JP5556319B2

JP5556319B2 - ケーブル

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Publication number: JP5556319B2
Application number: JP2010089414A
Authority: JP
Inventors: 徳昭安道; 博鳥屋尾; 小林　　直樹
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-04-08
Also published as: JP2011222253A

Description

本発明は、ケーブルに関する。

信号線と、この信号線の外周を覆う誘電体層と、この誘電体層の外周を覆う導体と、を有するケーブルがある。このようなケーブルは、例えば、２つの機器どうしを接続し、１つの機器から他の機器に信号を伝播するために用いられる。

ここで、上記機能を有するケーブルは、意図せずノイズを伝播してしまうという問題がある。例えば、機器内のプリント回路基板で発生したノイズ電流がコネクタを経由してケーブルに移り、誘電体層の外周を覆う導体を介して伝播したり、電磁波として誘電体層やビニルなどからなるケーブルの被覆層およびその周辺の空気を介して伝播したりする場合がある。

近年、電子機器に利用される周波数が高くなるに伴い、発生するノイズの帯域は高周波方向にシフトし、例えば数ＧＨｚに達するものもある。

そこで、高周波も含めた広い帯域のノイズがケーブルに沿って伝播することを抑制する手段が望まれる。

ここで、特許文献１には、プリント回路基板上のコネクタ周辺部に、ＥＢＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢａｎｄＧａｐ：電磁バンドギャップ）構造体を配置することで、高周波も含めた広い帯域のノイズがコネクタに移るのを防止する手段が開示されている。

特開２００８−２３６０２７号公報

特許文献１に記載の技術では、予期せぬ理由によりケーブルにノイズが移ってしまった場合、ケーブルに沿ったノイズの伝播を抑制することができない。

本発明は、数ＧＨｚ程度の高周波も含めた広い帯域のノイズがケーブルに移ってしまった場合に、そのケーブルに沿ったノイズの伝播を抑制することを課題とする。

本発明によれば、信号線と、前記信号線の外周を覆う第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の外周を覆う第１の導体と、前記第１の導体の外周を覆う第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の外周を部分的に覆う島状導体を有する第２の導体と、を有するケーブルが提供される。

本発明によれば、数ＧＨｚ程度の高周波も含めた広い帯域のノイズが、ケーブルに沿って伝播することを抑制できる。

実施形態１のケーブルの一例を模式的に示す斜視図である。実施形態１のケーブルの一例を模式的に示す断面図である。実施形態１のケーブルの一例を模式的に示す斜視図である。実施形態１のケーブルが有するＥＢＧ構造体の一例を模式的に示す断面図である。実施形態１のケーブルが有するＥＢＧ構造体の一例を模式的に示す斜視図である。実施形態２のケーブルの第２の導体の一例を模式的に示す平面図である。実施形態３のケーブルの一例を模式的に示す斜視図である。実施形態４のケーブルの第２の導体の一例を模式的に示す平面図である。実施形態４のケーブルが有するＥＢＧ構造体の一例を模式的に示す断面図である。実施形態４のケーブルが有するＥＢＧ構造体の一例を模式的に示す斜視図である。実施形態４のケーブルが有するＥＢＧ構造体の単位セルの等価回路図である。実施形態５のケーブルの第２の導体の一例を模式的に示す平面図である。実施形態５のケーブルが有するＥＢＧ構造体の単位セルの等価回路図である。実施形態６のケーブルの第２の導体の一例を模式的に示す平面図である。実施形態６のケーブルが有するＥＢＧ構造体の単位セルの等価回路図である。実施形態７のケーブルの第２の導体の一例を模式的に示す平面図である。実施形態７のケーブルが有するＥＢＧ構造体の単位セルの等価回路図である。

以下、上述の問題を解決した本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

＜実施形態１＞
図１に本実施形態のケーブルの一部の一例を模式的に示した斜視図を示す。また、図２に、図１のケーブルの断面図を示す。

図１および図２に示すように、本実施形態のケーブルは、信号線１と、信号線１の外周を覆う第１の誘電体層２と、第１の誘電体層２の外周を覆う第１の導体３と、第１の導体３の外周を覆う第２の誘電体層４（図１中、図示せず）と、第２の誘電体層４の外周を覆い、少なくとも一部領域に繰り返し構造を有している第２の導体５と、第２の誘電体層４の内部に設けられる接続部材６と、を有する。第１の導体３と第２の導体５とは、第２の誘電体層４を挟んで対向している。

信号線１は、信号を伝播するための線であり、銅などの導電性の材料で構成することができる。本実施形態のケーブルにおける信号線の数は、図１および図２に示す１本に限られず、２本以上であってもよい。

第１の誘電体層２は、信号線１の外周を覆うように構成される。信号線１が２本以上ある場合、第１の誘電体層２は２本以上の信号線のすべてを内部に包含するように構成される。第１の誘電体層２の材料は特段制限されないが、例えばポリエチレン、空気などで構成することができる。

第１の導体３は、第１の誘電体層２の外周を覆うように構成される。第１の導体３は、銅などの導電性の材料で構成することができる。なお、第１の導体３は、屈曲性向上などの目的で、編込み形状に構成されてもよい。また、第１の導体３は２層以上の導体を積層した積層体であってもよい。

なお、上述した本実施形態の信号線１、第１の誘電体層２、および、第１の導体３は、周知の技術を利用したあらゆる構成とすることができる。当該前提は、以下のすべての実施形態において同様である。

第２の誘電体層４は、第１の導体３の外周を覆うよう構成される。第２の誘電体層４の材料は特段制限されず、ポリエチレン、空気などであってもよいし、または、一般的にケーブルの最も外側の被覆層として使用されているビニル、ゴム、ウレタン、などであってもよい。第２の誘電体層４の厚さは設計事項である。

