JPH06267341A - 複合導体 - Google Patents
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- JPH06267341A JPH06267341A JP4791093A JP4791093A JPH06267341A JP H06267341 A JPH06267341 A JP H06267341A JP 4791093 A JP4791093 A JP 4791093A JP 4791093 A JP4791093 A JP 4791093A JP H06267341 A JPH06267341 A JP H06267341A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複合導体の表面層に用いられる導電率の高い
導電性物質の厚さを適切に選ぶことにより、ある周波数
帯域またはある周波数において、該導電性物質のみから
成る単一導体よりも、減衰定数を低減した高性能の複合
導体を提供する。 【構成】 複合導体の一部を形成する第１種の導電性物
質１及び４の導電率より、複合導体の外表面または内表
面を形成する第２種の導電性物質２及び５の導電率が高
くなるように選ばれた、少なくとも２種類の導電性物質
から成る複合導体において、使用周波数帯域内のある代
表周波数において、前記第２種の導電性物質のみからな
る等しい外部形状の単一導体よりも、低い減衰定数を有
するように、該第２種の導電性物質２及び５の厚さを選
ぶ。
導電性物質の厚さを適切に選ぶことにより、ある周波数
帯域またはある周波数において、該導電性物質のみから
成る単一導体よりも、減衰定数を低減した高性能の複合
導体を提供する。 【構成】 複合導体の一部を形成する第１種の導電性物
質１及び４の導電率より、複合導体の外表面または内表
面を形成する第２種の導電性物質２及び５の導電率が高
くなるように選ばれた、少なくとも２種類の導電性物質
から成る複合導体において、使用周波数帯域内のある代
表周波数において、前記第２種の導電性物質のみからな
る等しい外部形状の単一導体よりも、低い減衰定数を有
するように、該第２種の導電性物質２及び５の厚さを選
ぶ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波伝送線路用複合
導体に係り、特に減衰定数特性を改善した高周波伝送線
路用複合導体に関する。
導体に係り、特に減衰定数特性を改善した高周波伝送線
路用複合導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、伝送線路において、高周波電流
が流されるとき、その減衰定数は、いわゆる「表皮効
果」のために、周波数が高くなればなるほど大きくなる
ことが知られている。すなわち、導体の表面において、
ある強さ（振幅）をもつ電磁界は、導体中に侵入するに
従って、その振幅は指数関数的に減少し、表面からδな
る深さにおいては、電界磁界の何れも導体表面における
値のほぼ１／ｅ（約３７％）に減衰する。このような電
磁界の電界によって、導体中をその長手方向に流れる伝
導電流の振幅も、やはり導体表面から内部に入るに従っ
て指数関数的に減少し、δなる深さにおいて、導体表面
における値のほぼ１／ｅとなる。
が流されるとき、その減衰定数は、いわゆる「表皮効
果」のために、周波数が高くなればなるほど大きくなる
ことが知られている。すなわち、導体の表面において、
ある強さ（振幅）をもつ電磁界は、導体中に侵入するに
従って、その振幅は指数関数的に減少し、表面からδな
る深さにおいては、電界磁界の何れも導体表面における
値のほぼ１／ｅ（約３７％）に減衰する。このような電
磁界の電界によって、導体中をその長手方向に流れる伝
導電流の振幅も、やはり導体表面から内部に入るに従っ
て指数関数的に減少し、δなる深さにおいて、導体表面
における値のほぼ１／ｅとなる。
【０００３】以上のような現象を電流の表皮効果と呼
び、上記のような特性値δを、表皮の厚さまたは浸透の
深さと呼んでいる。このδの値はＭaxwellの方程式から
求められて次のように表される。 δ＝√（２／（ωμσ））＝√（１／（πｆμσ）） ここで、ｆは周波数、ω（＝２πｆ）は角周波数、μは
導体の透磁率、σは導体の導電率である。
