz帯専用、5GHz帯専用、および2.4GHz帯と5GHz帯両用それぞれの漏洩同軸ケーブルのスロット長Ls、結合損失を示す図である。
このように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10のスロット長Lsは、次式(5)の関係である。この場合の結合損失は、2.4GHz帯が62dB、5GHz帯が55dBであった。
These results are summarized as shown in FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating the slot length Ls and coupling loss of the leaky coaxial cable for 2.4 GHz band, 5 GHz band, and both 2.4 GHz band and 5 GHz band, under the same conditions.
Thus, the slot length Ls of the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment has the relationship of the following equation (5). The coupling loss in this case was 62 dB in the 2.4 GHz band and 55 dB in the 5 GHz band.

Figure 2018157565
Figure 2018157565

すなわち、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10のスロット101は、スロット幅Wsとスロット角θsとスロット群間の第2ピッチPsが同一の場合のスロット長Lsは、2.4GHz帯専用の18.5mmより短く、5GHz帯専用の17.0mmより長い。
そして、図13に示したように、2.4GHz帯と5GHz帯両用のスロット長Lsは、次式(6)を用いて簡易的に算出することもできる。
That is, the slot 101 of the leaky coaxial cable 10 according to the present embodiment has a slot length Ls of 18.5 mm dedicated to the 2.4 GHz band when the slot width Ws, the slot angle θs, and the second pitch Ps between the slot groups are the same. It is shorter and longer than 17.0 mm dedicated to the 5 GHz band.
As shown in FIG. 13, the slot length Ls for both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band can be simply calculated using the following equation (6).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

例えば、図13の値を式(6)に代入すると、2.4GHz帯と5GHz帯両用のスロット長Lsは、17.7mm(=(18.5+17.0)/2)となる(小数点以下2桁目の値は切り捨て)。   For example, when the value of FIG. 13 is substituted into Expression (6), the slot length Ls for both 2.4 GHz band and 5 GHz band is 17.7 mm (= (18.5 + 17.0) / 2) (2 decimal places) The value in the digit is rounded down).

次に、スロットの共振周波数(以下、スロット共振周波数という)について説明する。
図14は、本実施形態に係る最適なスロット長Lsにおけるスロット共振周波数を算出した結果を示す図である。なお、スロット共振周波数は、前述した式(1)にスロット幅Ws=2mm、最適なスロット長Ls、Co、εr=1.2を代入することで算出できる。
図14に示すように、スロット数Nsが1個、スロット角θsが15°、30°、45°、60°、75°、90°の場合のスロット共振周波数は、順に約6.9GHz、約7.5GHz、約8.1GHz、約8.8GHz、約9.6GHz、約10.6GHzである。また、スロット数Nsが2個、スロット角θsが15°、30°、45°、60°、75°、90°の場合のスロット共振周波数は、順に約7.7GHz、約8.2GHz、約8.9GHz、約9.6GHz、約10.5GHz、約11.6GHzである。また、スロット数Nsが3個、スロット角θsが15°、30°、45°、60°、75°、90°の場合のスロット共振周波数は、順に約8.6GHz、約9.2GHz、約9.8GHz、約10.7GHz、約11.6GHz、約12.8GHzである。また、スロット数Nsが4個、スロット角θsが15°、30°、45°、60°、75°、90°の場合のスロット共振周波数は、順に約9.7GHz、約10.4GHz、約11.1GHz、約12.0GHz、約13.0GHz、約14.3GHzである。また、スロット数Nsが5個、スロット角θsが15°、30°、45°、60°、75°、90°の場合のスロット共振周波数は、順に約11.1GHz、約11.9GHz、約12.7GHz、約13.7GHz、約14.7GHz、約16.1GHzである。
Next, the slot resonance frequency (hereinafter referred to as the slot resonance frequency) will be described.
FIG. 14 is a diagram illustrating a result of calculating the slot resonance frequency at the optimum slot length Ls according to the present embodiment. The slot resonance frequency can be calculated by substituting the slot width Ws = 2 mm, the optimum slot length Ls, Co, and εr = 1.2 into the above-described equation (1).
As shown in FIG. 14, when the slot number Ns is 1 and the slot angle θs is 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 °, the slot resonance frequency is about 6.9 GHz in order. 7.5 GHz, about 8.1 GHz, about 8.8 GHz, about 9.6 GHz, and about 10.6 GHz. The slot resonance frequencies when the slot number Ns is 2 and the slot angle θs is 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 ° are about 7.7 GHz, about 8.2 GHz, and about 8.9 GHz, about 9.6 GHz, about 10.5 GHz, and about 11.6 GHz. The slot resonance frequencies when the number of slots Ns is 3 and the slot angle θs is 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 ° are about 8.6 GHz, about 9.2 GHz, and about 9.8 GHz, about 10.7 GHz, about 11.6 GHz, and about 12.8 GHz. The slot resonance frequencies when the number of slots Ns is 4 and the slot angle θs is 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 ° are about 9.7 GHz, about 10.4 GHz, and about 11.1 GHz, about 12.0 GHz, about 13.0 GHz, and about 14.3 GHz. The slot resonance frequencies when the slot number Ns is 5 and the slot angle θs is 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 ° are about 11.1 GHz, about 11.9 GHz, and about 12.7 GHz, about 13.7 GHz, about 14.7 GHz, and about 16.1 GHz.