第２の導体５は、第２の誘電体層４の外周を覆い、少なくとも一部領域に繰り返し構造を有している。本実施形態の繰り返し構造は、図１に示すような、ケーブルの長手方向沿いに分離した複数の島状導体からなる。すなわち、島状導体が、ケーブルの長手方向沿いに繰り返し、例えば周期的に配列されることで、繰り返し構造を構成している。なお、島状導体の「繰り返し」には、島状導体が部分的に欠落している場合も含まれる。また、島状導体の「周期的」には、一部の島状導体そのものの配置がずれている場合も含まれる。この島状導体は、以下で説明する通り、ＥＢＧ構造体の構成要素の一部となるが、島状導体の「周期的」が厳密な意味での「周期的」を満たさない場合においても、島状導体を構成要素の一部とするＥＢＧ構造体のメタマテリアルとしての特性を得ることができる。このため、島状導体の「周期的」にはある程度の欠陥が許容される。なお、島状導体が繰り返し配置されるのでなく、１つだけ配置された場合であっても、島状導体を構成要素の一部とするＥＢＧ構造体のメタマテリアルとしての特性を得ることができる場合がある。このような実施形態は、以下で示す。

また、「少なくとも一部領域に」とは、ケーブルの全長に亘って繰り返し構造を有してもよいし、一部に繰り返し構造を有してもよいことを意味する。すなわち、島状導体（第２の導体５）は、ケーブルの全長に亘って繰り返し設けられてもよいし、一部領域にのみ繰り返し設けられてもよい。このように一部領域のみに設けた場合であっても、島状導体（第２の導体５）を構成要素の一部とするＥＢＧ構造体のメタマテリアルとしての特性を得ることができる。

第２の導体５の原料は特段制限されず、例えば銅等を選択できる。島状導体（第２の導体５）の平面形状についても特段制限されず、図１および図２に示すような、長方形のほか、三角形、その他の四角形、五角形、それ以上の頂点を有する多角形、円形等、あらゆる形状を選択できる。本実施形態のケーブルは、このような平面形状の島状導体（第２の導体５）が、第２の誘電体層４の外周沿いに巻き付けられた構成である。なお、図１および図２において、第２の誘電体層４の外周沿いに巻き付けられた各島状導体（第２の導体５）は外周沿いにスリットを有しているが、このような構成に限定されず、図３に示すように、スリットを有さない構成とすることも可能である。また、図１においては、スリット位置は直線状に並んでいるが、このような構成に限定されない。

さらに、島状導体（第２の導体５）は、大きさおよび／または形状が異なる２種類以上の島状導体（第２の導体５）からなってもよい。かかる場合、２種類以上の島状導体（第２の導体５）は、各種それぞれ周期的に配列されるのが望ましい。なお、「周期的」は、一部の島状導体（第２の導体５）が欠けている場合や、配置がずれている場合、すなわち厳密な意味での「周期的」を満たさない場合も含む概念である。島状導体（第２の導体５）の大きさ、相互間隔等は、伝播を抑制するノイズの周波数に応じて定められる設計事項である。

接続部材６は、第２の誘電体層４の内部に設けられ、第１の導体３と、島状導体（第２の導体５）と、を電気的に接続するよう構成される。接続部材６は、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属で構成することができる。この接続部材６は、ケーブルの長手方向に沿って繰り返し配列されることとなるが、全部の島状導体（第２の導体５）それぞれに対応するよう設けられてもよいし、一部の島状導体（第２の導体５）に対応するよう設けられてもよい。すなわち、すべての島状導体（第２の導体５）を第１の導体３と電気的に接続してもよいし、一部の島状導体（第２の導体５）を第１の導体３と電気的に接続してもよい。

この接続部材６は、以下で説明するように、ＥＢＧ構造体の構成要素の一部となるが、周期的に設けられるのが望ましい。ここでの「周期的」には、一部の接続部材６そのものの配置がずれている場合、すなわち厳密な意味での「周期的」を満たさない場合も含む概念である。

本実施形態のケーブルは、第２の導体５の外周を覆い、ケーブルの最も外側の層となる被覆層（図示せず）を設けてもよい。被覆層は、一般的なケーブルの最も外側の層と同様に、ビニル、ゴム、ウレタン、などの材料で構成することができる。

このような本実施形態のケーブルの製造方法は特段制限されないが、以下のような製造方法であってもよい。

例えば、従来技術に準じて、信号線１と、信号線１の外周を覆う第１の誘電体層２と、第１の誘電体層２の外周を覆う第１の導体３と、からなる積層体を形成した後、さらに、第１の導体３の外周を覆う第２の誘電体層４を形成する。

第２の誘電体層４を一般的なケーブルの最も外側の層として使用されているビニル、ゴム、ウレタン、などの材料で構成する場合には、従来技術に準じて第２の誘電体層４を形成することができる。一方、第２の誘電体層４をポリエチレンで構成する場合には、第１の誘電体層２として信号線１の外周を覆うポリエチレンの層を形成する従来技術に準じて、第２の誘電体層４を形成することができる。

その後、ドリルなどを用いて、第２の誘電体層４に、第１の導体３に到達する穴を形成する。この穴は、ケーブルの長手方向に沿って繰り返し（例えば周期的に）設けられる。この穴は、ケーブルの全長に亘って設けられてもよいし、または、一部領域に設けられてもよい。

次に、上記処理で設けた穴に、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属で構成される接続部材６を挿入する。接続部材６の長さは、誘電体層４の厚さと同一またはそれよりわずかに長く構成するのが望ましい。