び、上記のような特性値δを、表皮の厚さまたは浸透の
深さと呼んでいる。このδの値はＭaxwellの方程式から
求められて次のように表される。 δ＝√（２／（ωμσ））＝√（１／（πｆμσ）） ここで、ｆは周波数、ω（＝２πｆ）は角周波数、μは
導体の透磁率、σは導体の導電率である。
【０００４】ところで、同一半径の充実円筒状単一導体
の伝送線路において、同一周波数の高周波電磁界を伝送
するとき、伝送線路における電磁界の減衰定数は、導電
率が高い材質からなる導体に比べて、導電率が低い材質
からなる導体の方が大きいことは、周知のとおりであ
る。
の伝送線路において、同一周波数の高周波電磁界を伝送
するとき、伝送線路における電磁界の減衰定数は、導電
率が高い材質からなる導体に比べて、導電率が低い材質
からなる導体の方が大きいことは、周知のとおりであ
る。
【０００５】さらに、導電率の異なる２種類の導体を同
軸状に密着させて複合導体を形成し、さらにこの複合導
体を用いて同軸ケーブルを構成する場合、図１に示すよ
うに、内部導体にはその外表面に、外部導体にはその内
表面に、導電率の高い材質を配すべきことは、前記表皮
効果の説明から明らかである。
軸状に密着させて複合導体を形成し、さらにこの複合導
体を用いて同軸ケーブルを構成する場合、図１に示すよ
うに、内部導体にはその外表面に、外部導体にはその内
表面に、導電率の高い材質を配すべきことは、前記表皮
効果の説明から明らかである。
【０００６】このような複合導体の例として、内部導
体、外部導体共にアルミニウムに銅メッキ層を施し設け
たものを用いた同軸ケーブルが、実用新案公告公報 昭
４０−１１０７５号として知られている。この従来の複
合導体は、伝送は殆んど薄い銅メッキ層によって行わ
れ、アルミニウムが銅に比べて導電率の低いことが、同
軸ケーブルの減衰定数特性に関係がなくなる現象を用い
ていた。
体、外部導体共にアルミニウムに銅メッキ層を施し設け
たものを用いた同軸ケーブルが、実用新案公告公報 昭
４０−１１０７５号として知られている。この従来の複
合導体は、伝送は殆んど薄い銅メッキ層によって行わ
れ、アルミニウムが銅に比べて導電率の低いことが、同
軸ケーブルの減衰定数特性に関係がなくなる現象を用い
ていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複合導体においては、複合導体を構成する導電性物質の
うち、導電率の高い方の導電性物質のみからなるケーブ
ルよりも、複合導体を用いたケーブルの方が減衰定数が
小さくなる可能性は考慮されておらず、このためケーブ
ルの重量が必要以上に重くなったり、その製造コストが
必要以上に高くなったりするという問題点が存在する。
以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、複合導体の表面
層に用いられる導電率の高い第２種の導電性物質の厚さ
を最適化することにより、導電率の高い第２種の導電性
物質のみから成る単一導体より減衰定数が低減する高性
能の複合導体を提供することである。
複合導体においては、複合導体を構成する導電性物質の
うち、導電率の高い方の導電性物質のみからなるケーブ
ルよりも、複合導体を用いたケーブルの方が減衰定数が
小さくなる可能性は考慮されておらず、このためケーブ
ルの重量が必要以上に重くなったり、その製造コストが
必要以上に高くなったりするという問題点が存在する。
以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、複合導体の表面
層に用いられる導電率の高い第２種の導電性物質の厚さ
を最適化することにより、導電率の高い第２種の導電性
物質のみから成る単一導体より減衰定数が低減する高性
能の複合導体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、以下の構成を有する。すなわち、本発明
は、複合導体の一部を形成する第１種の導電性物質の導
電率より、複合導体の外表面または内表面を形成する第
２種の導電性物質の導電率が高くなるように選ばれた、
少なくとも２種類の導電性物質から成る複合導体におい
て、使用周波数帯域内のある代表周波数において、前記
第２種の導電性物質のみからなる等しい外部形状の単一
