JP3821177B2

JP3821177B2 - Leaky coaxial cable

Info

Publication number: JP3821177B2
Application number: JP10349697A
Authority: JP
Inventors: 輝久猪俣; 長橋本; 信義松田; 園生渡辺; 亮中村; 信浩今長
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; National Institute for Land and Infrastructure Management
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; National Institute for Land and Infrastructure Management
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2017-04-21
Also published as: JPH10294683A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は漏洩同軸ケーブルに係り、詳しくは、この漏洩同軸ケーブルから放射される電波における円周方向の電界強度分布に指向性をもたせる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
漏洩同軸ケーブルは移動体通信用として使用されるものであり、図６で全体構造を示し、かつ、図７及び図８で横断面形状及び上側から見た縦断面形状のそれぞれを模式化して示すような構成を有している。すなわち、この漏洩同軸ケーブル１１は、内部導体１２及び絶縁体１３とともに外部導体１４を備えており、この外部導体１４の側面上には、一定の離間ピッチＰを介しながらケーブル長方向に沿う一直線列状として並列形成されたスロット１５、つまり平面視矩形状などの一定形状を有する複数個のスロット１５が設けられている。
【０００３】
そして、この際における漏洩同軸ケーブル１１では、その内部を伝播している電磁エネルギーの一部がスロット１５それぞれを通じたうえで外部空間へと放射（漏洩）されることになっており、漏洩同軸ケーブル１１と自動車や電車などのような移動体（図示せず）との間における通信が行われることになっている。なお、図６中の符号１６は外被を示しており、この外被１６によっては外部導体１４の外周囲が全面的に被覆されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来例に係る漏洩同軸ケーブル１１から放射される電波の電界には、円周方向（φ方向）の偏波成分（Ｅφ成分）と、ケーブル長方向（ｚ方向）の偏波成分（Ｅｚ成分）とがあり、通常時においては安定に放射しやすいＥφ成分の電界が通信に用いられることになっている。そして、このＥφ成分のケーブル軸心と直交する断面での電界強度分布は、指向性をもたずに無指向性となることが知られている。
【０００５】
すなわち、図６で示すように、漏洩同軸ケーブル１１のケーブル長方向をｚ軸とし、かつ、このｚ軸と直交するケーブル径方向のそれぞれをｘ軸，ｙ軸とした場合、漏洩同軸ケーブル１１の遠方でのｘｚ面及びｙｚ面それぞれにおけるＥφ成分の電界強度分布は、スロット１５単体のｘｚ面またはｙｚ面における指向性と、複数個のスロット１５を一定周期、つまり一定の離間ピッチＰごとに並列配置した際の列係数とを乗じて決まるのに対し、ｘｙ面におけるＥφ成分の電界強度分布は、スロット１５単体のｘｙ面、つまり円周方向の指向性のみによって決まることになるため、漏洩同軸ケーブル１１の円周方向におけるＥφ成分の電界強度分布は結果として無指向性となるのである。
【０００６】
そこで、高速道路の路側に設置された金属製防音板などの遮蔽板（図示せず）に沿わせながら漏洩同軸ケーブル１１を設置しておいた場合には、漏洩同軸ケーブル１１から放射された電波における円周方向の電界強度分布が無指向性であるため、電磁的な意味での障害物を構成する遮蔽板でもって電波が反射されることになる。そのため、漏洩同軸ケーブル１１から放射された直接波と遮蔽板でもって反射された反射波とが互いに干渉しあうことが起こる結果、漏洩同軸ケーブル１１と移動体との間における通信が困難になるという不都合が生じることになっていた。
【０００７】
本発明は、このような不都合に鑑みて創案されたものであり、円周方向の電界強度分布に指向性をもたせることができ、移動体との間における良好な通信を確保することが可能な漏洩同軸ケーブルの提供を目的としている。なお、ここで、円周方向の電界強度分布が指向性をもつということは、漏洩同軸ケーブルの前方側（円周方向の角度φ＝０の方向）における放射電界強度と、その後方側（φ＝πの方向）における放射電界強度とのうち、いずれか一方と他方との比率が２：１（３ｄＢ）以上となることを意味している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る漏洩同軸ケーブルは、ケーブル軸心をケーブル径方向における線対称中心とした外部導体の一方側対称位置には、一定の離間ピッチを介しながらケーブル長方向に沿う一直線列状として並列形成された複数個の一定形状を有する第１スロットが設けられ、かつ、外部導体の他方側対称位置には、第１スロットと同一の離間ピッチを介しながら第１スロットとはケーブル長方向に沿って位置ずれしたうえでの一直線列状として並列形成された複数個のほぼ同一形状を有する第２スロットが設けられているとともに、