その後、複数の島状導体（第２の導体５）を誘電体層４の外周に、ケーブルの長手方向に沿って繰り返し配列されるように巻き付ける。この島状導体（第２の導体５）の巻き付けにより、接続部材６は、第１の導体３と接するとともに、島状導体（第２の導体５）とも接する状態で固定される。なお、島状導体（第２の導体５）のケーブル外周方向の長さと、第２の誘電体層４の外周の長さを適当に調節することで、図１に示すようなスリットを設ける構成や、図３に示すようなスリットを設けない構成を実現することができる。

ここで、第２の誘電体層４を一般的なケーブルの最も外側の層として使用されているビニル、ゴム、ウレタン、などの材料で構成した場合の本実施形態のケーブルの製造方法によれば、一般的に流通しているケーブルを加工することで、本実施形態のケーブルを実現することも可能となる。

次に、本実施形態のケーブルの作用効果について説明する。

本実施形態のケーブルは、第１の導体３と、第２の導体５と、接続部材６と、により、図４および図５に示すようなＥＢＧ構造体を構成している。図４は、ＥＢＧ構造体の構成を模式的に示す断面図であり、図５は、図４のＥＢＧ構造体の斜視図である。

以下、図４および図５に示すＥＢＧ構造体について説明する。なお、図４および図５に示すＥＢＧ構造体は一般的に知られている構造体であるため、等価回路図を用いた説明は省略する。

図４および図５に示すＥＢＧ構造体は、シート状導体３Ａと、島状導体５Ａと、接続部材６Ａと、を有する。図４および図５に示すＥＢＧ構造体の島状導体５Ａは、平面視でシート状導体３Ａと重なる領域であって、シート状導体３Ａから離れた位置に、誘電体層（図示せず）を挟んで配置されている。また、島状導体５Ａは、周期的に配列されている。なお、配列する島状導体５Ａの数は図示するものに限定されず、縦１列以上×横１列以上であらゆる設計が可能である。接続部材６Ａは、島状導体５Ａと、シート状導体３Ａとを導通している。このＥＢＧ構造体は、１つの島状導体５Ａと、この島状導体５Ａと接続する接続部材６Ａと、シート状導体３Ａの中のこの島状導体５Ａに対向する領域を含む一部領域と、を含むＥＢＧ構造を構成する単位セルＡを有し、単位セルＡが複数存在する場合には、複数の単位セルＡは繰り返し配置される。例えば、図示するように、単位セルＡは周期性をもって配列されてもよい。このような１つの単位セルＡ、および、単位セルＡが繰り返し、例えば周期的に配置された構造体は、メタマテリアル、例えばＥＢＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢａｎｄＧａｐ）として機能する。

ここで、単位セルＡの「繰り返し」には、いずれかの単位セルＡにおいて構成の一部が欠落している場合も含まれる。また単位セルＡが２次元配列を有している場合には、「繰り返し」には単位セルＡが部分的に欠落している場合も含まれる。また「周期性」には、一部の単位セルＡにおいて構成要素（島状導体５Ａ、接続部材６Ａ）の一部がずれている場合や、一部の単位セルＡそのものの配置がずれている場合も含まれる。すなわち厳密な意味での周期性が崩れた場合においても、単位セルＡが繰り返し配置されている場合には、メタマテリアルとしての特性を得ることができるため、「周期性」にはある程度の欠陥が許容される。なお、上述の前提は、以下のすべてのＥＢＧ構造体において同様である。

このＥＢＧ構造体は、いわゆるマッシュルーム構造を有するＥＢＧ構造体であり、島状導体５Ａとシート状導体３Ａとの間隔、接続部材６Ａの太さおよび／または長さ、島状導体５Ａが複数存在する場合にはこれらの相互間隔等を調節することで、バンドギャップとなる周波数帯を調節することができる。このＥＢＧ構造体によれば、シート状導体３Ａの表面におけるノイズの伝播を抑制することが可能となる。また、島状導体５Ａが複数存在する場合には、隣り合う島状導体５ＡどうしがＣ（キャパシタンス）を構成することで、ＥＢＧ構造体付近におけるノイズの伝播を抑制できる。

本実施形態のケーブルは、図４および図５に示すＥＢＧ構造体を有している。すなわち、第１の導体３が図４および図５に示すＥＢＧ構造体のシート状導体３Ａとして機能し、島状導体（第２の導体５）が図４および図５に示すＥＢＧ構造体の島状導体５Ａとして機能し、接続部材６が図４に示すＥＢＧ構造体の接続部材６Ａとして機能する。

このような本実施形態のケーブルによれば、第１の導体３の表面におけるノイズ電流の伝播を抑制することが可能となる。また、隣り合う島状導体（第２の導体５）どうしがＣ（キャパシタンス）を構成することで、ＥＢＧ構造体付近におけるノイズ電磁波の伝播、例えば第２の誘電体層４や第２の導体５の外周を覆う被覆層（図示せず）やその付近の空気を介したノイズ電磁波の伝播を抑制できる。本実施形態のケーブルでは、複数の島状導体（第２の導体５）と第１の導体３との間隔、接続部材６の太さおよび長さ、隣り合う島状導体（第２の導体５）の相互間隔等を調節することで、バンドギャップとなる周波数帯を調節することができる。