導体よりも、低い減衰定数を有するように、該第２種の
導電性物質の厚さを選んだことを特徴とする複合導体で
ある。
に、本発明は、以下の構成を有する。すなわち、本発明
は、複合導体の一部を形成する第１種の導電性物質の導
電率より、複合導体の外表面または内表面を形成する第
２種の導電性物質の導電率が高くなるように選ばれた、
少なくとも２種類の導電性物質から成る複合導体におい
て、使用周波数帯域内のある代表周波数において、前記
第２種の導電性物質のみからなる等しい外部形状の単一
導体よりも、低い減衰定数を有するように、該第２種の
導電性物質の厚さを選んだことを特徴とする複合導体で
ある。
【０００９】また本発明は、前記複合導体において、第
１種の導電性物質と第２種の導電性物質との間の物質の
導電率が、第１種の導電性物質の導電率と第２種の導電
性物質の導電率との間で漸次変化することを特徴とする
複合導体である。また本発明は、前記複合導体におい
て、複合導体の形状を複層同軸充実円筒状に形成したこ
とを特徴とする複合導体である。また本発明は、前記複
合導体において、複合導体の形状を複層同軸中空円筒状
に形成したことを特徴とする複合導体である。また本発
明は、前記複合導体において、複層同軸充実円筒状に形
成した複合導体を内部導体とし、複層同軸中空円筒状に
形成した複合導体を外部導体とすることを特徴とする同
軸ケーブルである。
１種の導電性物質と第２種の導電性物質との間の物質の
導電率が、第１種の導電性物質の導電率と第２種の導電
性物質の導電率との間で漸次変化することを特徴とする
複合導体である。また本発明は、前記複合導体におい
て、複合導体の形状を複層同軸充実円筒状に形成したこ
とを特徴とする複合導体である。また本発明は、前記複
合導体において、複合導体の形状を複層同軸中空円筒状
に形成したことを特徴とする複合導体である。また本発
明は、前記複合導体において、複層同軸充実円筒状に形
成した複合導体を内部導体とし、複層同軸中空円筒状に
形成した複合導体を外部導体とすることを特徴とする同
軸ケーブルである。
【００１０】
【作用】導電率の異なる２種類の導体を、積層して複合
導体を形成した場合、複合導体を構成する導電率の高い
方の材質（前記の例では銅）のみからなる同じ形状の単
一導体の場合よりも、複合導体（例えば、銅−アルミニ
ウム）の方が減衰定数が小さくなる可能性については、
従来おそらく考慮されたことがないか、または小さくな
ることはあるまいと暗黙のうちに信じられてきたようで
ある。
導体を形成した場合、複合導体を構成する導電率の高い
方の材質（前記の例では銅）のみからなる同じ形状の単
一導体の場合よりも、複合導体（例えば、銅−アルミニ
ウム）の方が減衰定数が小さくなる可能性については、
従来おそらく考慮されたことがないか、または小さくな
ることはあるまいと暗黙のうちに信じられてきたようで
ある。
【００１１】ところが、最近本発明者は、導体半径ｒに
比べて、表皮厚さδが小さいかまたは十分小さい（δ＜
ｒまたはδ≪ｒ）ような高い周波数領域において、導体
半径ｒが一定のとき、導電率が高い第２種の導電性物質
のみからなる単一導体よりも、表面に導電率が高い第２
種の導電性物質を用い、その内部に導電率が低い第１種
の導電性物質を用いた複合導体の方が、減衰定数が小さ
くなる場合があることを理論的に見い出した。
比べて、表皮厚さδが小さいかまたは十分小さい（δ＜
ｒまたはδ≪ｒ）ような高い周波数領域において、導体
半径ｒが一定のとき、導電率が高い第２種の導電性物質
のみからなる単一導体よりも、表面に導電率が高い第２
種の導電性物質を用い、その内部に導電率が低い第１種
の導電性物質を用いた複合導体の方が、減衰定数が小さ
くなる場合があることを理論的に見い出した。
【００１２】すなわち、本発明者は、図２に示すよう
に、充実円筒状の第１種の導電性物質の外周を、第２種
の導電性物質で覆った２層同軸充実円筒導体が、空間
（一般にある誘電体）中に１本だけ存在する場合につい
て、この導体に沿って伝搬可能なある周波数の電磁界
［ＴＭ波］についてその伝搬定数が満たすべき方程式を
導出し、かつこの方程式からいくつかの周波数に対する
伝搬定数を数値的に求めた。この計算過程の詳細は、平
成５年電気学会全国大会（論文番号１８）において発表
の予定である。
に、充実円筒状の第１種の導電性物質の外周を、第２種
