JPS5821849B2 - ロウエイドウジクケ−ブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は漏洩同軸ケーブルに関するもので、特に移動
体の移動経路に沿って配設される漏洩同軸ケーブルから
放射される電波を前記移動体に設けられるアンテナとの
間で送受信を行なう通信方式に用いられるに適した漏洩
同軸ケーブルの改良に関するものである。

移動体の移動経路に沿って配設される漏洩同軸ケーブル
から電波が放射され、前記移動体に設けられるアンテナ
で受信することにより通信を行なう通信方式は既に提案
されている。

従来のこのような移動体通信方式に用いられる漏洩同軸
ケーブルの例が第１図に示される。

漏洩同軸ケーブルは基本的には内部導体１とそれを囲繞
して配置される外部導体３とから成り、両者は絶縁体２
により同心状に保持され、外部導体３の外面にはポリエ
チレンシースなどの絶縁性保護被覆５が被覆される。

外部導体３には放射源として間隔Ｐ／２を隔ててかつ軸
方向と傾斜角度だけ成る傾斜方向に傾斜してスロット４
が設けられる。

隣接するスロット間隔Ｐ／２は各スロット４からの漏洩
波が成る方向に対して放射波となるように設定され、そ
れによってケーブル近傍において均一な電界が得られる
。

第２図はこのような漏洩同軸ケーブルの半径方向の減衰
定数（Ｊ丁ｓ＝１．］］Ｉの場合）を示す図であって、
横軸はスロット間隔Ｐに対する使用周波数での波長λを
表わし、縦軸は変形ベッセル関数を 但しＫ。

二自由空間伝搬定数β 二ケーブル内伝搬定数 で正規化した因数を表わす。

第２図において、前記放射波が放射領域Ａとして示され
る。

この放射領域Ａを用いる移動体通信では受信レベル変動
は小さいけれども、放射波のため距離に対する減衰が小
さく無免許波としては使用できなかった。

この発明は簡単に言うと、漏洩同軸ケーブルの外部導体
に放射源スロットをジグザグ態様で設け、スロット間隔
を所定のごとく選定することにより漏洩同軸ケーブルか
らの距離に対して減衰の大きな表面波を作る。

この表面波はケーブルからの距離に対して指数関数的に
減衰するので、ケーブルに対向させたアンテナとの間で
通信を行なう場合無免許波として利用できる。

第３図はこの発明の実施例の漏洩同軸ケーブルＬＣＸの
斜視図を示し、第１図と同一部分は同一符号で示す。

第３図に見られるように、この発明の漏洩同軸ケーブル
ＬＣＸではスロット４は外部導体３上にジグザグ態様で
設けられる。

すなわち漏洩同軸ケーブルＬＣＸは外部導体３にケーブ
ル軸方向に一定間隔Ｐ／２を隔てて第１の放射源となる
右上りスロットと、前記右上りスロットと大きさが同じ
でケーブル軸方向に対する傾斜角の絶対値が等しい右下
りスロットを交互にジグザグ状に設ける。

スロット配列の設計指針は後で詳細に論じられる。

第４Ａ図はこの発明の漏洩同軸ケーブルを用いる移動体
通信方式の概略を示す図で、第４Ａ図ａは移動体Ｖとそ
の移動径路に沿って移動体■の側方に配設される漏洩同
軸ケーブルＬＣＸを移動体Ｖの前面または背面から見た
図、第４Ａ図すは移動体■のグー。

プル側の側面から見た図である。第４Ｂ図は第４Ａ図ａ
に類似する他の実施例の図で、移動体Ｖの下方にその移
動径路に沿って漏洩同軸ケーブルＬＣＸが配設されてい
る。

移動体Ｖには複数個のダイポールアンテナＡＮＴがケー
ブルＬＣＸに近接してかつケーブルＬＣＸ方向に間隔ｄ
を隔てて設けられる。

第３図を参照して、この発明の実施例の漏洩同軸ケーブ
ルでは同じ傾斜方向のスロット間の間隔に注目すると、
スロット間隔Ｐを使用周波数での波長λ、ケーブルの実
効比誘電率εＳに対して次式を満足する値とする。

（１）式が成り立つ領域ではスロットからの漏洩波はケ
ーブルＬＣＸからの距離に対して反比例する放射波とは
ならず、距離に対して急激に減衰するためケーブルＬＣ
ＸとアンテナＡＮＴとの間の電界を充分とっても無免許
の移動体通信ができる。

この表面波領域における半径方向つり減衰定数は次式で
表わされるζｎγを因数とする変形ベッセル関数で表わ
される。

次式は２π／λで正規化して表わされている。

（２）式にｎ−０，±１．±２．・・・・・・を代入し
て得られる各減衰定数をもつ成分がこの表面波領域では
存在する。

この各成分につき半径方向の減衰定数を計算したものを
第２図のグラフに同時に示す。

こ＼でｎ＝ｏモードの減衰定数を他のモードよりも小さ
くとればｎ−０モードを使った安定な通信が可能となる
。

この領域を上の（］） ５ （２）式より求めると次の
ようになる。

（３）式を満足する領域が第２図において領域Ｂとして
示される。

次にスロット形状によっても各モード成分が変り、不要
モード成分をおさえることが可能である。

第５図はスロット４０波源放射強度分布をｃｏｓｉｎｅ
カーブで近似できる場合を示し、第５図ａのケーブルＬ
ＣＸの透視図においてスロット４に近接して波源放射強
度分布を示し、第５図すはケーブルＬＣＸの軸方向に沿
う波源放射強度分布を示す。