なお、ケーブルと、ＥＢＧ構造体と、を単に組み合わせただけでは、本実施形態のケーブルの作用効果を実現することはできない。

信号線と、この信号線の外周を覆う誘電体層と、この誘電体層の外周を覆う導体と、を有するケーブルに、図４および５に示すような、シート状導体３Ａと、互いに分離した複数の島状導体５Ａと、複数の接続部材６Ａと、を有するＥＢＧ構造体を組み合わせる場合、例えば、誘電体層の外周を覆う導体の外側に新たな誘電体層を設け、その外側に、図４および５に示すようなＥＢＧ構造体を設ける手段が考えられる。しかし、このような、誘電体層の外周を覆う導体と、ＥＢＧ構造体との間に誘電体層が介在する場合、すなわち、誘電体層の外周を覆う導体と、ＥＢＧ構造体とが電気的に分離した状態となる場合には、この誘電体層の外周を覆う導体とＥＢＧ構造体との間に存在する誘電体層を介してノイズが伝播してしまうことを、本発明者は発見した。すなわち、信号線と、この信号線の外周を覆う誘電体層と、この誘電体層の外周を覆う導体と、を有するケーブルの外側にＥＢＧ構造体を単に設けただけでは、ケーブルに沿ったノイズの伝播を抑制することができないことを、本発明者は見出した。

本実施形態のケーブルは、誘電体層の外周を覆う導体を、ＥＢＧ構造体の構成要素の一部とすることで、上記問題をも解決している。

＜実施形態２＞
本実施形態のケーブルは実施形態１の構成を基本とし、島状導体（第２の導体５）の構成が異なる。

図６に、本実施形態の島状導体（第２の導体５）の平面形状の一例を示す。図６に示すように、本実施形態の島状導体（第２の導体５）には開口７が設けられ、この開口７の中には、一端が島状導体（第２の導体５）と電気的に接続し、他端側が接続部材６と電気的に接続する第１の配線８が設けられている。

開口７の形状は、図示する長方形に限定されず、三角形、その他の四角形、五角形、それ以上の頂点を有する多角形、円形等、あらゆる形状を選択できる。また、開口７は図示するようにすべての島状導体（第２の導体５）に設けられてもよいがこれに限定されず、一部の島状導体（第２の導体５）に設けられてもよい。一部の島状導体（第２の導体５）に開口７を設ける場合には、周期的（例：１個おきなど）に設けるのが望ましい。なお、「周期的」は、一部の開口７が欠けている場合や、配置がずれている場合、すなわち厳密な意味での「周期的」を満たさない場合も含む概念である。

第１の配線８は例えば銅などの導電性の材料で構成することができる。その形状は図示するような直線に限定されず、曲線などその他の形状とすることもできる。また、第１の配線８は、開口７の内部でスパイラル形状を構成してもよい。第１の配線８は、一端が島状導体（第２の導体５）と電気的に接続し、他端側が接続部材６と電気的に接続するが、図６に示すように他端が接続部材６と電気的に接続するのが望ましい。このように構成すれば、島状導体（第２の導体５）と、接続部材６と、の間の距離を長くすることが可能となる。その結果、ＥＢＧ構造体におけるＬ（インダクタンス）をより大きくすることが可能となる。

このような本実施形態のケーブルの製造方法は特段制限されず、例えば、実施形態１で説明した製造方法に準じて実現することができる。

すなわち、信号線１と、第１の誘電体層２と、第１の導体３と、第２の誘電体層４と、接続部材６と、からなる構造体を形成した後、第２の誘電体層４の外周に、本実施形態の島状導体（第２の導体５）、例えば図６に示すような形状に形成された複数の島状導体（第２の導体５）を、ケーブルの長手方向に沿って繰り返し配列されるように巻き付けることで製造することができる。なお、第２の誘電体層４の外周に巻き付ける島状導体（第２の導体５）の向きは特段制限されない。すなわち、図６に示すような直線状の第１の配線８の長手方向がケーブルの長手方向と略並行になってもよいし、この第１の配線８の長手方向がケーブルの長手方向と略垂直になってもよい。

なお、図６に示すような形状に形成された複数の島状導体（第２の導体５）は、片面にテープなどを張り付けて、第１の配線８の位置を固定してもよい。かかる場合、島状導体（第２の導体５）は、このテープがケーブルの外周側に位置するように巻き付けられる。

本実施形態のケーブルは、第１の導体３と、第２の導体５と、第１の配線８と、接続部材６と、により、図４および図５に示すようなＥＢＧ構造体の単位セルＡと同じ等価回路となる単位セルＡを有するＥＢＧ構造体を構成している。しかし、本実施形態のケーブルが有するＥＢＧ構造体は、複数の島状導体（第２の導体５）に開口７を設け、開口７の中に設けられた第１の配線８を介して複数の島状導体（第２の導体５）と接続部材６とを接続するよう構成することで、図４および図５に示すＥＢＧ構造体の接続部材６Ａの長さを、実施形態１のケーブルよりも長くすることを実現している。すなわち、接続部材６の長さが実施形態１と同じである場合、本実施形態のＥＢＧ構造体の方が、実施形態１のＥＢＧ構造体よりも、図４および図５に示す接続部材６ＡによるＬ（インダクタンス）が大きくなっている。

このような本実施形態のケーブルによれば、実施形態１と同様に、第１の導体３の表面におけるノイズの伝播を抑制することが可能となる。また、隣り合う島状導体（第２の導体５）どうしがＣ（キャパシタンス）を構成することで、ＥＢＧ構造体付近におけるノイズの伝播、例えば第２の誘電体層４や第２の導体５の外周を覆う被覆層（図示せず）やその付近の空気を介したノイズの伝播を抑制できる。本実施形態のケーブルでは、複数の島状導体（第２の導体５）と第１の導体３との間隔、接続部材６の太さおよび長さ、複数の島状導体（第２の導体５）の相互間隔、開口７の大きさ、第１の配線８の太さおよび長さ等を調節することで、バンドギャップとなる周波数帯を調節することができる。

また、本実施形態のケーブルは、接続部材６のみならず、第１の配線８によってもＬ（インダクタンス）を形成することができるので、所望のＬ（インダクタンス）を形成するための接続部材６の長さを、実施形態１のケーブルに比べて短くすることが可能となる。かかる場合、第２の誘電体層４の厚さを薄くすることが可能となり、結果、実施形態１のケーブルに比べて細く、軽量なケーブルが実現される。