の導電性物質で覆った２層同軸充実円筒導体が、空間
（一般にある誘電体）中に１本だけ存在する場合につい
て、この導体に沿って伝搬可能なある周波数の電磁界
［ＴＭ波］についてその伝搬定数が満たすべき方程式を
導出し、かつこの方程式からいくつかの周波数に対する
伝搬定数を数値的に求めた。この計算過程の詳細は、平
成５年電気学会全国大会（論文番号１８）において発表
の予定である。
【００１３】この数値計算の結果によると、例えば、銅
−アルミニウム複合導体を用いた伝送線路において、銅
導体の外半径をｒ2、アルミニウム導体の外半径をｒ1、
これらの半径比をρとしたとき（ρ＝ｒ1／ｒ2，銅層の
厚さ：ｒ2−ｒ1）、横軸をρとし、縦軸を減衰定数αと
すると、図３に示すように、ρのある範囲において、グ
ラフ左端（ρ＝０）に示された銅のみから成る単一導体
の減衰定数α2よりも、複合導体の方が低い減衰定数が
得られる場合がある。
−アルミニウム複合導体を用いた伝送線路において、銅
導体の外半径をｒ2、アルミニウム導体の外半径をｒ1、
これらの半径比をρとしたとき（ρ＝ｒ1／ｒ2，銅層の
厚さ：ｒ2−ｒ1）、横軸をρとし、縦軸を減衰定数αと
すると、図３に示すように、ρのある範囲において、グ
ラフ左端（ρ＝０）に示された銅のみから成る単一導体
の減衰定数α2よりも、複合導体の方が低い減衰定数が
得られる場合がある。
【００１４】本発明は、上記の事実に立脚してなされた
もので、ケーブル導体の外径及びケーブルが使用される
周波数帯域が定まった場合、この周波数帯域内のある周
波数（例えば、中心周波数）において、最小の減衰定数
αMINとなるような、導体半径比ρOPT、言い換えれば外
側導体の厚さｒ2×（１−ρOPT）を選ぶことにより、ケ
ーブルの設計を最適化し、ケーブルの重量及び製造コス
ト低く押さえつつ、外側導体を構成する材質のみからな
るケーブルよりも減衰定数の小さいケーブルを提供する
ことができる。
もので、ケーブル導体の外径及びケーブルが使用される
周波数帯域が定まった場合、この周波数帯域内のある周
波数（例えば、中心周波数）において、最小の減衰定数
αMINとなるような、導体半径比ρOPT、言い換えれば外
側導体の厚さｒ2×（１−ρOPT）を選ぶことにより、ケ
ーブルの設計を最適化し、ケーブルの重量及び製造コス
ト低く押さえつつ、外側導体を構成する材質のみからな
るケーブルよりも減衰定数の小さいケーブルを提供する
ことができる。
【００１５】
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の実施例を詳
しく説明する。図４は、図３と同じように、アルミニウ
ムを外半径ｒ1の内側導体とし、銅を外半径ｒ2の外側導
体とした複合導体（但し、銅、アルミニウムの導電率を
それぞれ１０10／２６２［S/m］、１０10／１６９［S/
m］とする）において、外半径ｒ2＝０．００２２５[m]
を一定に保ち、半径比ρ（＝ｒ1／ｒ2）を変化させた場
合の電磁界の減衰定数特性を示す。すなわち、同図にお
いて、横軸に導体半径比ρ、縦軸に減衰定数α[dB/km]
を表示し、伝送周波数２００、２１０、２２０ＭＨz に
おいて、半径比ρを０から１まで変化させたときの、各
周波数における電磁界の減衰定数αが示されている。
しく説明する。図４は、図３と同じように、アルミニウ
ムを外半径ｒ1の内側導体とし、銅を外半径ｒ2の外側導
体とした複合導体（但し、銅、アルミニウムの導電率を
それぞれ１０10／２６２［S/m］、１０10／１６９［S/
m］とする）において、外半径ｒ2＝０．００２２５[m]
を一定に保ち、半径比ρ（＝ｒ1／ｒ2）を変化させた場
合の電磁界の減衰定数特性を示す。すなわち、同図にお
いて、横軸に導体半径比ρ、縦軸に減衰定数α[dB/km]
を表示し、伝送周波数２００、２１０、２２０ＭＨz に
おいて、半径比ρを０から１まで変化させたときの、各
周波数における電磁界の減衰定数αが示されている。
【００１６】まず、周波数２００ＭＨz において、ρ＝
０、すなわち銅のみからなる単一導体の場合の減衰定数
は、α≒２．１３５０[dB/km]であり、ここからρ＝
０．９９５程度までは、内部のアルミニウム導体の半径
が大きくなっても、銅導体の厚さがその表皮の厚さに比
べて十分厚く、高周波電流の大部分は表面の銅導体の部