０≦Ｌ／λｇ≦Ｄ／λ、
−１／３≦｛（Ｌ／λｇ）−（Ｄ／λ）｝≦０、
かつ、
１／３≦｛（Ｌ／λｇ）＋（Ｄ／λ）｝≦２／３、
（但し、Ｄ：外部導体の外直径寸法、
Ｌ：第１スロット列と第２スロット列との位置ずれ寸法、
λｇ：ケーブル内波長、
λ ：自由空間波長）
の３式で表される第１の条件式を満足していることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に係る漏洩同軸ケーブルは、ケーブル軸心をケーブル径方向における線対称中心とした外部導体の一方側対称位置には、一定の離間ピッチを介しながらケーブル長方向に沿う一直線列状として並列形成された複数個の一定形状を有する第１スロットが設けられ、かつ、外部導体の他方側対称位置には、第１スロットと同一の離間ピッチを介しながら第１スロットとはケーブル長方向に沿って位置ずれしたうえでの一直線列状として並列形成された複数個のほぼ同一形状を有する第２スロットが設けられているとともに、
｛１−（Ｄ／λ）｝≦Ｌ／λｇ≦１、
１≦｛（Ｌ／λｇ）＋（Ｄ／λ）｝≦４／３、
かつ、
１／３≦｛（Ｌ／λｇ）−（Ｄ／λ）｝≦２／３、
（但し、Ｄ：外部導体の外直径寸法、
Ｌ：第１スロット列と第２スロット列との位置ずれ寸法、
λｇ：ケーブル内波長、
λ ：自由空間波長）
の３式で表される第２の条件式を満足していることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本実施の形態に係る漏洩同軸ケーブルの全体構造を模式化して示す説明図、図２はその横断面形状を模式化して示す説明図、図３は漏洩同軸ケーブルを上側から見た際の縦断面形状を模式化して示す説明図であり、図１中の符号１は漏洩同軸ケーブルを示している。なお、本実施の形態を示す図１ないし図３において、従来例を示す図６ないし図８と互いに同一となる部品、部分のそれぞれには、同一符号を付している。
【００１２】
本実施の形態に係る漏洩同軸ケーブル１は、銅パイプなどからなる内部導体１２と、ポリエチレン樹脂などからなる絶縁体１３と、アルミニウムラミネートテープなどを用いて作製された外部導体１４とを備えて構成されたものであり、この外部導体１４の外周囲はポリエチレン樹脂などの外被１６でもって全面的に被覆されている。そして、この際における外部導体１４の側面上の所定位置ごと、つまり図１中のｚ軸と対応するケーブル軸心をケーブル径方向における線対称中心とした外部導体１４の一方側対称位置には、図２及び図３で模式化して示すように、一定の離間ピッチＰを介しながらケーブル長方向に沿う一直線列状として並列形成された複数個の一定形状、例えば、平面視矩形状を有する第１スロット２が設けられているとともに、この外部導体１４の他方側対称位置には、第１スロット２と同一の離間ピッチＰを介しながらケーブル長方向に沿う一直線列状として並列形成された複数個のほぼ同一形状を有する第２スロット３が設けられている。
【００１３】
すなわち、ここでの第２スロット３は、外部導体１４の側面上における前方側（円周方向の角度φ＝０の方向）となる位置に形成された第１スロット２とはケーブル軸心を原点として１８０°だけ異なる位置、つまり外部導体１４の後方側（φ＝πの方向）となる位置に形成されたものであり、複数個の第１スロット２からなる第１スロット列（以下、Ａｉ列という）に対し、複数個の第２スロット３からなる第２スロット列（以下、Ｂｉ列という）は、ケーブル長方向、つまりｚ軸方向に沿って位置ずれ寸法Ｌだけ位置ずれさせられている。
【００１４】
さらに、この漏洩同軸ケーブル１は、
０≦Ｌ／λｇ≦Ｄ／λ ……（１）
−１／３≦｛（Ｌ／λｇ）−（Ｄ／λ）｝≦０ ……（２）
かつ、
１／３≦｛（Ｌ／λｇ）＋（Ｄ／λ）｝≦２／３ ……（３）
但し、Ｄ：外部導体の外直径寸法
Ｌ：第１スロット列と第２スロット列との位置ずれ寸法
λｇ：ケーブル内波長
λ ：自由空間波長
の３式で表される第１の条件式を満足する、あるいはまた、
｛１−（Ｄ／λ）｝≦Ｌ／λｇ≦１ ……（４）
１≦｛（Ｌ／λｇ）＋（Ｄ／λ）｝≦４／３ ……（５）
かつ、
１／３≦｛（Ｌ／λｇ）−（Ｄ／λ）｝≦２／３ ……（６）の３式で表される第２の条件式を満足することになっている。
【００１５】
そして、これら条件式のいずれかを満足していることにより、本実施の形態に係る漏洩同軸ケーブル１は、円周方向におけるＥφ成分の電界強度分布が指向性をもつもの、つまりその前方側（φ＝０の方向）における放射電界強度と、その後方側（φ＝πの方向）における放射電界強度とのうちのいずれか一方と他方との比率が２：１（３ｄＢ）以上となるものとなっている。
【００１６】
以下、Ｅφ成分の電界強度分布と、上記条件式との関係について説明する。
【００１７】
まず、Ａｉ列及びＢｉ列を構成する第１及び第２スロット２，３のそれぞれが無指向性点波源であると仮定し、第１スロット２及び第２スロット３の単体から放射される電波の放射電界強度の最大値が１であると仮定する。すると、この際におけるＡｉ列を構成する第１スロット２のｘｙ平面、つまり漏洩同軸ケーブル１の円周方向における電界強度分布の指向性Ｅａは、図３中に示した第１スロットＡ１を原点とした場合、