＜実施形態３＞
本実施形態のケーブルは実施形態１の構成を基本とし、島状導体（第２の導体５）の構成が異なる。

図７に本実施形態のケーブルの一部の一例を模式的に示した斜視図を示す。図７に示すように、本実施形態の島状導体（第２の導体５）は帯状に形成され、一端側において接続部材６と電気的に接続し、第１の導体３の外周を覆う第２の誘電体層４（図示せず）の外周を周回している。帯状の島状導体（第２の導体５）の長さおよび幅は、伝播を抑制するノイズの周波数に応じて定められる設計事項である。なお、すべての島状導体（第２の導体５）が帯状に形成されてもよいし、一部の島状導体（第２の導体５）が帯状に形成されてもよい。一部の島状導体（第２の導体５）を帯状に形成する場合には、帯状の島状導体（第２の導体５）が周期的（例：１個おきなど）に配列されるのが望ましい。なお、「周期的」は、一部の帯状の島状導体（第２の導体５）が欠けている場合や、配置がずれている場合、すなわち厳密な意味での「周期的」を満たさない場合も含む概念である。

このような本実施形態のケーブルの製造方法は特段制限されず、例えば、実施形態１で説明した製造方法に準じて実現することができるので、ここでの説明は省略する。

本実施形態のケーブルは、第１の導体３と、第２の導体５と、接続部材６と、により、ＥＢＧ構造体を構成している。本実施形態のＥＢＧ構造体の単位セルＡは、実施形態１で説明したＥＢＧ構造体の単位セルＡを一部変形したものとなる。

このような本実施形態のケーブルによれば、実施形態１と同様に、第１の導体３の表面におけるノイズの伝播を抑制することが可能となる。また、隣り合う島状導体（第２の導体５）どうしがＣ（キャパシタンス）を構成することで、ＥＢＧ構造体付近におけるノイズの伝播、例えば第２の誘電体層４や第２の導体５の外周を覆う被覆層（図示せず）やその付近の空気を介したノイズの伝播を抑制できる。本実施形態のケーブルでは、複数の島状導体（第２の導体５）と第１の導体３との間隔、接続部材６の太さおよび長さ、帯状の島状導体（第２の導体５）の太さおよび長さ等を調節することで、バンドギャップとなる周波数帯を調節することができる。

＜実施形態４＞
本実施形態のケーブルは実施形態１の構成を基本とし、島状導体（第２の導体５）の構成が異なる点と、接続部材６を有さない点が異なる。

図８に、本実施形態の島状導体（第２の導体５）の平面形状の一例を示す。図８に示すように、本実施形態の島状導体（第２の導体５）には開口７が設けられ、この開口７の中には、一端が島状導体（第２の導体５）と電気的に接続している第２の配線９が設けられている。

開口７の形状は、図示する正方形に限定されず、三角形、その他の四角形、五角形、それ以上の頂点を有する多角形、円形等、あらゆる形状を選択できる。また、開口７は図示するようにすべての島状導体（第２の導体５）に設けられてもよいがこれに限定されず、一部の島状導体（第２の導体５）に設けられてもよい。一部の島状導体（第２の導体５）に開口７を設ける場合には、周期的（例：１個おきなど）に設けるのが望ましい。なお、「周期的」は、一部の開口７が欠けている場合や、配置がずれている場合、すなわち厳密な意味での「周期的」を満たさない場合も含む概念である。

第２の配線９は例えば銅などの導電性の材料で構成することができる。その形状は図示するような直線に限定されず、曲線などその他の形状とすることもできる。また、第２の配線９は、開口７の内部でスパイラル形状を構成してもよい。

このような本実施形態のケーブルの製造方法は特段制限されず、例えば、実施形態１、２で説明した製造方法に準じて実現することができる。すなわち、信号線１と、信号線１の外周を覆う第１の誘電体層２と、第１の誘電体層２の外周を覆う第１の導体３と、第１の導体３の外周を覆う第２の誘電体層４と、からなる構造体を形成した後、第２の誘電体層４の外周を覆うように、本実施形態の島状導体（第２の導体５）例えば図８に示すような島状導体（第２の導体５）を、ケーブルの長手方向に沿って繰り返し配列されるように巻き付けることで、製造することができる。

本実施形態のケーブルは、第１の導体３と、第２の導体５と、第２の配線９と、により、図９および図１０に示すようなＥＢＧ構造体を構成している。図９は、ＥＢＧ構造体の構成を模式的に示す断面図であり、図１０は、図９のＥＢＧ構造体の斜視図である。

このＥＢＧ構造体は、シート状導体３Ａと、島状導体５Ａと、島状導体５Ａに設けられた開口７Ａと、開口７Ａの中に設けられた配線９Ａと、により構成される。複数の島状導体５Ａは、平面視でシート状導体３Ａと重なる領域であって、シート状導体３Ａから離れた位置に、誘電体層（図示せず）を挟んで配置されている。また、複数の島状導体５Ａは、周期的に配列されている。なお、配列する島状導体５Ａの数は図示するものに限定されず、縦１列以上×横１列以上であらゆる設計が可能である。島状導体５Ａには開口７Ａが設けられ、開口７Ａの中には、一端が島状導体５Ａに接続している配線９Ａが設けられている。