分を流れるので、減衰定数に変わりは殆どない。
０、すなわち銅のみからなる単一導体の場合の減衰定数
は、α≒２．１３５０[dB/km]であり、ここからρ＝
０．９９５程度までは、内部のアルミニウム導体の半径
が大きくなっても、銅導体の厚さがその表皮の厚さに比
べて十分厚く、高周波電流の大部分は表面の銅導体の部
分を流れるので、減衰定数に変わりは殆どない。
【００１７】ところが、ρ＝０．９９４を越えると、減
衰定数が低下し始め、ρ≒０．９９６８で最小の減衰定
数、α≒２．１１３７に達する。これよりρが大きくな
ると、急速に減衰定数が大きくなり、最終的にはρ＝１
でアルミニウムのみからなる単一導体の減衰定数（α≒
２．６９４６）となる。
衰定数が低下し始め、ρ≒０．９９６８で最小の減衰定
数、α≒２．１１３７に達する。これよりρが大きくな
ると、急速に減衰定数が大きくなり、最終的にはρ＝１
でアルミニウムのみからなる単一導体の減衰定数（α≒
２．６９４６）となる。
【００１８】次いで、周波数２１０ＭＨz において、ρ
＝０のとき、α≒２．１９７４であり、ここからρ＝
０．９９４程度までは、αはほぼ一定であり、ρ＝０．
９９４を越えると減衰定数が低下し始め、ρ≒０．９９
６９で最小の減衰定数、α≒２．１７５４に達する。こ
れよりρが大きくなると、急速に減衰定数が大きくな
り、最終的にはρ＝１でアルミニウムのみからなる単一
導体の減衰定数（α≒２．７７３４）となる。
＝０のとき、α≒２．１９７４であり、ここからρ＝
０．９９４程度までは、αはほぼ一定であり、ρ＝０．
９９４を越えると減衰定数が低下し始め、ρ≒０．９９
６９で最小の減衰定数、α≒２．１７５４に達する。こ
れよりρが大きくなると、急速に減衰定数が大きくな
り、最終的にはρ＝１でアルミニウムのみからなる単一
導体の減衰定数（α≒２．７７３４）となる。
【００１９】次いで、周波数２２０ＭＨz においても同
様の傾向を示し、ρ≒０．９９７０で最小の減衰定数、
α≒２．２３６０に達する。このように、複合導体の表
面に使用する導電率の高い物質の厚さを選ぶことによ
り、使用周波数帯域内のある特定の周波数、（例えば、
中心周波数）において、該導電率の高い物質のみからな
る単一導体より低い減衰定数を有する複合導体が得られ
る。
様の傾向を示し、ρ≒０．９９７０で最小の減衰定数、
α≒２．２３６０に達する。このように、複合導体の表
面に使用する導電率の高い物質の厚さを選ぶことによ
り、使用周波数帯域内のある特定の周波数、（例えば、
中心周波数）において、該導電率の高い物質のみからな
る単一導体より低い減衰定数を有する複合導体が得られ
る。
【００２０】図５は、図４と同様に、導体外半径ｒ2＝
０．００２２５[m]、横軸に導体半径比ρ、縦軸に電磁
界の減衰定数α[dB/km]を表示し、伝送周波数５kＨz に
おいて、半径比ρを０から１まで変化させたときの減衰
定数αを示したものである。同図において、ρ≒０．４
３２４のとき、最小の減衰定数α≒６．５１５３×１０
-3[dB/km]が得られる。
０．００２２５[m]、横軸に導体半径比ρ、縦軸に電磁
界の減衰定数α[dB/km]を表示し、伝送周波数５kＨz に
おいて、半径比ρを０から１まで変化させたときの減衰
定数αを示したものである。同図において、ρ≒０．４
３２４のとき、最小の減衰定数α≒６．５１５３×１０
-3[dB/km]が得られる。
【００２１】このような、複合導体が空間中に１本だけ
存在する場合の計算結果から、内部導体及び外部導体そ
れぞれに複合導体を用いた同軸ケーブルの場合にも、あ
る周波数において、導電率の高い単一導体よりも、複合
導体の方が減衰定数が小さくなることは容易に推測する
ことができる。この同軸ケーブルの場合は、図１に示す
ように、同軸ケーブルの内部導体は、例えば、アルミニ
ウム中心導体１の表面に、メッキ、スパッタリング等の
方法で、導電率の高い内部導体銅層２を形成する。同軸
ケーブルの外部導体は、例えば、中空円筒状アルミニウ
ム導体４の内表面に、メッキ、スパッタリング等の方法
で、導電率の高い外部導体銅層５を形成する。内部導体
と外部導体とを絶縁する絶縁体３は、ポリエチレン等の
固形絶縁物で充実してもよいし、適当なエアギャップを
設けた空気絶縁型としてもよい。
存在する場合の計算結果から、内部導体及び外部導体そ