ここで、スロット数Nsが1個、スロット群間の第2ピッチPsが85mm、スロット角θsが15°、スロット幅Wsが2mmの条件で、スロット共振周波数を比較する。
2.4GHz帯専用の漏洩同軸ケーブルにおけるスロット共振周波数は、スロット長Lsが26mmの場合が約4.9GHz、上述した最適なスロット長Lsが18.5mmの場合が約6.7GHzである。
5GHz帯専用の漏洩同軸ケーブルにおけるスロット共振周波数は、上述したようにスロット長Ls=17.0mmが最適なスロット長であるため、約7.2GHzである。
そして、2,4GHz帯と5GHz帯の両方の帯域に最適化した漏洩同軸ケーブル10の最適なスロット長Lsは、上述したように約17.7mmである。このため、2.4GHz帯と5GHz帯の両方の帯域に漏洩同軸ケーブルにおけるスロット共振周波数は、約6.9GHzである。
このように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10のスロット共振周波数は、次式(7)の関係である。
Here, the slot resonance frequencies are compared under the condition that the number of slots Ns is 1, the second pitch Ps between the slot groups is 85 mm, the slot angle θs is 15 °, and the slot width Ws is 2 mm.
The slot resonance frequency of the leaky coaxial cable dedicated to the 2.4 GHz band is about 4.9 GHz when the slot length Ls is 26 mm, and about 6.7 GHz when the optimum slot length Ls is 18.5 mm.
The slot resonance frequency in the leaky coaxial cable dedicated to the 5 GHz band is about 7.2 GHz since the slot length Ls = 17.0 mm is the optimum slot length as described above.
The optimum slot length Ls of the leaky coaxial cable 10 optimized for both the 2, 4 GHz band and the 5 GHz band is about 17.7 mm as described above. For this reason, the slot resonance frequency in the leaky coaxial cable in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band is about 6.9 GHz.
As described above, the slot resonance frequency of the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment has the relationship of the following expression (7).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

すなわち、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10のスロット共振周波数は、2.4GHz専用のスロット共振周波数と5GHz専用のスロット共振周波数との間の値である。   That is, the slot resonance frequency of the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment is a value between the slot resonance frequency dedicated for 2.4 GHz and the slot resonance frequency dedicated for 5 GHz.

ここで、2.4GHz帯と5GHz帯の両方の帯域に対応させるために、スロットの共振周波数を5GHz帯専用以上にした場合を検討する。従来技術の図19のように、2.4GHz帯専用にスロット共振周波数を設計した漏洩同軸ケーブルでは、2.4GHz帯で結合損失60±5dBが得られても、5GHz帯では結合損失が約40dBで低い。このように、2.4GHz帯と5GHz帯の両方の帯域に対応させる場合は、高い方の帯域では、目的とする結合損失が得られない。他方、従来技術の図21のように、5GHz帯専用にスロット共振周波数を設計した漏洩同軸ケーブルでは、5GHz帯で結合損失60±5dBが得られても、2.4GHz帯では結合損失が約70dBで高い。このように、2.4GHz帯と5GHz帯の両方の帯域に対応させる場合は、低い方の帯域では、目的とする結合損失が得られない。そこで、上述したように、本実施形態では、2.4GHz帯と5GHz帯の両方の帯域に対応させるために、スロット共振周波数を、2.4GHz帯専用の漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数と5GHz帯専用の漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数との間になるようにした。これを拡張すると、第1の帯域B1と第2の帯域B2の両方の帯域に対応させるためには、スロット共振周波数を、第1の帯域B1の専用スロット共振周波数と第2の帯域B2の専用スロット共振周波数との間になるようにすればよい。ただし、この条件は、上述したように、中心導体102の外径、高発泡絶縁体103の外径、外部導体104の外径、シース105の外径、スロット幅Ws、スロット角θs、スロット群間の第2ピッチPs、スロット数Nsが、2.4GHz帯専用、5GHz帯専用、および2.4GHz帯と5GHz帯の両用(本実施形態)とで同一であることである。すなわち、例えばスロット数Nsが3個の場合、2.4GHz帯と5GHz帯の両用(本実施形態)のスロット長Lsは、スロット数Ns3個の2.4GHz帯専用のスロット共振周波数と、スロット数Ns3個の5GHz帯専用のスロット共振周波数との間にスロット共振周波数がなる長さである。   Here, in order to correspond to both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band, a case where the resonance frequency of the slot is set to be dedicated to the 5 GHz band or more will be considered. As shown in FIG. 19 of the prior art, a leaky coaxial cable designed with a slot resonance frequency exclusively for the 2.4 GHz band has a coupling loss of 60 ± 5 dB in the 2.4 GHz band, but the coupling loss is about 40 dB in the 5 GHz band. It is low. As described above, when both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band are used, the desired coupling loss cannot be obtained in the higher band. On the other hand, as shown in FIG. 21 of the prior art, in the leaky coaxial cable in which the slot resonance frequency is designed exclusively for the 5 GHz band, even if a coupling loss of 60 ± 5 dB is obtained in the 5 GHz band, the coupling loss is about 70 dB in the 2.4 GHz band. It is expensive. As described above, when both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band are used, the intended coupling loss cannot be obtained in the lower band. Therefore, as described above, in this embodiment, in order to correspond to both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band, the slot resonance frequency is set to the slot resonance frequency of the leaky coaxial cable dedicated to the 2.4 GHz band and the 5 GHz band. It was made to be between the slot resonance frequency of the dedicated leaky coaxial cable. When this is expanded, in order to correspond to both the first band B1 and the second band B2, the slot resonance frequency is changed to the dedicated slot resonance frequency of the first band B1 and the dedicated band resonance of the second band B2. What is necessary is just to be between slot resonance frequencies. However, as described above, this condition is that the outer diameter of the center conductor 102, the outer diameter of the highly foamed insulator 103, the outer diameter of the outer conductor 104, the outer diameter of the sheath 105, the slot width Ws, the slot angle θs, the slot group The second pitch Ps between them and the number of slots Ns are the same for 2.4 GHz band only, 5 GHz band only, and both 2.4 GHz band and 5 GHz band (this embodiment). That is, for example, when the number of slots Ns is 3, the slot length Ls for both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band (this embodiment) is the slot resonance frequency dedicated to the 2.4 GHz band with Ns3 slots and the number of slots. The slot resonance frequency is between Ns3 slot resonance frequencies dedicated to the 5 GHz band.