波源放射強度分布パターンはケーブルＬＣＸＯ軸方向に
周期Ｐでくり返しているのでフーリエ展開が可能となる
。

この近似のもとでは任意のスロットの軸方向投影長ｌに
対してモードｎ−０及びｎ−−１に対する振幅係数ａ。

、ａ ］はそれぞれ次式となる。

またｎ＝２以上の高次モードは半径方向に対する減衰が
ｎ＝ｏ＋ｎ−−１に対して大きいので無視できる。

（４） ？ （５）式より振幅係数の比を求めると（６
）式となる。

（６）式よりｌ／Ｐが大きいほどａ／ａ は小さ０ くなりｎ＝ｏモードを使う場合には有利であるが実際に
は第３図のようにスロットの軸方向投影長ｌをスロット
間隔Ｐの１／２にする点が限度となる。

なぜ々らば、スロットの軸方向投影長ｌがスロット間隔
Ｐの１／２になると、各スロット４゜４の間のすき間が
なくなり、各スロット４，４が連続的につながってしま
うからである。

特に、ケーブルＬＣＸはアルミテープを金型で打抜いて
製造するため、スロット４，４の間にすき間がなければ
、テープが上下２枚に分離されてしまい、スロット４０
寸法を維持することができず、製造不可能となってしま
う。

さらに、軸方向投影長ｌがスロット間隔Ｐの１／２の長
さよりも長くなると、各スロット４，４が重なってしま
い、波源の強度分布の仮定がくずれてしまう。

また、テープが上下２枚に分離されてしまって、スロッ
ト４の寸法を維持できなくなってし捷う。

したがって、軸方向投影長ｌとスロット間隔Ｐとの関係
は次の第（７）式のごとくとなる。

ｌ＃］／２Ｐ ・・・・・・（７） 上述の第（７）式から理論的に軸方向投影長ｌをＰＩ３
にできるだけ近付けることが望ましいが、製造時におけ
るピッチのばらつきを考慮して、スロット４，４の間に
すき間が生じないように設定せざるを得ない。

このような製造時における制約から軸方向投影長ｌを次
の第（８）弐のどとくのように選ぶのが好ましい。

ＰＩ３＞１＞０．８ＸＰ／２ ・・・・・・（８）
そして、上述の第（８）式に対応した振動係数の比ａ１
／ａ□の範囲は ］ ／ ３ ＜ａｌ ／ ａ６ ＜ ０−５２ ・・
・・・・（９）となる。

以上のように、この発明によれば、漏洩同軸ケーブルと
アンテナの近接が可能な移動体通信方式を無免許波で利
用することができる。

現在移動体通信の免許申請は帯域が限られているために
周波数割当が困難で、使用周波数の数、帯域ともに制約
をうけている。

本システムは無免許波で使えるためこれらの制約を受け
ない。

従って移動体通信に多くの用途が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の移動体通信方式に用いられる漏洩同軸ケ
ーブルの例を示す。 第２図は漏洩同軸ケーブルの半径方向の減衰定数（−７
７：、−１，１］ ］の場合）を示す。 第３図はこの発明の漏洩同軸ケーブルの斜視図を示す。 第４Ａ図および第４Ｂ図はこの発明の漏洩同軸ケーブル
を用いる移動体通信方式の概略を示す。 第５図は他の実施例の漏洩同軸ケーブルとそのスロット
の波源放射強度分布の例を示す。 第６図はこの発明の方式のケーブル□のスロットとアン
テナとの相対的配置を示す。 図において、ＬＣＸは漏洩同軸ケーブル；４はスロツ）
；ＡＮＴはアンテナを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部導体にケーブル軸方向に一定間隔Ｐ／２を隔て
   て第１の放射源となる右上がりスロットと、前記右上が
   りスロットと大きさが同じでケーブル軸方向に対する傾
   斜角の絶対値が等しい第２の放射源となる右下がりスロ
   ットを交互にジグザグ状に設け、使用周波数の波長λと
   ケーブルの実行比誘電率εＳとスロットの軸方向投影長
   ｌとの間に、を満足し、かつ前記軸方向投影長ｌは ＰＩ３＞１＞０．８ＸＰ／２ の範囲に選ばれ、漏洩電界モードｎ＝０における振動係
   数ａ。 に対する漏洩電界モードｎ＝−１における振動係数の比
   が １ ／ ３ ＜ａ１／ ａｏ＜０ 、５２となるように
   スロットを形成したことを特徴とする、漏洩同軸ケーブ
   ル。