でもって表されることになる。そして、このときの指向性Ｅａは円周方向の角度φと無関係な定数であるため、単体の点波源である第１スロット２の指向性が無指向性であるならば、この際における合成指向性も無指向性となる。
【００１８】
引き続き、Ｂｉ列を構成する第２スロット３のｘｙ平面における指向性Ｅｂを求めることとする。そして、図３中に示したＡ１に対する第２スロットＢ１の給電位相遅れがδ＝（２π／λｇ）・Ｌであり、かつ、Ａ１に対するＢ１のφ方向位相差がξ＝（２π／λ）・Ｄ・cosφであるから、

となる。したがって、Ａｉ列及びＢｉ列それぞれにおける円周方向の合成指向性Ｅｏは、

但し、α＝δ＋ξ＝（２πＬ／λｇ）＋（２πＤ／λ）・cosφ
として表される。すなわち、この際における合成指向性ＥｏはＬ／λｇ、Ｄ／λ及びφの関数となっており、その絶対値はcos（α／２）に比例し、かつ、最大値はＡｉ列だけが単独で設けられている場合における第１スロット２の最大値Ｅａの２倍となっている。
【００１９】
そこで、Ｌ／λｇ及びＤ／λをパラメータとして適宜に選択することにより、合成指向性Ｅｏを計算することが可能となる。したがって、例えば、Ｄ＝０．３×λとし、Ｌ＝ｍ・λｇと仮定したうえ、この係数ｍを０から１までの範囲内において０．１ずつ変化させながら合成指向性Ｅｏの絶対値を２Ｅａでもって除した値、つまりcos（α／２）を計算によって求めてみたところ、計算結果は図４（ａ）〜（ｋ）の各々で例示するようなパターンとして表示されることになり、合成指向性Ｅｏは連続的に変化していることが分かる。なお、この際における図４（ａ）〜（ｋ）は、ｍ＝０、０．１、０．２、……１での計算結果をそれぞれ示している。
【００２０】
そして、図４（ｃ）で示すように、Ｌ＝０．２×λｇである場合には、外部導体１４の後方側（φ＝πの方向）に対して最も効果的に偏った状態で電波が放射されることになっており、図４（ｉ）で示すように、Ｌ＝０．８×λｇの場合には、外部導体１４の前方側（φ＝０の方向）に対して最も効果的に偏った状態で電波が放射されることが分かる。なお、ここで、Ｌ＞λｇならば、図４（ａ）〜（ｋ）で示したパターンをλｇごとに繰り返すことは自明である。
【００２１】
ところで、この際における合成指向性Ｅｏが最大値２Ｅａとなる方向は、
α＝δ＋ξ＝±２ｎπ
の条件式を満たす方向、すなわち、
２π・（Ｌ／λｇ）＋２π・（Ｄ／λ）・cosφ＝±２ｎπ ……（８）
但し、ｎ＝０，１，２，……
の条件式を満たす方向である。そして、Ｌはλｇごとの周期性をもつことになるので、ここでは、０≦Ｌ≦λｇの範囲についての検討を行えばよいことになり、一般的には０＜Ｄ＜λである、つまり通常の漏洩同軸ケーブルにおける外部導体の外直径寸法Ｄは
【００２２】
【数１】