次に、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10のスロットに配置例を説明する。
図15は、本実施形態に係る漏洩同軸ケーブル10のスロットの配置例を示す図である。なお、図15に示す例は、スロット角θsは45°の例である。
漏洩同軸ケーブル10Aは、スロット数Nsが1の例であり、スロット長がLsaである。1つ目のスロット群101’のスロット101(11)と、2つ目のスロット群101’のスロット101(21)との第2ピッチはPsである。
漏洩同軸ケーブル10Bは、スロット数Nsが3の例であり、スロット長がLsaより短いLsbである。1つ目のスロット群101’の1番目のスロット101(11)と、2つ目のスロット群101’の1番目のスロット101(21)との第2ピッチはPsであり、1つ目のスロット群101’の2番目のスロット101(12)と、2つ目のスロット群101’の2番目のスロット101(22)との第2ピッチはPsであり、1つ目のスロット群101’の3番目のスロット101(13)と、2つ目のスロット群101’の3番目スロット101(23)との第2ピッチはPsである。
Next, an example of arrangement in the slot of the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment will be described.
FIG. 15 is a view showing an example of the slot arrangement of the leaky coaxial cable 10 according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 15, the slot angle θs is 45 °.
The leaky coaxial cable 10A is an example in which the number of slots Ns is 1, and the slot length is Lsa. The second pitch between the slot 101 (11) of the first slot group 101 ′ and the slot 101 (21) of the second slot group 101 ′ is Ps.
The leaky coaxial cable 10B is an example in which the number of slots Ns is 3, and the slot length is Lsb shorter than Lsa. The second pitch between the first slot 101 (11) of the first slot group 101 ′ and the first slot 101 (21) of the second slot group 101 ′ is Ps, The second pitch between the second slot 101 (12) of the slot group 101 ′ and the second slot 101 (22) of the second slot group 101 ′ is Ps, and the first slot group 101 ′. The second pitch between the third slot 101 (13) and the third slot 101 (23) of the second slot group 101 ′ is Ps.

なお、図15において、スロット101(11)と、スロット101(12)と、スロット101(13)とが、1つのスロット群101’である。また、漏洩同軸ケーブル10Aにおいては、スロット101(11)が1つのスロット群101’である。このように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10は、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に個数がNs(ただしNsは1以上の整数)個の長孔状の形状のスロットからなるスロット群が周期的に外部導体104に設けられている。   In FIG. 15, a slot 101 (11), a slot 101 (12), and a slot 101 (13) form one slot group 101 '. In the leaky coaxial cable 10A, the slot 101 (11) is one slot group 101 '. As described above, in the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment, a slot group consisting of slots having a long hole shape with a number Ns (where Ns is an integer of 1 or more) in the lengthwise direction of the leaky coaxial cable is periodic. Are provided on the outer conductor 104.

このように、本実施形態では、複数のスロット101を配置する場合、1番目のスロットの右に順に配置される。なお、漏洩同軸ケーブル10Bにおいて、1番目のスロット101(11)と2番目のスロット101(12)との第1ピッチPs’と、2番目のスロット101(12)と3番目のスロット101(13)との第1ピッチPs’とは同じ長さである。   Thus, in the present embodiment, when a plurality of slots 101 are arranged, they are arranged in order to the right of the first slot. In the leaky coaxial cable 10B, the first pitch Ps ′ between the first slot 101 (11) and the second slot 101 (12), the second slot 101 (12), and the third slot 101 (13). ) And the first pitch Ps ′ have the same length.

ここで、スロット101がNs個の場合の第1ピッチPs’は次式(8)で表される。例えば、3個の場合のスロット間同士の第1ピッチPs’は(1/9)Psである。   Here, the first pitch Ps ′ when the number of slots 101 is Ns is expressed by the following equation (8). For example, the first pitch Ps' between slots in the case of three is (1/9) Ps.

Figure 2018157565
Figure 2018157565

以上のように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10は、2.4GHz帯と5GHz帯の複数の周波数帯に対応させるため、スロット101の共振周波数を2.4GHz帯専用のスロット共振周波数と5GHz帯専用のスロット共振周波数との間の周波数にシフトさせるようにした。この結果、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10は、スロット数Nsが同じ個数の場合、スロット101のスロット長Lsが、2.4GHz帯専用のスロット長より短く5GHz帯専用のスロット長より長い。
また、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10は、スロット長を短くした場合に結合損失が大きくなるため、第1番目のスロット101(11)の隣に同じスロット長Lsのスロット101(12)、・・・を複数個設けることで、最適な結合損失を得ることができる。
As described above, the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment corresponds to a plurality of frequency bands of 2.4 GHz band and 5 GHz band, so that the resonance frequency of the slot 101 is the slot resonance frequency dedicated to the 2.4 GHz band and the 5 GHz band. The frequency is shifted to a frequency between the dedicated slot resonance frequency. As a result, in the leaky coaxial cable 10 of this embodiment, when the number of slots Ns is the same, the slot length Ls of the slot 101 is shorter than the slot length dedicated for the 2.4 GHz band and longer than the slot length dedicated for the 5 GHz band.
Also, the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment has a large coupling loss when the slot length is shortened, so the slot 101 (12) having the same slot length Ls is adjacent to the first slot 101 (11).・ By providing a plurality of, it is possible to obtain an optimum coupling loss.

また、本実施形態では、中心導体102の外径が5mm、高発泡絶縁体103の外径が12mm、外部導体104の外径が13mm、シース105の外径が15mm、スロット幅Wsが2mm、スロット群間の第2ピッチPsが85mmの漏洩同軸ケーブル10を、2.4GHz帯と5GHz帯の両方の帯域で用いることができるスロット長Ls、スロット角θs、スロット数Nsの関係を式(4)で決定した。   In the present embodiment, the outer diameter of the center conductor 102 is 5 mm, the outer diameter of the highly foamed insulator 103 is 12 mm, the outer diameter of the outer conductor 104 is 13 mm, the outer diameter of the sheath 105 is 15 mm, the slot width Ws is 2 mm, The relationship between the slot length Ls, the slot angle θs, and the number of slots Ns in which the leaky coaxial cable 10 having the second pitch Ps between the slot groups of 85 mm can be used in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band is expressed by the equation (4 ).