配線９Ａはオープンスタブとして機能しており、シート状導体３Ａのうち配線９Ａに対向する部分及び配線９Ａが、伝送線路、例えばマイクロストリップ線路を形成している。

このＥＢＧ構造体は、１つの島状導体５Ａと、この島状導体５Ａの開口７Ａの中に設けられた配線９Ａと、シート状導体３Ａの中のこれらに対向する領域を含む一部領域と、を含むＥＢＧ構造を構成する単位セルＡが構成され、単位セルＡが複数存在する場合には、複数の単位セルＡは繰り返し配置される。例えば、図示するように、単位セルＡは周期性をもって配列されてもよい。このような１つの単位セルＡ、および、単位セルＡが繰り返し、例えば周期的に配置された構造体は、メタマテリアル、例えばＥＢＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢａｎｄＧａｐ）として機能する。図９および図１０に示す例では、単位セルＡは平面視において２次元配列を有している。

図示する複数の単位セルＡは互いに同一の構造を有し、同一の向きに配置されている。また、島状導体５Ａおよび開口７Ａは正方形で、中心が互いに重なるように配置されている。配線９Ａは、開口７Ａの一辺の略中央からこの辺に対して略垂直に延伸している。

ここで、図１１に、本実施形態のケーブルが有するＥＢＧ構造体の単位セルＡの等価回路図を示す。

図１１に示すように、シート状導体３Ａと島状導体５Ａとの間にはＣ（キャパシタンス）が形成される。また、隣り合う島状導体５Ａの相互間にもＣ（キャパシタンス）が形成される。そして、開口７Ａを有する島状導体５ＡにはＬ（インダクタンス）が形成される。

また、上記したように配線９Ａはオープンスタブとして機能しており、シート状導体３Ａのうち配線９Ａに対向する部分と配線９Ａとが、伝送線路（Ｉ）、例えばマイクロストリップ線路を形成している。伝送線路の他端は開放端になっている。

このＥＢＧ構造体は、島状導体５Ａとシート状導体３Ａとの間隔、島状導体５Ａが複数存在する場合にはこれらの相互間隔、開口７Ａの大きさ、配線９Ａの太さおよび長さ等を調節することで、バンドギャップとなる周波数帯を調節することができる。このＥＢＧ構造体によれば、シート状導体３Ａの表面におけるノイズの伝播を抑制することが可能となる。また、島状導体５Ａが複数存在する場合には、隣り合う島状導体５ＡどうしがＣ（キャパシタンス）を構成することで、ＥＢＧ構造体付近におけるノイズの伝播を抑制できる。

本実施形態のケーブルは、図９および図１０に示すＥＢＧ構造体を有している。すなわち、第１の導体３が図９および図１０に示すＥＢＧ構造体のシート状導体３Ａとして機能し、島状導体（第２の導体５）が図９および図１０に示すＥＢＧ構造体の島状導体５Ａとして機能し、第２の配線９が図１０に示すＥＢＧ構造体の配線９Ａとして機能する。

このような本実施形態のケーブルによれば、第１の導体３の表面におけるノイズ電流の伝播を抑制することが可能となる。また、隣り合う島状導体（第２の導体５）どうしがＣ（キャパシタンス）を構成することで、ＥＢＧ構造体付近におけるノイズ電磁波の伝播、例えば第２の誘電体層４や第２の導体５の外周を覆う被覆層（図示せず）やその付近の空気を介したノイズ電磁波の伝播を抑制できる。本実施形態のケーブルでは、複数の島状導体（第２の導体５）と第１の導体３との間隔、複数の島状導体（第２の導体５）の相互間隔、開口７の大きさ、第２の配線９の太さおよび長さ等を調節することで、バンドギャップとなる周波数帯を調節することができる。

なお、本実施形態のケーブルは、接続部材６を有さないので、軽量化を実現することができる。また、接続部材６と、第１の導体３および第２の導体５との電気的接続を確保する必要がないため、実施形態１乃至３のケーブルと比べて、比較的容易に製造することができるほか、品質安定性も高い。

＜実施形態５＞
本実施形態のケーブルは実施形態４の構成を基本とし、島状導体（第２の導体５）の構成が異なる。

図１２に、本実施形態の島状導体（第２の導体５）の平面形状の一例を示す。図１２に示すように、本実施形態の複数の島状導体（第２の導体５）には開口７が設けられ、この開口７の中には、一端が島状導体（第２の導体５）と電気的に接続している第２の配線９と、開口内導体１０とを有し、第２の配線９の他端側は、開口内導体１０と電気的に接続している。

開口内導体１０は、例えば銅などの導電性の材料で構成することができる。その形状は、図示する正方形に限定されず、三角形、その他の四角形、五角形、それ以上の頂点を有する多角形、円形等、あらゆる形状を選択できる。また、開口内導体１０は図示するようにすべての開口７に設けられてもよいがこれに限定されず、一部の開口７に設けられてもよい。一部の開口７に開口内導体１０を設ける場合には、周期的（例：１個おきなど）に設けるのが望ましい。なお、「周期的」は、一部の開口内導体１０が欠けている場合や、配置がずれている場合、すなわち厳密な意味での「周期的」を満たさない場合も含む概念である。

このような本実施形態のケーブルの製造方法は特段制限されず、例えば、実施形態４で説明した製造方法に準じて実現することができるので、ここでの説明は省略する。

本実施形態のケーブルは、第１の導体３と、第２の導体５と、第２の配線９と、開口内導体１０と、によりＥＢＧ構造体を構成している。このＥＢＧ構造体は、１つの島状導体（第２の導体５）と、この島状導体（第２の導体５）の開口７内に設けられた第２の配線９および開口内導体１０と、第１の導体３の中のこの島状導体（第２の導体５）、第２の配線９および開口内導体１０に対向する領域を含む一部領域と、を含むＥＢＧ構造を構成する単位セルＡが構成され、単位セルＡが複数存在する場合には、複数の単位セルＡは繰り返し配置される。例えば、単位セルＡは周期性をもって配列されてもよい。このような１つの単位セルＡ、および、単位セルＡが繰り返し、例えば周期的に配置された構造体は、メタマテリアル、例えばＥＢＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢａｎｄＧａｐ）として機能する。