【００２３】
として設定されていることから、上記（８）式は
２π・（Ｌ／λｇ）＋２π・（Ｄ／λ）・cosφ＝０
または
２π・（Ｌ／λｇ）＋２π・（Ｄ／λ）・cosφ＝２π
となり、さらには、
φ＝cos^-1｛（−λ／Ｄ）・（Ｌ／λｇ）｝
または
φ＝cos^-1［（λ／Ｄ）・｛１−（Ｌ／λｇ）｝］
として表されることになる。そして、これらの式でもって表されるφの値が存在するためには、
０≦｛（λ／Ｄ）・（Ｌ／λｇ）｝≦１
または
０≦［（λ／Ｄ）・｛１−（Ｌ／λｇ）｝］≦１
の条件式を満たす必要があることになり、
０≦Ｌ／λｇ≦Ｄ／λ
または
｛１−（Ｄ／λ）｝≦Ｌ／λｇ≦１
でなければならないことになる。したがって、０≦Ｌ／λｇ≦Ｄ／λのときはπ／２≦φ≦３π／２の方向（範囲）に対して最大値２Ｅａをもつことになり、また、｛１−（Ｄ／λ）｝≦Ｌ／λｇ≦１のときは−π／２≦φ≦π／２の方向に対して最大値２Ｅａをもつことになる。
【００２４】
そして、以上説明した内容と図４とに基づけば、▲１▼０≦Ｌ／λｇ≦Ｄ／λのときはπ／２≦φ≦３π／２の方向に対して最大値２Ｅａをもち、φ＝πの方向ではＥｏ≧Ｅａ、かつ、φ＝０の方向ではＥｏ≦Ｅａになる条件と、▲２▼｛１−（Ｄ／λ）｝≦Ｌ／λｇ≦１のときは−π／２≦φ≦π／２の方向で最大値２Ｅａをもち、φ＝０の方向ではＥｏ≧Ｅａ、かつ、φ＝πの方向ではＥｏ≦Ｅａになる条件とのいずれかを満たせば、漏洩同軸ケーブル１の前方側（φ＝０の方向）における放射電界強度と、その後方側（φ＝πの方向）における放射電界強度との比率が２：１（３ｄＢ）以上となり、本実施の形態に係る漏洩同軸ケーブル１の円周方向におけるＥφ成分の電界強度分布が指向性をもつことになると分かる。
【００２５】
そこで、この際における具体的な条件を求めると、以下のようになる。
【００２６】
まず、（７）式に基づくと、φ＝０のときに、
（α／２）＝（πＬ／λｇ）＋（πＤ／λ）
となっており、また、φ＝πのときに、
（α／２）＝（πＬ／λｇ）−（πＤ／λ）
となっている。さらに、０≦Ｌ≦λｇであるとともに、
【００２７】
【数１】

【００２８】
であることを考え合わせると、▲１▼の条件下では、φ＝πの方向で
−π／３≦｛（πＬ／λｇ）−（πＤ／λ）｝≦０
となり、かつ、φ＝０の方向では
π／３≦｛（πＬ／λｇ）＋（πＤ／λ）｝≦２π／３
となる一方、▲２▼の条件下では、φ＝０の方向で
π≦｛（πＬ／λｇ）＋（πＤ／λ）｝≦４π／３
となり、φ＝πの方向では
π／３≦｛（πＬ／λg ）−（πＤ／λ）｝≦２π／３
となる。そこで、漏洩同軸ケーブル１の円周方向におけるＥφ成分の電界強度分布が▲１▼の条件下で指向性をもつための具体的な条件は、
０≦Ｌ／λｇ≦Ｄ／λ ……（１）
−１／３≦｛（Ｌ／λｇ）−（Ｄ／λ）｝≦０ ……（２）
かつ、
１／３≦｛（Ｌ／λｇ）＋（Ｄ／λ）｝≦２／３ ……（３）
の３式で表されることになり、また、▲２▼の条件下でＥφ成分の電界強度分布が指向性をもつための具体的な条件は、
｛１−（Ｄ／λ）｝≦Ｌ／λｇ≦１ ……（４）
１≦｛（Ｌ／λｇ）＋（Ｄ／λ）｝≦４／３ ……（５）
かつ、
１／３≦｛（Ｌ／λｇ）−（Ｄ／λ）｝≦２／３ ……（６）
の３式で表されることが分かる。
【００２９】
そこで、本実施の形態に係る漏洩同軸ケーブル１にあっては、（１）〜（３）の３式で表される第１の条件式、もしくは、（４）〜（６）の３式で表される第２の条件式を満足することによって円周方向におけるＥφ成分の電界強度分布が指向性をもつことになり、移動体の通過側である漏洩同軸ケーブル１の前方側（φ＝０の方向）における放射電界強度と、その後方側（φ＝πの方向）、つまり遮蔽板側における放射電界強度とのうち、いずれか一方と他方との比率が２：１（３ｄＢ）以上となるのである。なお、ここで、通常の漏洩同軸ケーブルにおける遮断周波数以下で伝送するための条件であるところの
【００３０】
【数１】