れぞれに複合導体を用いた同軸ケーブルの場合にも、あ
る周波数において、導電率の高い単一導体よりも、複合
導体の方が減衰定数が小さくなることは容易に推測する
ことができる。この同軸ケーブルの場合は、図１に示す
ように、同軸ケーブルの内部導体は、例えば、アルミニ
ウム中心導体１の表面に、メッキ、スパッタリング等の
方法で、導電率の高い内部導体銅層２を形成する。同軸
ケーブルの外部導体は、例えば、中空円筒状アルミニウ
ム導体４の内表面に、メッキ、スパッタリング等の方法
で、導電率の高い外部導体銅層５を形成する。内部導体
と外部導体とを絶縁する絶縁体３は、ポリエチレン等の
固形絶縁物で充実してもよいし、適当なエアギャップを
設けた空気絶縁型としてもよい。
【００２２】また、本発明の複合導体を形成する導電性
物質の種類は、上記の銅−アルミニウムの組合せ以外
に、銀−銅の組合せ、銅−鉄の組合せ等、多様な組合せ
が考えられる。また、本発明の複合導体を形成する導電
性物質の層数は、実施例で述べた２層に限らず、３種類
以上の導電性物質を用いた３層以上の多層の複合導体で
あってもかまわない。この３層以上の複合導体の場合に
は、最も導電率の高い物質を導体の外表面ないし内表面
に配すべきことは以上の記述から明らかである。また、
本発明の複合導体は、その外表面からその内部へ、また
は内表面からその導体内部へ向かって、漸次的に導電率
が低くなるような連続的または階段的な変化をしてもよ
い。
物質の種類は、上記の銅−アルミニウムの組合せ以外
に、銀−銅の組合せ、銅−鉄の組合せ等、多様な組合せ
が考えられる。また、本発明の複合導体を形成する導電
性物質の層数は、実施例で述べた２層に限らず、３種類
以上の導電性物質を用いた３層以上の多層の複合導体で
あってもかまわない。この３層以上の複合導体の場合に
は、最も導電率の高い物質を導体の外表面ないし内表面
に配すべきことは以上の記述から明らかである。また、
本発明の複合導体は、その外表面からその内部へ、また
は内表面からその導体内部へ向かって、漸次的に導電率
が低くなるような連続的または階段的な変化をしてもよ
い。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも２種類の導電性物質から成る複合導体におい
て、複合導体の外表面または内表面を形成する導電率の
高い導電性物質の厚さを選ぶことによって、使用周波数
帯域内のある代表周波数において、該導電率の高い導電
性物質のみからなる等しい外部形状の単一導体よりも、
減衰定数が低い高周波伝送線路を提供できるという効果
がある。
少なくとも２種類の導電性物質から成る複合導体におい
て、複合導体の外表面または内表面を形成する導電率の
高い導電性物質の厚さを選ぶことによって、使用周波数
帯域内のある代表周波数において、該導電率の高い導電
性物質のみからなる等しい外部形状の単一導体よりも、
減衰定数が低い高周波伝送線路を提供できるという効果
がある。
【図１】本発明の複合導体に係る実施例の同軸ケーブル
の断面図
の断面図
【図２】本発明の複合導体の原理を説明するための複層
同軸充実円筒導体の断面図
同軸充実円筒導体の断面図
【図３】本発明の複層同軸充実円筒導体の減衰定数特性
説明図
説明図
【図４】本発明の複層同軸充実円筒導体の２００ＭＨz
帯の減衰定数特性グラフ例
帯の減衰定数特性グラフ例
【図５】本発明の複層同軸充実円筒導体の５kＨz にお
ける減衰定数特性グラフ例
ける減衰定数特性グラフ例
１ アルミニウム中心導体 ２ 内部導体銅層 ３ 絶縁体 ４ 円筒状アルミニウム導体 ５ 外部導体銅層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】また、導電率の異なる２種類の導体を同軸
状に密着させて複合導体を形成し、さらにこの複合導体
を用いて同軸ケーブルを構成する場合、図１に示すよう
に、内部導体にはその外表面に、外部導体にはその内表
面に、導電率の高い材質を配すべきことは、前記表皮効
果の説明から明らかである。
状に密着させて複合導体を形成し、さらにこの複合導体
を用いて同軸ケーブルを構成する場合、図１に示すよう
に、内部導体にはその外表面に、外部導体にはその内表
面に、導電率の高い材質を配すべきことは、前記表皮効