ここで、図１３に、本実施形態のケーブルが有するＥＢＧ構造体の単位セルＡの等価回路図を示す。

図１３に示すように、島状導体（第２の導体５）と第１の導体３との間には、Ｃ（キャパシタンス）が形成される。また、隣り合う島状導体（第２の導体５）の相互間にもＣ（キャパシタンス）が形成される。さらに、開口内導体１０と第１の導体３との間にもＣ（キャパシタンス）が形成される。そして、開口７を有する島状導体（第２の導体５）にはＬ（インダクタンス）が形成される。また、島状導体（第２の導体５）と開口内導体１０とを接続する第２の配線９は、Ｌ（インダクタンス）を有する。

このようなＥＢＧ構造体を有する本実施形態のケーブルによれば、第１の導体３の表面におけるノイズ電流の伝播を抑制することが可能となる。また、隣り合う島状導体（第２の導体５）どうしがＣ（キャパシタンス）を構成することで、ＥＢＧ構造体付近におけるノイズ電磁波の伝播、例えば第２の誘電体層４や第２の導体５の外周を覆う被覆層（図示せず）やその付近の空気を介したノイズ電磁波の伝播を抑制できる。本実施形態のケーブルでは、複数の島状導体（第２の導体５）と第１の導体３との間隔、複数の島状導体（第２の導体５）の相互間隔、開口７の大きさ、第２の配線９の太さおよび長さ、開口内導体１０の大きさ等を調節することで、バンドギャップとなる周波数帯を調節することができる。

なお、本実施形態のケーブルは、接続部材６を有さないので、軽量化を実現することができる。また、接続部材６と、第１の導体３および第２の導体５との接触を確保する必要がないため、実施形態１乃至３のケーブルと比べて、比較的容易に製造することができるほか、品質安定性も高い。

＜実施形態６＞
本実施形態のケーブルは実施形態４の構成を基本とし、島状導体（第２の導体５）の構成が異なる。

図１４に、本実施形態の島状導体（第２の導体５）の平面形状の一例を示す。図１４に示すように、本実施形態の島状導体（第２の導体５）には開口７が複数設けられ、この開口７の中には、一端が島状導体（第２の導体５）と電気的に接続している第２の配線９が設けられている。そして、このような島状導体（第２の導体５）は、複数の開口７がケーブルの長手方向沿いに並ぶように設けられる。

開口７の形状は、図示する正方形に限定されず、三角形、その他の四角形、五角形、それ以上の頂点を有する多角形、円形等、あらゆる形状を選択できる。また、開口７はケーブルの長手方向に沿って繰り返し、例えば周期的に設けられるが、ケーブルの全長に亘って設けられてもよいし、一部領域に設けられてよい。なお、「周期的」は、一部の開口７が欠けている場合や、配置がずれている場合、すなわち厳密な意味での「周期的」を満たさない場合も含む概念である。

本実施形態のケーブルは、第１の導体３と、第２の導体５と、第２の配線９と、によりＥＢＧ構造体を構成している。このＥＢＧ構造体は、１つの開口７の周辺の第２の導体５と、開口７内に設けられた第２の配線９と、第１の導体３の中の１つの開口７の周辺の第２の導体５および第２の配線９に対向する領域と、によりＥＢＧ構造を構成する単位セルＡが構成されており、単位セルＡが複数存在する場合には、複数の単位セルＡは繰り返し配置される。例えば、単位セルＡは周期性をもって配列されてもよい。このような１つの単位セルＡ、および、単位セルＡが繰り返し、例えば周期的に配置された構造体は、メタマテリアル、例えばＥＢＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢａｎｄＧａｐ）として機能する。

ここで、図１５に、本実施形態のケーブルが有するＥＢＧ構造体の単位セルＡの等価回路図を示す。

図１５に示すように、本実施形態のケーブルが有するＥＢＧ構造体の等価回路図は、図１１に示す実施形態４のケーブルが有するＥＢＧ構造体の等価回路図を基本とし、隣り合う島状導体（第２の導体５）の相互間に形成されるＣ（キャパシタンス）がなくなったものである。

すなわち、第１の導体３と島状導体（第２の導体５）との間にはＣ（キャパシタンス）が形成される。また、開口７を有する島状導体（第２の導体５）にはＬ（インダクタンス）が形成される。そして、第２の配線９はオープンスタブとして機能しており、第１の導体３のうち第２の配線９に対向する部分と第２の配線９とが、伝送線路（Ｉ）、例えばマイクロストリップ線路を形成している。伝送線路の他端は開放端になっている。

このようなＥＢＧ構造体を有する本実施形態のケーブルによれば、第１の導体３の表面におけるノイズ電流の伝播を抑制することが可能となる。本実施形態のケーブルでは、第２の導体５と第１の導体３との間隔、第２の配線９の太さおよび長さ、開口７の大きさなどを調節することで、バンドギャップとなる周波数帯を調節することができる。

＜実施形態７＞
本実施形態のケーブルは実施形態６の構成を基本とし、島状導体（第２の導体５）の構成が異なる。

図１６に、本実施形態の島状導体（第２の導体５）の平面形状の一例を示す。図１６に示すように、本実施形態の島状導体（第２の導体５）には複数の開口７が設けられ、この開口７の中には、一端が第２の導体５と電気的に接続している第２の配線９と、開口内導体１０とを有し、第２の配線９の他端側は、開口内導体１０と電気的に接続している。