これにより、本実施形態によれば、複数の周波数帯で使用可能な漏洩同軸ケーブル10を実現することができる。   Thereby, according to this embodiment, the leaky coaxial cable 10 which can be used in a several frequency band is realizable.

なお、上述した漏洩同軸ケーブル10は、2.4GHz帯と5GHz帯の電波を送信または受信を行うことができる。   The above-described leaky coaxial cable 10 can transmit or receive radio waves in the 2.4 GHz band and the 5 GHz band.

<無線通信システム>
次に、上述した漏洩同軸ケーブル10を用いた無線通信システム1を説明する。
図16は、本実施形態に係る漏洩同軸ケーブル10を用いた無線通信システム1の構成例を示す図である。
図16に示すように、漏洩同軸ケーブル10には、アクセスポイント30が接続されている。アクセスポイント30は、漏洩同軸ケーブル10によって2.4GHz帯と5GHz帯の電波の送受信を行う。
端末41は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯ゲーム機器等であり、2.4GHz帯を用いて、無線通信を行う。端末41は、少なくとも2.4GHz帯で電波を受信または送信するアンテナ411を備えている。
端末42は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯ゲーム機器等であり、5GHz帯を用いて、無線通信を行う。端末43は、少なくとも5GHz帯で電波を受信または送信するアンテナ421を備えている。
<Wireless communication system>
Next, a radio communication system 1 using the above-described leaky coaxial cable 10 will be described.
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the wireless communication system 1 using the leaky coaxial cable 10 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 16, an access point 30 is connected to the leaky coaxial cable 10. The access point 30 transmits and receives radio waves in the 2.4 GHz band and the 5 GHz band using the leaky coaxial cable 10.
The terminal 41 is, for example, a smartphone, a tablet terminal, a portable game device, or the like, and performs wireless communication using the 2.4 GHz band. The terminal 41 includes an antenna 411 that receives or transmits radio waves in at least the 2.4 GHz band.
The terminal 42 is, for example, a smartphone, a tablet terminal, a portable game device, or the like, and performs wireless communication using a 5 GHz band. The terminal 43 includes an antenna 421 that receives or transmits radio waves in at least the 5 GHz band.

図16に示した無線通信システム1を用いて実験を行った結果、2.4GHz帯、5GHz帯ともに安定した無線通信が可能であった。
この実験結果からも、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10は、2.4GHz帯と5GHz帯の両方の帯域で良好な無線通信を実現できることが確認できた。
As a result of experiments using the wireless communication system 1 shown in FIG. 16, stable wireless communication was possible in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band.
Also from this experimental result, it was confirmed that the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment can achieve good wireless communication in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band.

なお、上述した例では、2.4GHz帯と5GHz帯に対応した漏洩同軸ケーブル10を例に説明したが、複数の帯域は他の周波数帯であってもよい。例えば、第1の帯域B1、第1の帯域B1より周波数が高い第2の帯域B2の場合、以下の条件のうち少なくとも1つを満足するように設定する。
条件I.漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数を、第1の帯域B1専用の漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数と第2の帯域B2専用の漏洩同軸ケーブルのスロット共振周波数との間に設定
条件II.スロット長Lsを、第1の帯域B1専用の漏洩同軸ケーブルのスロット長Lsより短く、第2の帯域B2専用の漏洩同軸ケーブルのスロット長Lsより長く設定
条件III.第1の帯域B1に最適なスロット長Lsと、第2の帯域B2に最適なスロット長Lsとの平均値(式(6))
In the example described above, the leaky coaxial cable 10 corresponding to the 2.4 GHz band and the 5 GHz band has been described as an example, but the plurality of bands may be other frequency bands. For example, in the case of the first band B1 and the second band B2 having a frequency higher than that of the first band B1, settings are made so as to satisfy at least one of the following conditions.
Condition I. Setting the slot resonant frequency of the leaky coaxial cable between the slot resonant frequency of the leaky coaxial cable dedicated to the first band B1 and the slot resonant frequency of the leaky coaxial cable dedicated to the second band B2 II. The slot length Ls is shorter than the slot length Ls of the leaky coaxial cable dedicated to the first band B1, and longer than the slot length Ls of the leaky coaxial cable dedicated to the second band B2. Setting conditions III. The best slot length Ls 1 in the first band B1, the optimal average of the slot length Ls 2 in the second band B2 (equation (6))

このように、条件I〜条件IIIのうち少なくとも1つを満足するように設定することで、2つの帯域に対応できる漏洩同軸ケーブル10を提供することができる。   Thus, by setting so as to satisfy at least one of the conditions I to III, it is possible to provide the leaky coaxial cable 10 that can handle two bands.

<漏洩同軸ケーブル10のスロット群101’同士の第2ピッチPs>
次に、実施形態における漏洩同軸ケーブル10のスロット群101’同士の第2ピッチPsについて、さらに説明する。
<Second Pitch Ps Between Slot Groups 101 ′ of Leaky Coaxial Cable 10>
Next, the second pitch Ps between the slot groups 101 ′ of the leaky coaxial cable 10 in the embodiment will be further described.

まず、モード発生周波数fsm(MHz)、モード共振周波数fsrm(MHz)について説明する。モード発生周波数fsmは、m次のモードが発生する周波数で、後述するように放射角が−90°となる周波数である。また、モード共振周波数fsrmは、m次のモードの共振周波数であり、後述するように放射角が0°となる周波数である。なお、モードとは、放射モードである。   First, the mode generation frequency fsm (MHz) and the mode resonance frequency fsrm (MHz) will be described. The mode generation frequency fsm is a frequency at which the m-th order mode is generated, and is a frequency at which the radiation angle is −90 ° as will be described later. The mode resonance frequency fsrm is the m-th order mode resonance frequency and is a frequency at which the radiation angle becomes 0 ° as will be described later. The mode is a radiation mode.