果の説明から明らかである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複合導体においては、複合導体を構成する導電性物質の
うち、導電率の高い方の導電性物質のみからなるケーブ
ルよりも、複合導体を用いたケーブルの方が減衰定数が
小さくなる可能性は考慮されておらず、このためケーブ
ルの重量が必要以上に重くなったり、その製造コストが
必要以上に高くなったりするいう問題点が存在する。以
上の問題点に鑑み、本発明の課題は、複合導体の表面層
に用いられる導電率の高い第２種の導電性物質の厚さを
適切に選ぶことにより、導電率の高い第２種の導電性物
質のみから成る単一導体より減衰定数が低減する高性能
の複合導体を提供することである。
複合導体においては、複合導体を構成する導電性物質の
うち、導電率の高い方の導電性物質のみからなるケーブ
ルよりも、複合導体を用いたケーブルの方が減衰定数が
小さくなる可能性は考慮されておらず、このためケーブ
ルの重量が必要以上に重くなったり、その製造コストが
必要以上に高くなったりするいう問題点が存在する。以
上の問題点に鑑み、本発明の課題は、複合導体の表面層
に用いられる導電率の高い第２種の導電性物質の厚さを
適切に選ぶことにより、導電率の高い第２種の導電性物
質のみから成る単一導体より減衰定数が低減する高性能
の複合導体を提供することである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の実施例を詳
しく説明する。図４は、図３と同じように、アルミニウ
ムを外半径ｒ1の内側導体とし、銅を外半径ｒ2の外側導
体とした複合導体（但し、銅、アルミニウムの導電率を
それぞれ１０10／１６９［S/m］、１０10／２６２［S/
m］とする）において、外半径ｒ2＝０．００２２５[m]
を一定に保ち、半径比ρ（＝ｒ1／ｒ2）を変化させた場
合の電磁界の減衰定数特性を示す。すなわち、同図にお
いて、横軸に導体半径比ρ、縦軸に減衰定数α[dB/km]
を表示し、伝送周波数２００、２１０、２２０ＭＨｚに
おいて、半径比ρを０から１まで変化させたときの、各
周波数における電磁界の減衰定数αが示されている。
しく説明する。図４は、図３と同じように、アルミニウ
ムを外半径ｒ1の内側導体とし、銅を外半径ｒ2の外側導
体とした複合導体（但し、銅、アルミニウムの導電率を
それぞれ１０10／１６９［S/m］、１０10／２６２［S/
m］とする）において、外半径ｒ2＝０．００２２５[m]
を一定に保ち、半径比ρ（＝ｒ1／ｒ2）を変化させた場
合の電磁界の減衰定数特性を示す。すなわち、同図にお
いて、横軸に導体半径比ρ、縦軸に減衰定数α[dB/km]
を表示し、伝送周波数２００、２１０、２２０ＭＨｚに
おいて、半径比ρを０から１まで変化させたときの、各
周波数における電磁界の減衰定数αが示されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】まず、周波数２００ＭＨｚにおいて、ρ＝
０、すなわち銅のみからなる単一導体の場合の減衰定数
は、α≒２．１３５０[dB/km]であり、ここからρ＝
０．９９４程度までは、内部のアルミニウム導体の半径
が大きくなっても、銅導体の厚さがその表皮の厚さに比
べて十分厚く、高周波電流の大部分は表面の銅導体の部
分を流れるので、減衰定数に変わりは殆どない。
０、すなわち銅のみからなる単一導体の場合の減衰定数
は、α≒２．１３５０[dB/km]であり、ここからρ＝
０．９９４程度までは、内部のアルミニウム導体の半径
が大きくなっても、銅導体の厚さがその表皮の厚さに比
べて十分厚く、高周波電流の大部分は表面の銅導体の部
分を流れるので、減衰定数に変わりは殆どない。
Claims (5)
- 【請求項１】 複合導体の一部を形成する第１種の導電
性物質の導電率より、複合導体の外表面または内表面を
形成する第２種の導電性物質の導電率が高くなるように
選ばれた、少なくとも２種類の導電性物質から成る複合
導体において、 使用周波数帯域内のある代表周波数において、前記第２
種の導電性物質のみからなる等しい外部形状の単一導体
よりも、低い減衰定数を有するように、該第２種の導電
性物質の厚さを選んだことを特徴とする複合導体。 - 【請求項２】 請求項１において、第１種の導電性物質