本実施形態のケーブルは、第１の導体３と、第２の導体５と、第２の配線９と、開口内導体１０と、によりＥＢＧ構造体を構成している。このＥＢＧ構造体は、１つの開口７の周辺の第２の導体５と、開口７内に設けられた第２の配線９および開口内導体１０と、第１の導体３の中の１つの開口７の周辺の第２の導体５、当該開口７の中の第２の配線９および開口内導体１０に対向する領域と、によりＥＢＧ構造を構成する単位セルＡが複数構成されており、複数の単位セルＡは繰り返し配置されている。例えば、単位セルＡは周期性をもって配列されてもよい。このような１つの単位セルＡ、および、単位セルＡが繰り返し、例えば周期的に配置された構造体は、メタマテリアル、例えばＥＢＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢａｎｄＧａｐ）として機能する。

ここで、図１７に、本実施形態のケーブルが有するＥＢＧ構造体の単位セルＡの等価回路図を示す。

図１７に示すように、本実施形態のケーブルが有するＥＢＧ構造体の等価回路図は、図１３に示す実施形態５のケーブルが有するＥＢＧ構造体の等価回路図を基本とし、隣り合う島状導体（第２の導体５）の相互間に形成されるＣ（キャパシタンス）がなくなったものである。

＜実施形態８＞
本実施形態のケーブルは、実施形態１乃至７のいずれか１つの構成を基本とし、第２の導体５が有する島状導体は、１つのみ設けられる点で異なる。

このような本実施形態のケーブルの場合も、上記各実施形態と同様の効果を実現することができる。
以下、参考形態の例を付記する。
１．信号線と、
前記信号線の外周を覆う第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の外周を覆う第１の導体と、
前記第１の導体の外周を覆う第２の誘電体層と、
前記第２の誘電体層の外周を部分的に覆う島状導体を有する第２の導体と、
を有するケーブル。
２．１に記載のケーブルにおいて、
前記第２の導体は、複数の前記島状導体が前記ケーブルの長手方向沿いに繰り返し設けられているケーブル。
３．１または２に記載のケーブルにおいて、
前記第２の誘電体層の内部に設けられ、前記第１の導体と、前記島状導体と、を電気的に接続する接続部材を有するケーブル。
４．３に記載のケーブルにおいて、
前記島状導体には開口が設けられ、前記開口の中には、一端が前記島状導体と電気的に接続し、他端側が前記接続部材と電気的に接続する第１の配線を有するケーブル。
５．３に記載のケーブルにおいて、
前記島状導体は帯状に形成され、一端側において前記接続部材と電気的に接続し、前記第２の誘電体層の外周を周回しているケーブル。
６．１または２に記載のケーブルにおいて、
前記島状導体には開口が設けられ、前記開口の中には、一端が前記島状導体と電気的に接続している第２の配線を有するケーブル。
７．６に記載のケーブルにおいて、
前記島状導体の前記開口の中には開口内導体を有し、
前記第２の配線の他端側は、前記開口内導体と電気的に接続しているケーブル。
８．６または７に記載のケーブルにおいて、
前記島状導体が有する前記開口は、前記ケーブルの長手方向沿いに複数設けられているケーブル。
９．１から８のいずれかに記載のケーブルにおいて、
前記第１の導体と前記第２の導体とは、前記第２の誘電体層を挟んで対向しているケーブル。

１信号線
２第１の誘電体層
３第１の導体
４第２の誘電体層
５第２の導体
６接続部材
７開口
８第１の配線
９第２の配線
１０開口内導体
３Ａシート状導体
５Ａ島状導体
６Ａ接続部材
７Ａ開口
９Ａ配線
Ａ単位セル

Claims

信号線と、
前記信号線の外周を覆う第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の外周を覆う第１の導体と、
前記第１の導体の外周を覆う第２の誘電体層と、
開口を有するとともに前記第２の誘電体層の外周を部分的に覆う島状導体を有する第２の導体と、
前記第２の誘電体層の内部に設けられ、前記第１の導体と、前記島状導体と、を電気的に接続する接続部材と、
前記島状導体が有する前記開口の中に設けられ、一端が前記島状導体と電気的に接続し、他端側が前記接続部材と電気的に接続する第１の配線と、
を有するケーブル。
信号線と、
前記信号線の外周を覆う第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の外周を覆う第１の導体と、
前記第１の導体の外周を覆う第２の誘電体層と、
前記第２の誘電体層の外周を部分的に覆う島状導体を有する第２の導体と、
前記第２の誘電体層の内部に設けられ、前記第１の導体と、前記島状導体と、を電気的に接続する接続部材と、
を有し、
前記島状導体は、一端から他端に向けて延伸した帯状に形成され、前記一端の側において前記接続部材と電気的に接続し、らせん状に前記第２の誘電体層の外周を周回しているケーブル。
信号線と、
前記信号線の外周を覆う第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の外周を覆う第１の導体と、
前記第１の導体の外周を覆う第２の誘電体層と、
開口を有するとともに前記第２の誘電体層の外周を部分的に覆う島状導体を有する第２の導体と、
前記島状導体が有する前記開口の中に設けられ、一端が前記島状導体と電気的に接続している第２の配線と、
を有するケーブル。
請求項３に記載のケーブルにおいて、
前記島状導体の前記開口の中に設けられた開口内導体をさらに有し、
前記第２の配線の他端側は、前記開口内導体と電気的に接続しているケーブル。
請求項３または４に記載のケーブルにおいて、
前記島状導体は複数の前記開口を有し、複数の前記開口は前記ケーブルの長手方向に沿って並んでいるケーブル。
請求項１から５のいずれか１項に記載のケーブルにおいて、
前記第２の導体は複数の前記島状導体を有し、複数の前記島状導体が前記ケーブルの長手方向に沿って並んでいるケーブル。
請求項１から６のいずれか１項に記載のケーブルにおいて、
前記第１の導体と前記第２の導体とは、前記第２の誘電体層を挟んで対向しているケーブル。