【００３１】
を満たすとともに、第１及び第２の条件式それぞれを満たす範囲を図示してみると、図５の設定条件を示す説明図における斜線を付した領域として表されることになる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る漏洩同軸ケーブルでは、その前方側（φ＝０の方向）における放射電界強度と、その後方側（φ＝πの方向）における放射電界強度とのうち、いずれか一方と他方との比率が２：１（３ｄＢ）以上となっていることから、円周方向におけるＥφ成分の電界強度分布が指向性をもつことになる。そこで、この漏洩同軸ケーブルにおいて放射電界強度が２倍強くなった一方側、すなわち、漏洩同軸ケーブルの前方側もしくは後方側いずれかの一方側を移動体の通過側に向けておくと、遮蔽板などがあっても反射する電波の強度を極めて低く押さえることが可能になり、移動体との間における良好な通信を確保することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る漏洩同軸ケーブルの全体構造を示す説明図である。
【図２】本実施の形態に係る漏洩同軸ケーブルの横断面形状を模式化して示す説明図である。
【図３】本実施の形態に係る漏洩同軸ケーブルを上側から見た際の縦断面形状を模式化して示す説明図である。
【図４】計算結果を示す説明図である。
【図５】設定条件を示す説明図である。
【図６】従来例に係る漏洩同軸ケーブルの全体構造を示す説明図である。
【図７】従来例に係る漏洩同軸ケーブルの横断面形状を模式化して示す説明図である。
【図８】従来例に係る漏洩同軸ケーブルを上側から見た際の縦断面形状を模式化して示す説明図である。
【符号の説明】
１漏洩同軸ケーブル
２第１スロット
３第２スロット
１４外部導体
Ｐ離間ピッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a leaky coaxial cable, and more particularly to a technique for imparting directivity to the electric field intensity distribution in the circumferential direction of radio waves radiated from the leaky coaxial cable.
[0002]
[Prior art]
The leaky coaxial cable is used for mobile communication. FIG. 6 shows the overall structure, and FIGS. 7 and 8 schematically show the cross-sectional shape and the vertical cross-sectional shape viewed from above. It has such a configuration. That is, the leaky coaxial cable 11 includes an outer conductor 14 together with an inner conductor 12 and an insulator 13, and a straight line along the cable length direction on the side surface of the outer conductor 14 with a constant spacing pitch P therebetween. A plurality of slots 15 having a certain shape such as a rectangular shape in plan view, that is, a slot 15 formed in parallel as a shape.
[0003]
In the leaky coaxial cable 11 at this time, a part of the electromagnetic energy propagating through the inside of the leaky coaxial cable 11 is radiated (leaked) to the external space through each of the slots 15. 11 and a mobile object (not shown) such as an automobile or a train are to be communicated. Note that reference numeral 16 in FIG. 6 denotes an outer cover, and the outer periphery of the outer conductor 14 is entirely covered by the outer cover 16.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the electric field of the radio wave radiated from the leaky coaxial cable 11 according to the conventional example, the polarization component in the circumferential direction (φ direction) (Eφ component) and the polarization component in the cable length direction (z direction) ( Ez component), and an electric field of Eφ component which is easily radiated stably in normal times is used for communication. And it is known that the electric field strength distribution in the cross section orthogonal to the cable axis of the Eφ component becomes omnidirectional without directivity.
[0005]
That is, as shown in FIG. 6, when the cable length direction of the leaky coaxial cable 11 is the z-axis and the cable radial directions orthogonal to the z-axis are the x-axis and the y-axis, The electric field intensity distribution of the Eφ component in each of the xz plane and the yz plane at a distant position is such that the directivity in the xz plane or yz plane of the single slot 15 and the plurality of slots 15 are arranged in parallel at a constant period, that is, at a constant spacing pitch P. The field strength distribution of the Eφ component on the xy plane is determined only by the xy plane of the slot 15 alone, that is, the directivity in the circumferential direction. As a result, the electric field intensity distribution of the Eφ component in the circumferential direction of the cable 11 becomes omnidirectional.
[0006]
Therefore, when the leaky coaxial cable 11 is installed along a shielding plate (not shown) such as a metal soundproof board installed on the roadside of the expressway, the radio wave radiated from the leaky coaxial cable 11 Since the electric field intensity distribution in the circumferential direction is non-directional, the radio wave is reflected by the shielding plate constituting the obstacle in the electromagnetic sense. As a result, the direct wave radiated from the leaky coaxial cable 11 and the reflected wave reflected by the shielding plate may interfere with each other, resulting in difficulty in communication between the leaky coaxial cable 11 and the moving body. Inconvenience was to occur.
[0007]
The present invention has been made in view of such inconveniences, and can provide directivity to the electric field intensity distribution in the circumferential direction, and can ensure good communication with a moving body. The purpose is to provide a leaky coaxial cable. Here, the fact that the electric field intensity distribution in the circumferential direction has directivity means that the radiated electric field intensity on the front side (direction of the circumferential angle φ = 0) of the leaky coaxial cable and the rear side (φ = The direction of π) means that the ratio of either one to the other is 2: 1 (3 dB) or more.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The leaky coaxial cable according to claim 1 of the present invention is arranged in a straight line along the cable length direction with a constant spacing pitch at one side symmetrical position of the outer conductor with the cable axis as the center of line symmetry in the cable radial direction. A plurality of first slots having a fixed shape formed in parallel are provided, and at the other side symmetrical position of the outer conductor, the first slot is connected to the cable length through the same spacing pitch as the first slot. There are provided a plurality of second slots having substantially the same shape formed in parallel as a straight line after being displaced in the direction,