モード発生周波数を与える第2ピッチPsが次式(9)で表されるため、モード発生周波数fsm(MHz)は次式(10)のように表される。なお、式(9)において、Coは、光速度、εrは絶縁体の比誘電率である。また、mはモードを表し、例えばm=1がθ−1モード(第1の放射モード)である。 Since the second pitch Ps giving the mode generation frequency is expressed by the following equation (9), the mode generation frequency fsm (MHz) is expressed by the following equation (10). In Equation (9), Co is the speed of light, and εr is the relative dielectric constant of the insulator. Further, m represents an mode, for example m = 1 is theta -1 mode (first radiation mode).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

Figure 2018157565
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式(10)より、θ−1モードのモード発生周波数fs1(GHz)は、次式(11)のように、1.68GHzである。 From the equation (10), the mode generation frequency fs1 (GHz) of the θ- 1 mode is 1.68 GHz as in the following equation (11).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

式(10)より、θ−2モード(第2の放射モード)のモード発生周波数fs2(GHz)は、次式(12)のように、3.37GHzである。 From Expression (10), the mode generation frequency fs2 (GHz) in the θ- 2 mode (second radiation mode) is 3.37 GHz as shown in the following Expression (12).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

式(10)より、θ−3モード(第3の放射モード)のモード発生周波数fs3(GHz)は、次式(13)のように、5.05GHzである。 From the equation (10), the mode generation frequency fs3 (GHz) in the θ- 3 mode (third radiation mode) is 5.05 GHz as in the following equation (13).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

次に、モード共振周波数を与える第2ピッチPsが次式(14)で表されるため、モード共振周波数fsrm(MHz)は次式(15)のように表される。   Next, since the second pitch Ps giving the mode resonance frequency is expressed by the following equation (14), the mode resonance frequency fsrm (MHz) is expressed by the following equation (15).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

Figure 2018157565
Figure 2018157565

式(15)より、θ−1モードのモード共振周波数fsr1(GHz)は、次式(16)のように、3.22GHzである。 From the equation (15), the mode resonance frequency fsr1 (GHz) of the θ- 1 mode is 3.22 GHz as in the following equation (16).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

式(15)より、θ−2モードのモード共振周波数fsr2(GHz)は、次式(17)のように、6.44GHzである。 From the equation (15), the mode resonance frequency fsr2 (GHz) of the θ- 2 mode is 6.44 GHz as in the following equation (17).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

上述したモード発生周波数fsm(fs1、fs2、fs3)、モード共振周波数fsrm(fsr1、fsr2)をモードチャート上に示すと図22のようになる。
図22は、本実施形態に係るピッチが85mmの場合の漏洩同軸ケーブル10の放射モードチャートを示す図である。図22において、横軸は周波数(MHz)、縦軸は放射角(°)である。なお、図22は、スロット群間の第2ピッチPsが85mm、比誘電率εrを1.2で計算した結果である。また、符号g21は最低次モードのθ−1モードであり、符号g22はθ−2モードであり、符号g23はθ−3モードである。
FIG. 22 shows the mode generation frequency fsm (fs1, fs2, fs3) and the mode resonance frequency fsrm (fsr1, fsr2) described above on the mode chart.
FIG. 22 is a diagram showing a radiation mode chart of the leaky coaxial cable 10 when the pitch according to the present embodiment is 85 mm. In FIG. 22, the horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents radiation angle (°). FIG. 22 shows the calculation result when the second pitch Ps between the slot groups is 85 mm and the relative dielectric constant εr is 1.2. Further, the symbol g21 is the lowest order mode θ- 1 mode, the symbol g22 is the θ- 2 mode, and the symbol g23 is the θ- 3 mode.

図22の符号g21に示すように、最低次モードのθ−1モードでは、モード発生周波数fs1が1.68GHzであり、モード共振周波数fsr1が3.22GHzである。また、符号g21に示すように、モード発生周波数fs1の放射角が−90°であり、モード共振周波数fsr1の放射角が0°であり、周波数がモード共振周波数fsr1以上の放射角は0°から正の角度に増加していく。 As indicated by reference numeral g21 in FIG. 22, in the θ- 1 mode of the lowest order mode, the mode generation frequency fs1 is 1.68 GHz, and the mode resonance frequency fsr1 is 3.22 GHz. Further, as indicated by reference sign g21, the radiation angle of the mode generation frequency fs1 is −90 °, the radiation angle of the mode resonance frequency fsr1 is 0 °, and the radiation angle of the frequency equal to or higher than the mode resonance frequency fsr1 is from 0 °. It increases to a positive angle.

また、符号g22に示すように、θ−2モードでは、モード発生周波数fs2が3.37GHzである。また、符号g22に示すように、モード発生周波数fs2の放射角が−90°であり、周波数の増加とともにモード共振周波数fsr2の6.44GHzに向かって放射角が0°に近づいていく。なお、モード共振周波数fsr2で放射角が0°になり、周波数がモード共振周波数fsr2以上の放射角は0°から正の角度に増加していく。 As indicated by reference sign g22, in the θ- 2 mode, the mode generation frequency fs2 is 3.37 GHz. As indicated by reference sign g22, the radiation angle of the mode generation frequency fs2 is −90 °, and the radiation angle approaches 0 ° toward the 6.44 GHz of the mode resonance frequency fsr2 as the frequency increases. The radiation angle becomes 0 ° at the mode resonance frequency fsr2, and the radiation angle having a frequency equal to or higher than the mode resonance frequency fsr2 increases from 0 ° to a positive angle.