と第２種の導電性物質との間の物質の導電率が、第１種
の導電性物質の導電率と第２種の導電性物質の導電率と
の間で漸次変化することを特徴とする複合導体。 - 【請求項３】 請求項１および請求項２において、複合
導体の形状を複層同軸充実円筒状に形成したことを特徴
とする複合導体。 - 【請求項４】 請求項１および請求項２において、複合
導体の形状を複層同軸中空円筒状に形成したことを特徴
とする複合導体。 - 【請求項５】 請求項３に記載の複合導体を内部導体と
し、請求項４に記載の複合導体を外部導体としたことを
特徴とする同軸ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4791093A JPH06267341A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 複合導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4791093A JPH06267341A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 複合導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267341A true JPH06267341A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12788534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4791093A Pending JPH06267341A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 複合導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06267341A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009193870A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Fujikura Ltd | 同軸ケーブル |
| WO2015145537A1 (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | 日立金属株式会社 | 伝送路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5639002A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-14 | Earth Chem Corp Ltd | Coating agent for controlling noxious life |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP4791093A patent/JPH06267341A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5639002A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-14 | Earth Chem Corp Ltd | Coating agent for controlling noxious life |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009193870A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Fujikura Ltd | 同軸ケーブル |
| WO2015145537A1 (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | 日立金属株式会社 | 伝送路 |
| CN105474329A (zh) * | 2014-03-24 | 2016-04-06 | 日立金属株式会社 | 传输线 |
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