0 ≦ L / λg ≦ D / λ ,
−1 / 3 ≦ {(L / λg) − (D / λ)} ≦ 0 ,
And,
1/3 ≦ {(L / λg) + (D / λ)} ≦ 2/3,
( Where D is the outer diameter of the outer conductor ,
L: misalignment dimension between the first slot row and the second slot row ,
λg: wavelength in cable ,
λ: free space wavelength)
The first conditional expression expressed by the following three expressions is satisfied.
[0009]
Further, the leaky coaxial cable according to claim 2 is in a straight line shape along the cable length direction with a constant spacing pitch at one side symmetrical position of the outer conductor with the cable axis as the center of line symmetry in the cable radial direction. A plurality of first slots having a fixed shape formed in parallel are provided, and at the other side symmetrical position of the outer conductor, the first slot is in the cable length direction through the same spacing pitch as the first slot. And a plurality of second slots having substantially the same shape formed in parallel as a straight line after being displaced along
{1- (D / λ)} ≦ L / λg ≦ 1 ,
1 ≦ {(L / λg) + (D / λ)} ≦ 4/3 ,
And,
1/3 ≦ {(L / λg) − (D / λ)} ≦ 2/3 ,
(Where D is the outer diameter of the outer conductor,
L: misalignment dimension between the first slot row and the second slot row,
λg: wavelength in cable,
λ: free space wavelength)
The second conditional expression expressed by the following three expressions is satisfied.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the entire structure of a leaky coaxial cable according to the present embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the cross-sectional shape thereof, and FIG. 3 is a view when the leaky coaxial cable is viewed from above. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a vertical cross-sectional shape of the above, and reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a leaky coaxial cable. 1 to 3 showing the present embodiment, parts and portions that are the same as those in FIGS. 6 to 8 showing the conventional example are denoted by the same reference numerals.
[0012]
The leaky coaxial cable 1 according to the present embodiment includes an internal conductor 12 made of a copper pipe, an insulator 13 made of polyethylene resin, etc., and an external conductor 14 made using an aluminum laminate tape or the like. The outer periphery of the outer conductor 14 is entirely covered with a jacket 16 such as polyethylene resin. At this time, at a predetermined position on the side surface of the outer conductor 14, that is, at one side symmetrical position of the outer conductor 14 with the cable axis corresponding to the z axis in FIG. As schematically shown in FIGS. 2 and 3, a first having a plurality of fixed shapes formed in parallel as a straight line along the cable length direction with a fixed spacing pitch P, for example, a rectangular shape in plan view. The slot 2 is provided, and at the other side symmetrical position of the outer conductor 14, a plurality of lines formed in parallel as a straight line along the cable length direction with the same spacing pitch P as the first slot 2 are provided. A second slot 3 having substantially the same shape is provided.
[0013]
That is, the second slot 3 here is the origin of the cable axis from the first slot 2 formed at a position on the front side (the direction of the circumferential angle φ = 0) on the side surface of the outer conductor 14. Are formed at a position different by 180 °, that is, at a position on the rear side (direction of φ = π) of the outer conductor 14, and a first slot row (hereinafter referred to as Ai row) composed of a plurality of first slots 2. On the other hand, a second slot row (hereinafter referred to as Bi row) composed of a plurality of second slots 3 is displaced by a displacement dimension L along the cable length direction, that is, the z-axis direction.
[0014]
Furthermore, this leaky coaxial cable 1 is
0 ≦ L / λg ≦ D / λ (1)
−1 / 3 ≦ {(L / λg) − (D / λ)} ≦ 0 (2)
And,
1/3 ≦ {(L / λg) + (D / λ)} ≦ 2/3 (3)
However, D: the outer diameter dimension of the outer conductor L: the positional deviation dimension between the first slot row and the second slot row λg: the wavelength in the cable λ: the first conditional expression expressed by the three formulas of free space wavelength Or
{1- (D / λ)} ≦ L / λg ≦ 1 (4)
1 ≦ {(L / λg) + (D / λ)} ≦ 4/3 (5)
And,
1/3 ≦ {(L / λg) − (D / λ)} ≦ 2/3 (2) The second conditional expression expressed by the following equation (6) is satisfied.
[0015]
And by satisfying any of these conditional expressions, the leaky coaxial cable 1 according to the present embodiment has the electric field intensity distribution of the Eφ component in the circumferential direction having directivity, that is, the front side ( The ratio of one of the radiated electric field strength in the direction of φ = 0 and the radiated electric field strength in the rear side (direction of φ = π) to the other is 2: 1 (3 dB) or more. It has become.
[0016]
Hereinafter, the relationship between the electric field intensity distribution of the Eφ component and the above conditional expression will be described.
[0017]
First, assuming that each of the first and