また、符号g23に示すように、θ−3モードでは、モード発生周波数fs3が5.05GHzである。また、符号g23に示すように、モード発生周波数fs3の放射角が−90°であり、周波数の増加とともにモード共振周波数fsr3に向かって放射角が0°に近づいていく。なお、モード共振周波数fsr3で放射角が0°になり、周波数がモード共振周波数fsr3以上の放射角は0°から正の角度に増加していく。 Further, as indicated by reference numeral g23, the theta -3 mode, mode generating frequency fs3 is 5.05GHz. Further, as indicated by reference sign g23, the radiation angle of the mode generation frequency fs3 is −90 °, and the radiation angle approaches 0 ° toward the mode resonance frequency fsr3 as the frequency increases. Note that the radiation angle becomes 0 ° at the mode resonance frequency fsr3, and the radiation angle having a frequency equal to or higher than the mode resonance frequency fsr3 increases from 0 ° to a positive angle.

そして、図22に示すように、スロット群101’間の第2ピッチPsを85mmに設定することで、2.4GHz帯では、θ−1モードが放射に寄与する。また、5GHz帯では、θ−1モードとθ−2モードとθ−3モードとが放射に寄与する。このように、本実施形態では、スロット群間の第2ピッチPs=85mmの条件にすることで、漏洩同軸ケーブル10を2.4GHz帯と5GHz帯の双方で放射されることができる。 Then, as shown in FIG. 22, by setting the second pitch Ps between the slot groups 101 ′ to 85 mm, the θ- 1 mode contributes to radiation in the 2.4 GHz band. In the 5 GHz band, the θ- 1 mode, the θ- 2 mode, and the θ- 3 mode contribute to radiation. Thus, in the present embodiment, the leaky coaxial cable 10 can be radiated in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band by setting the second pitch Ps between the slot groups to 85 mm.

ここで、スロット群間の第2ピッチPsの条件を検討する。
2.4GHzの波長λoは125mmである。この条件でのスロット群間の第2ピッチPsの下限は、Ps>125/(1+√1.2)=60mmとなる。
Here, the condition of the second pitch Ps between the slot groups will be examined.
The wavelength λo of 2.4 GHz is 125 mm. Under this condition, the lower limit of the second pitch Ps between the slot groups is Ps> 125 / (1 + √1.2) = 60 mm.

図23は、ピッチが60mmの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。図23において、横軸は周波数(MHz)、縦軸は放射角(°)である。また、図23は、スロット群間の第2ピッチPsが60mm、比誘電率εrを1.2で計算した結果である。符号g31は最低次モードのθ−1モードであり、符号g32はθ−2モードである。 FIG. 23 is a diagram showing a radiation mode chart of the leaky coaxial cable when the pitch is 60 mm. In FIG. 23, the horizontal axis represents frequency (MHz) and the vertical axis represents radiation angle (°). FIG. 23 shows the calculation result when the second pitch Ps between the slot groups is 60 mm and the relative dielectric constant εr is 1.2. Symbol g31 is the θ- 1 mode of the lowest order mode, and symbol g32 is the θ- 2 mode.

スロット群間の第2ピッチPsが60mmの場合、放射は2.4GHz帯も5GHz帯でも発生する。しかしながら、θ−1モードのモード発生周波数fs1は、式(10)より2.39GHzである。このため、使用したい2.4GHzにおいて、放射角が、ほぼ−90°であるため、使用できない。すなわち、2.4GHz帯と5GHz帯の双方で放射されるためには、下限の60mmではスロット群間の第2ピッチPsが短すぎる。 When the second pitch Ps between the slot groups is 60 mm, radiation occurs in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band. However, the mode generation frequency fs1 of the θ- 1 mode is 2.39 GHz according to the equation (10). For this reason, at 2.4 GHz to be used, since the radiation angle is approximately −90 °, it cannot be used. That is, in order to radiate in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band, the second pitch Ps between the slot groups is too short at the lower limit of 60 mm.

次に、スロット群間の第2ピッチPsが85mmより長い場合を確認する。
上述したように2.4GHzの波長λoは125mmである。スロット群間の第2ピッチPsを使用波長に略一致させた場合を確認する。ただし、ここで言う使用波長は自由空間波長λoではなく、漏洩同軸ケーブル10内部の波長である。この条件でのスロット群間の第2ピッチPsは、約114mm(≒λo/√(εr)=125/√(1.2))となる。
Next, a case where the second pitch Ps between the slot groups is longer than 85 mm is confirmed.
As described above, the wavelength λo of 2.4 GHz is 125 mm. A case where the second pitch Ps between the slot groups is substantially matched with the used wavelength is confirmed. However, the wavelength used here is not the free space wavelength λo but the wavelength inside the leaky coaxial cable 10. The second pitch Ps between the slot groups under this condition is about 114 mm (≈λo / √ (εr) = 125 / √ (1.2)).

図24は、スロット群間の第2ピッチが114mmの場合の漏洩同軸ケーブルの放射モードチャートを示す図である。図24において、横軸は周波数(MHz)、縦軸は放射角(°)である。また、図24は、スロット群間の第2ピッチPsが114mm、比誘電率εrを1.2で計算した結果である。符号g41は最低次モードのθ−1モードであり、符号g42はθ−2モードであり、符号g43はθ−3モードであり、符号g44はθ−4モードである。 FIG. 24 is a diagram showing a radiation mode chart of the leaky coaxial cable when the second pitch between the slot groups is 114 mm. In FIG. 24, the horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents radiation angle (°). FIG. 24 shows the calculation result when the second pitch Ps between the slot groups is 114 mm and the relative dielectric constant εr is 1.2. Symbol g41 is the lowest order θ- 1 mode, symbol g42 is the θ- 2 mode, symbol g43 is the θ- 3 mode, and symbol g44 is the θ- 4 mode.

図24に示すように、放射は2.4GHz帯と5GHz帯との双方で発生する。しかしながら、2.4GHz帯では、符号g41の示すようにθ−1モードの共振周波数と2.4GHzが一致するので使用できない。このように、スロット群間の第2ピッチPsは、共振周波数を避けて設定する必要がある。 As shown in FIG. 24, radiation occurs in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band. However, the 2.4 GHz band cannot be used because the resonance frequency of the θ- 1 mode matches 2.4 GHz as indicated by reference numeral g41. Thus, it is necessary to set the second pitch Ps between the slot groups while avoiding the resonance frequency.