second slots

2 and 3 constituting the Ai row and the Bi row is an omnidirectional point wave source, the radio waves radiated from the first slot 2 and the second slot 3 alone are assumed. It is assumed that the maximum value of the radiated electric field strength is 1. Then, the directivity Ea of the electric field intensity distribution in the xy plane of the first slot 2 constituting the Ai row at this time, that is, the circumferential direction of the leaky coaxial cable 1, is the origin of the first slot A1 shown in FIG. if you did this,

It will be expressed as such. Since the directivity Ea at this time is a constant unrelated to the circumferential angle φ, if the directivity of the first slot 2 as a single point wave source is omnidirectional, the combined directivity at this time Sex is also omnidirectional.
[0018]
Subsequently, the directivity Eb in the xy plane of the second slot 3 constituting the Bi row is determined. The feeding phase delay of the second slot B1 with respect to A1 shown in FIG. 3 is δ = (2π / λg) · L, and the φ direction phase difference of B1 with respect to A1 is ξ = (2π / λ) · Because D · cosφ,

It becomes. Therefore, the combined directivity Eo in the circumferential direction in each of the Ai row and the Bi row is

However, α = δ + ξ = (2πL / λg) + (2πD / λ) · cosφ
Represented as: In other words, the combined directivity Eo at this time is a function of L / λg, D / λ, and φ, the absolute value of which is proportional to cos (α / 2), and the maximum value is only in the Ai column. Is twice the maximum value Ea of the first slot 2.
[0019]
Therefore, it is possible to calculate the combined directivity Eo by appropriately selecting L / λg and D / λ as parameters. Therefore, for example, assuming that D = 0.3 × λ and L = m · λg, the absolute value of the combined directivity Eo is changed while changing the coefficient m by 0.1 within a range from 0 to 1. When the value divided by 2Ea, that is, cos (α / 2) is obtained by calculation, the calculation result is displayed as a pattern as illustrated in each of FIGS. It can be seen that the composite directivity Eo changes continuously. Note that FIGS. 4A to 4K at this time show calculation results when m = 0, 0.1, 0.2,.
[0020]
Then, as shown in FIG. 4C, when L = 0.2 × λg, the radio wave is most effectively biased with respect to the rear side of the outer conductor 14 (φ = π direction). As shown in FIG. 4I, when L = 0.8 × λg, the effect is most effective on the front side of the outer conductor 14 (direction of φ = 0). It can be seen that radio waves are emitted in a biased state. Here, if L> λg, it is obvious that the patterns shown in FIGS. 4A to 4K are repeated for each λg.
[0021]
By the way, the direction in which the combined directivity Eo at this time becomes the maximum value 2Ea is:
α = δ + ξ = ± 2nπ
The direction that satisfies the conditional expression of
2π · (L / λg) + 2π · (D / λ) · cosφ = ± 2nπ (8)
However, n = 0, 1, 2, ...
It is the direction which satisfies the conditional expression. Since L has a periodicity for each λg, the range of 0 ≦ L ≦ λg has only to be examined here. In general, 0 <D <λ. The outer diameter dimension D of the outer conductor in a normal leaky coaxial cable is
[Expression 1]

[0023]
Therefore, the above equation (8) is 2π · (L / λg) + 2π · (D / λ) · cosφ = 0
Or 2π · (L / λg) + 2π · (D / λ) · cosφ = 2π
And then
φ = cos ⁻¹ {(−λ / D) · (L / λg)}
Or φ = cos ⁻¹ [(λ / D) · {1- (L / λg)}]
Will be represented as And in order for the value of φ represented by these equations to exist,
0 ≦ {(λ / D) · (L / λg)} ≦ 1
Or 0 ≦ [(λ / D) · {1- (L / λg)}] ≦ 1
It is necessary to satisfy the conditional expression of
0 ≦ L / λg ≦ D / λ
Or {1- (D / λ)} ≦ L / λg ≦ 1
It will have to be. Therefore, when 0 ≦ L / λg ≦ D / λ, it has a maximum value 2Ea in the direction (range) of π / 2 ≦ φ ≦ 3π / 2, and {1- (D / λ) } ≦ L / λg ≦ 1, it has a maximum value 2Ea in the direction of −π / 2 ≦ φ ≦ π / 2.
[0024]
Then, based on the above-described contents and FIG. 4, when (1) 0 ≦ L / λg ≦ D / λ, the maximum value 2Ea is given in the direction of π / 2 ≦ φ ≦ 3π / 2, and φ In the direction of = π, Eo ≧ Ea, and in the direction of φ = 0, Eo ≦ Ea, and (2) {1- (D / λ)} ≦ L / λg ≦ 1, −π / 2 ≦ φ ≦ π / 2, the maximum value 2Ea, φ0 direction, Eo ≧ Ea, and φ = π direction, Eo ≦ Ea. The ratio of the radiated electric field strength on the front side (φ = 0 direction) of FIG. 1 to the radiated electric field strength on the rear side (φ = π direction) is 2: 1 (3 dB) or more. It can be seen that the electric field intensity distribution of the Eφ component in the circumferential direction of the leaky coaxial cable 1 has directivity.
[0025]
Therefore, specific conditions in this case are obtained as follows.
[0026]
First, based on equation (7), when φ = 0,
(Α / 2) = (πL / λg) + (πD / λ)
And when φ = π,
(Α / 2) = (πL / λg) − (πD / λ)
It has become. Furthermore, 0 ≦ L ≦ λg and
[0027]
[Expression 1]