また、図24に示すように、共振周波数を避けてスロット群間の第2ピッチPsを設定した場合、例えば、スロット群間の第2ピッチPsが85mm以上で114mm以下の場合、2.4GHz帯では、θ−1モードが放射に寄与する。また、5GHz帯では、θ−1モードとθ−2モードとθ−3モードとθ−4モードが放射に寄与する。このように、本実施形態では、スロット群間の第2ピッチPs=85mm以上かつ共振周波数を避ける条件にすることで、漏洩同軸ケーブル10を2.4GHz帯と5GHz帯の双方で放射されることができる。また、スロット群間の第2ピッチPsが114mm以上になると、図24に示すように、5GHz帯に寄与する放射モードの数が増加していく。このため、スロット群間の第2ピッチPsは、用途に応じて、例えば5GHz帯に寄与する放射モードがθ−1モードとθ−2モードとθ−3モードとθ−4モードが寄与する114mm以下にするようにしてもよい。 As shown in FIG. 24, when the second pitch Ps between the slot groups is set avoiding the resonance frequency, for example, when the second pitch Ps between the slot groups is 85 mm or more and 114 mm or less, the 2.4 GHz band Then, the θ- 1 mode contributes to radiation. In the 5 GHz band, the θ- 1 mode, the θ- 2 mode, the θ- 3 mode, and the θ- 4 mode contribute to radiation. Thus, in this embodiment, the leaky coaxial cable 10 is radiated in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band by setting the second pitch Ps between the slot groups to be 85 mm or more and avoiding the resonance frequency. Can do. In addition, when the second pitch Ps between the slot groups is 114 mm or more, the number of radiation modes contributing to the 5 GHz band increases as shown in FIG. For this reason, the second pitch Ps between the slot groups is 114 mm in which the radiation mode contributing to the 5 GHz band, for example, the θ −1 mode, the θ −2 mode, the θ −3 mode, and the θ −4 mode contributes depending on the application. The following may be used.

上述したように、2.4GHz帯と5GHz帯の双方で放射されるためのスロット群間の第2ピッチPsの範囲条件は、次式(18)である。   As described above, the range condition of the second pitch Ps between the slot groups for radiating in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band is the following expression (18).

Figure 2018157565
Figure 2018157565

また、上述したように、2.4GHz帯と5GHz帯の双方で放射されるためのスロット群間の第2ピッチPsの条件は、スロット間の第1ピッチによる共振周波数を避けることである。   Further, as described above, the condition of the second pitch Ps between the slot groups for radiating in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band is to avoid the resonance frequency due to the first pitch between the slots.

以上のように、本実施形態の漏洩同軸ケーブル10は、以下のように形成されている。
(i)漏洩同軸ケーブルの長さ方向に2つ以上の長孔状の形状のスロット101からなるスロット群101’が第2ピッチPsで周期的に外部導体に設けられている。
(ii)スロット長Lsが、第1の帯域(例えば2.4GHz帯)で結合損失が所定範囲の値(60±5dB)となる第1のスロット長と、第2の帯域(例えば5GHz帯)で結合損失が所定範囲の値(60±5dB)となる第2のスロット長との間である。
(iii)スロット群間の第2ピッチPsは、第1の帯域において、少なくとも第1の放射モード(例えばθ−1モード)を用いて放射し、第2の帯域において、少なくとも第1の放射モード(例えばθ−1モード)と第2の放射モード(例えばθ−2モード)とを用いて放射する。
(iv)スロット角θs(°)とスロット数Ns(個)とスロット長Ls(mm)との関係は、Ls=(0.01θs−2)Ns−0.1θs+21である。
(v)スロット群間の第2ピッチPsは、λo/(1+√(εr))より大きい。
As described above, the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment is formed as follows.
(I) A slot group 101 ′ composed of two or more slots 101 having a long hole shape is periodically provided on the outer conductor at the second pitch Ps in the lengthwise direction of the leaky coaxial cable.
(Ii) The first slot length in which the coupling loss is a value within a predetermined range (60 ± 5 dB) in the first band (for example, 2.4 GHz band) and the second band (for example, 5 GHz band). In this case, the coupling loss is between the second slot length where the value is within a predetermined range (60 ± 5 dB).
(Iii) The second pitch Ps between the slot groups radiates using at least a first radiation mode (for example, θ- 1 mode) in the first band, and at least the first radiation mode in the second band. Radiation is performed using (for example, the θ- 1 mode) and the second radiation mode (for example, the θ- 2 mode).
(Iv) The relationship among the slot angle θs (°), the number of slots Ns (pieces), and the slot length Ls (mm) is Ls = (0.01θs−2) Ns−0.1θs + 21.
(V) The second pitch Ps between the slot groups is larger than λo / (1 + √ (εr)).

本実施形態の漏洩同軸ケーブル10は、上記のように形成されているため、第1の帯域と第2の帯域の双方で電波を放射させることができ、第1の帯域と第2の帯域の双方で結合損失が所定範囲の値となる特性を得ることができる。   Since the leaky coaxial cable 10 of the present embodiment is formed as described above, radio waves can be radiated in both the first band and the second band, and the first band and the second band can be radiated. It is possible to obtain a characteristic in which the coupling loss is a value within a predetermined range on both sides.