[0028]
Considering that, under the condition (1), −π / 3 ≦ {(πL / λg) − (πD / λ)} ≦ 0 in the direction of φ = π.
In the direction of φ = 0, π / 3 ≦ {(πL / λg) + (πD / λ)} ≦ 2π / 3
On the other hand, under the condition (2), π ≦ {(πL / λg) + (πD / λ)} ≦ 4π / 3 in the direction of φ = 0.
In the direction of φ = π, π / 3 ≦ {(πL / λg) − (πD / λ)} ≦ 2π / 3
It becomes. Therefore, specific conditions for the directivity under the condition (1) where the electric field intensity distribution of the Eφ component in the circumferential direction of the leaky coaxial cable 1 is as follows:
0 ≦ L / λg ≦ D / λ (1)
−1 / 3 ≦ {(L / λg) − (D / λ)} ≦ 0 (2)
And,
1/3 ≦ {(L / λg) + (D / λ)} ≦ 2/3 (3)
In addition, the specific conditions for the electric field intensity distribution of the Eφ component to have directivity under the condition (2) are as follows:
{1- (D / λ)} ≦ L / λg ≦ 1 (4)
1 ≦ {(L / λg) + (D / λ)} ≦ 4/3 (5)
And,
1/3 ≦ {(L / λg) − (D / λ)} ≦ 2/3 (6)
It can be seen that these are expressed by the following three equations.
[0029]
Therefore, in the leaky coaxial cable 1 according to the present embodiment, the first conditional expression represented by the three expressions (1) to (3) or the three expressions (4) to (6). By satisfying the second conditional expression, the electric field intensity distribution of the Eφ component in the circumferential direction has directivity, and the front side (φ = 0) of the leaky coaxial cable 1 that is the passing side of the moving body. The ratio of one of the radiated electric field intensity in the direction of) and the radiated electric field intensity on the rear side (in the direction of φ = π), that is, the shielding plate side, is 2: 1 (3 dB) or more. It is. It should be noted that here, it is a condition for transmitting below the cutoff frequency in a normal leaky coaxial cable.
[Expression 1]

[0031]
When the range satisfying the above and satisfying each of the first and second conditional expressions is illustrated, it is represented as a hatched area in the explanatory diagram showing the setting conditions in FIG.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, in the leaky coaxial cable according to the present invention, any of the radiated electric field strength on the front side (φ = 0 direction) and the radiated electric field strength on the rear side (φ = π direction) Since the ratio between the one and the other is 2: 1 (3 dB) or more, the electric field intensity distribution of the Eφ component in the circumferential direction has directivity. Therefore, if one side of the leaky coaxial cable whose radiated electric field intensity is twice as strong, that is, one of the front side or the rear side of the leaky coaxial cable is directed to the passing side of the moving body, a shielding plate or the like Even if there is, there is an effect that it is possible to suppress the intensity of the reflected radio wave to be extremely low, and it is possible to ensure good communication with the mobile body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall structure of a leaky coaxial cable according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a cross-sectional shape of a leaky coaxial cable according to the present embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a longitudinal cross-sectional shape when the leaky coaxial cable according to the present embodiment is viewed from above.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing calculation results.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing setting conditions.
FIG. 6 is an explanatory view showing an entire structure of a leaky coaxial cable according to a conventional example.
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing the cross-sectional shape of a leaky coaxial cable according to a conventional example.
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing a longitudinal cross-sectional shape when a leaky coaxial cable according to a conventional example is viewed from above.
[Explanation of symbols]
1 Leakage coaxial cable 2 1st slot 3 2nd slot 14 Outer conductor P Separation pitch

Claims

At one side symmetrical position of the outer conductor with the cable axis as the center of line symmetry in the cable radial direction, it has a plurality of fixed shapes formed in parallel as a straight line along the cable length direction with a fixed spacing pitch. A first slot is provided;
A plurality of the outer conductors arranged in parallel as a straight line after being displaced from the first slot along the length of the cable through the same spacing pitch as the first slot at the other side symmetrical position of the outer conductor. A second slot having substantially the same shape as
0 ≦ L / λg ≦ D / λ ,
−1 / 3 ≦ {(L / λg) − (D / λ)} ≦ 0 ,
And,
1/3 ≦ {(L / λg) + (D / λ)} ≦ 2/3,
( Where D is the outer diameter of the outer conductor ,
L: misalignment dimension between the first slot row and the second slot row ,
λg: wavelength in cable ,
λ: free space wavelength )
A leaky coaxial cable characterized by satisfying the first conditional expression expressed by the following three expressions.

At one side symmetrical position of the outer conductor with the cable axis as the center of line symmetry in the cable radial direction, it has a plurality of fixed shapes formed in parallel as a straight line along the cable length direction with a fixed spacing pitch. A first slot is provided;
A plurality of the outer conductors arranged in parallel as a straight line after being displaced from the first slot along the length of the cable through the same spacing pitch as the first slot at the other side symmetrical position of the outer conductor. A second slot having substantially the same shape as
{1- (D / λ)} ≦ L / λg ≦ 1 ,
1 ≦ {(L / λg) + (D / λ)} ≦ 4/3 ,
And,
1/3 ≦ {(L / λg) − (D / λ)} ≦ 2/3 ,
(Where D is the outer diameter of the outer conductor,
L: misalignment dimension between the first slot row and the second slot row,
λg: wavelength in cable,
λ: free space wavelength)
A leaky coaxial cable characterized by satisfying the second conditional expression expressed by the following three expressions.