1…無線通信システム、10…漏洩同軸ケーブル、30…アクセスポイント、41,42…端末、101,101(12),101(12),101(13),101(21),101(22),101(23)…スロット、101’…スロット群、102…中心導体、103…高発泡絶縁体(絶縁体)、104外部導体、105…シース、41,42…端末、411,412…アンテナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless communication system, 10 ... Leaky coaxial cable, 30 ... Access point, 41, 42 ... Terminal, 101, 101 (12), 101 (12), 101 (13), 101 (21), 101 (22), DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 (23) ... Slot, 101 '... Slot group, 102 ... Center conductor, 103 ... High foaming insulator (insulator), 104 Outer conductor, 105 ... Sheath, 41, 42 ... Terminal, 411, 412 ... Antenna

Claims (11)

中心導体と、前記中心導体を同心円状に被覆する絶縁体と、前記絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に2つ以上の長孔状の形状のスロットからなるスロット群がピッチPs(mm)で周期的に設けられた外部導体とを備え、
前記スロットの長手方向の長さであるスロット長Ls(mm)が、第1の帯域で結合損失が所定範囲の値となる第1のスロット長と、前記第1の帯域より周波数の高い第2の帯域で結合損失が所定範囲の値となる第2のスロット長との間である漏洩同軸ケーブル。
A slot comprising a center conductor, an insulator that concentrically covers the center conductor, a core that covers the insulator concentrically, and two or more slots in the length direction of the leaky coaxial cable A group comprising outer conductors periodically provided at a pitch Ps (mm),
The slot length Ls (mm), which is the length in the longitudinal direction of the slot, is a first slot length in which the coupling loss has a value within a predetermined range in the first band, and a second frequency that is higher in frequency than the first band. The leaky coaxial cable is between the second slot length in which the coupling loss is a value in a predetermined range in the band.
中心導体と、前記中心導体を同心円状に被覆する絶縁体と、前記絶縁体を同心円状に被覆するとともに、漏洩同軸ケーブルの長さ方向に個数がNs(ただしNsは1以上の整数)個の長孔状の形状のスロットからなるスロット群がピッチPsで周期的に設けられた外部導体とを備え、
前記スロットの長手方向の長さであるスロット長Lsであって、前記スロットの共振周波数が、第1の帯域で結合損失が所定範囲の値となるスロット長による第1の共振周波数と、前記第1の帯域より周波数の高い第2の帯域で結合損失が所定範囲の値となるスロット長による第2の共振周波数との間となる、前記スロット長Lsである漏洩同軸ケーブル。
A central conductor, an insulator covering the central conductor concentrically, and covering the insulator concentrically, the number of leaking coaxial cables in the length direction is Ns (where Ns is an integer of 1 or more). A slot group composed of slots having a long hole shape and an outer conductor provided periodically with a pitch Ps,
A slot length Ls which is a length in the longitudinal direction of the slot, and the resonance frequency of the slot is a first resonance frequency by a slot length in which a coupling loss is a value in a predetermined range in the first band; The leaky coaxial cable having the slot length Ls between the second resonance frequency due to the slot length in which the coupling loss has a value in a predetermined range in the second band having a frequency higher than that of the first band.
前記結合損失の所定範囲の値は、60±5dBである、請求項1または請求項2に記載の漏洩同軸ケーブル。   The leaky coaxial cable according to claim 1 or 2, wherein a value of the predetermined range of the coupling loss is 60 ± 5 dB. 前記ピッチPsは、
前記第1の帯域において、少なくとも第1の放射モードを用いて放射し、
前記第2の帯域において、少なくとも前記第1の放射モードと第2の放射モードとを用いて放射するように形成されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の漏洩同軸ケーブル。
The pitch Ps is
Radiating in the first band using at least a first radiation mode;
The leaky coaxial according to any one of claims 1 to 3, wherein the second coaxial waveguide is configured to radiate at least using the first radiation mode and the second radiation mode in the second band. cable.
前記スロットは、前記漏洩同軸ケーブルの長さ方向に角度θs(°)で傾斜し、前記スロットの数Ns(ただしNsは1以上の整数)であり、
前記スロット長Ls(mm)が、次式の関係式
Ls=(0.01θs−2)Ns−0.1θs+21
の関係である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の漏洩同軸ケーブル。
The slot is inclined at an angle θs (°) in the longitudinal direction of the leaky coaxial cable, and is the number Ns of the slots (where Ns is an integer of 1 or more),
The slot length Ls (mm) is expressed by the following equation: Ls = (0.01θs−2) Ns−0.1θs + 21
The leaky coaxial cable according to any one of claims 1 to 4, which has a relationship of:
前記スロット長Lsは、前記関係式の±10%の範囲である、請求項5に記載の漏洩同軸ケーブル。   The leaky coaxial cable according to claim 5, wherein the slot length Ls is in a range of ± 10% of the relational expression. 前記スロット長Lsは、前記関係式の±5%の範囲である、請求項6に記載の漏洩同軸ケーブル。   The leaky coaxial cable according to claim 6, wherein the slot length Ls is in a range of ± 5% of the relational expression. 前記スロットの角度θsが、5°から90°の間である、請求項4から請求項7のいずれか1項に記載の漏洩同軸ケーブル。   The leaky coaxial cable according to any one of claims 4 to 7, wherein an angle θs of the slot is between 5 ° and 90 °. 前記第1の帯域は、2.4GHz帯であり、前記第2の帯域は、5GHz帯である、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の漏洩同軸ケーブル。   The leaky coaxial cable according to any one of claims 1 to 8, wherein the first band is a 2.4 GHz band, and the second band is a 5 GHz band. λoは使用周波数に対する自由空間波長であり、εrは絶縁体の比誘電率であって、
前記ピッチPsは、λo/(1+√(εr))より大きい、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の漏洩同軸ケーブル。
λo is the free space wavelength for the frequency used, εr is the dielectric constant of the insulator,
The leaky coaxial cable according to any one of claims 1 to 9, wherein the pitch Ps is larger than λo / (1 + √ (εr)).
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の漏洩同軸ケーブルが第1の周波数帯域と第2の周波数帯域で送信または受信する電波を、受信または送信するアンテナと、
前記アンテナを有する端末と、
を備える無線通信システム。
An antenna that receives or transmits radio waves transmitted or received by the leaky coaxial cable according to any one of claims 1 to 10 in a first frequency band and a second frequency band;
A terminal having the antenna;
A wireless communication system comprising:
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