JPWO2006095402A1 - 信号バイパス装置 - Google Patents

Abstract

電力線を用いて高周波信号を伝送する電力線通信だけでなく、任意の電線を用いて高周波信号を伝送する場合に、バイパス対象機器の機種に依らずバイパスすることができ、かつ設置作業の容易性を有する信号バイパス装置を得ること。２本の電線の途中に通信障害機器が存在する場合において、前記通信障害機器の両端側における２本の電線のそれぞれに配置した分割型コアと、前記通信障害機器の両端側における前記分割型コア同士をトランスとして機能するように前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通って配線されるケーブルと、前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを前記ケーブルが通過する個所近傍において、当該ケーブルに介在させた直列キャパシタと当該ケーブルの線間に存在させる並列キャパシタとの少なくとも一方のキャパシタとを備える。

Description

この発明は、電線上の通信信号を途中に存在する通信障害機器をバイパスして伝送する信号バイパス装置に関するものである。

電線上の通信信号を途中に存在する通信障害機器をバイパスして伝送する信号バイパス伝送方法として、従来では、電力線を用いて高周波信号を伝送する電力線通信において、配電トランスが通信障害を与えることから、高圧配電線上の通信信号を高圧配電線から配電トランスをバイパスして低圧配電線に伝送する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３）。

すなわち、特許文献１では、高圧配電線に高周波の通信信号を重畳し、高圧配電線の相間に第１コンデンサとこのコンデンサに直列に接続された抵抗とを形成し、抵抗の両端を低圧配電線に接続することで、高圧配電線から配電トランスをバイパスして低圧配電線に高周波の通信信号を伝送する電力線を用いた信号伝送方法（つまり、信号バイパス伝送方法）が開示されている。

また、特許文献２では、信号線を変圧器の２次側のブレーカの手前の２本の電力線及び需要家の電力量計を通過した２本の電力線にそれぞれ磁気結合することにより、ブレーカ及び電力量計を信号線によりバイパスする方法が開示されている。

また、特許文献３では、２個のトランスＴ１，Ｔ２の巻線によるインダクタンス成分を利用してコンデンサＣ１と共にＬＣローパスフィルタを形成し、トランスＴ１，Ｔ２間にバンドパスフィルタを挿入する方法が開示されている。

特開２００２−２１７７９６号公報 特開２００４−２８２３９７号公報 特開２００３−１７４３４９号公報

しかしながら、従来技術による信号バイパス伝送方法では、バイパス対象の配電機器の影響を受けるという問題がある。例えば、バイパス対象の配線機器が分電盤のような分岐のある機器であるときは、分岐端からの信号反射の影響を受けるので、バイパスさせる信号の伝送特性が悪くなる。

また、従来の信号バイパス伝送方法は、コンデンサの形成方法として、導電性テープまたはシートを高圧（低圧）配電線の絶縁被覆上に巻き付ける方法、または導電性円筒部材の分割片で高圧（低圧）配電線の絶縁被覆を挟み込む方法などを採っており、伝送特性確保のために電線１ｍに渡ってコンデンサを形成することが例として挙げられている。このように、コンデンサ形成のための作業が容易でないという問題もある。

一方、電力線を用いて高周波信号を伝送する電力線通信だけでなく、例えば電線がスイッチを介して繋がっているが、そのスイッチが開路状態にある場合には当該スイッチは通信障害機器になるので、そのスイッチをバイパスして両端の電線を接続することができれば、任意の電線を用いた高周波信号の伝送ができるので、通信サービスの向上が図れる。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、電力線を用いて高周波信号を伝送する電力線通信だけでなく、任意の電線を用いて高周波信号を伝送する場合に、バイパス対象機器の機種に依らずバイパスすることができ、かつ設置作業の容易性を有する信号バイパス装置を得ることを目的とする。

上述した目的を達成するために、この発明は、２本の電線の途中に通信障害機器が存在する場合において、前記通信障害機器の両端側における２本の電線のそれぞれに配置した分割型コアと、前記通信障害機器の両端側における前記分割型コア同士をトランスとして機能するように前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通って配線されるケーブルと、前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを前記ケーブルが通過する個所近傍において、当該ケーブルに介在させた直列キャパシタと当該ケーブルの線間に存在させる並列キャパシタとの少なくとも一方のキャパシタとを備えることを特徴とする。また、通信障害機器の各端部側における電線接続端間を接続するキャパシタを備えることを特徴とする。

この発明によれば、通信障害機器の各端部側における電線接続端間を接続するキャパシタによる容量成分や、各電線に配置した分割型コアによるインダクタンス成分によって、当該通信障害機器の特性の影響を受けないようになるので、バイパス対象機器の機種に依らずバイパスすることができ、電力線を用いて高周波信号を伝送する電力線通信だけでなく、任意の電線を用いて高周波信号を伝送することができる。このとき、直列キャパシタや並列キャパシタは、分割型コアが機能するトランスのインダクタンス成分と組合わさってハイパスフィルタやローパスフィルタを形成するので、所望の周波数帯域での損失特性を低減することができる。また、分割型コアは電線を挟み込んで配置できるので、該電線が電力線などの電源線である場合に活線状態での取付工事が行える。

この発明によれば、電力線を用いて高周波信号を伝送する電力線通信だけでなく、任意の電線を用いて高周波信号を伝送する場合に、バイパス対象機器の機種に依らずバイパスすることができ、かつ設置作業の容易性を有する信号バイパス装置が得られるという効果を奏する。

図１は、この発明の実施の形態１による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図２は、図１に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図３−１は、図２に示す等価回路から導出できる等価回路図（その１）である。 図３−２は、図２に示す等価回路から導出できる等価回路図（その２）である。 図４は、図1に示す信号バイパス装置の損失特性の一例を示す特性図（その１）である。 図５は、図1に示す信号バイパス装置の損失特性の一例を示す特性図（その２）である。 図６は、図1に示す信号バイパス装置の損失特性の一例を示す特性図（その３）である。 図７は、この発明の実施の形態２である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図８は、図７に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図９は、この発明の実施の形態３である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図１０は、図９に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図１１は、この発明の実施の形態４である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図１２は、図１１に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図１３は、この発明の実施の形態５である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図１４は、図１３に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図１５は、この発明の実施の形態６である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図１６は、図１５に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図１７は、この発明の実施の形態７である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図１８は、図１７に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図１９は、この発明の実施の形態８である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図２０は、図１９に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図２１は、この発明の実施の形態９である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図２２は、図２１に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。 図２３は、この発明の実施の形態１０である信号バイパス装置の機器配置を示す図である。 図２４は、図２３に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。

符号の説明

１〜４，２１〜２４，２５〜２８ 配電線
５ 配電機器
６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ 分割型のコア
９ａ，９ｂ，１５，１６，１７，１７ａ，１７ｂ，１８，１８ａ，１８ｂ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ キャパシタ
１０，２０，３１，３２，４１，４２，５１，５２，６１，６２，７０，８０，９１，９２，１０１，１０２，１１１，１１２ ケーブル
１０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０ｂ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２，４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７０ａ，７０ｂ，８０ａ，８０ｂ，９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ，１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ 通信線
２９ａ，２９ｂ トランス部
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２ 接続点
ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３１，ＴＬ３２，ＴＬ４１，ＴＬ４２，ＴＬ５１，ＴＬ５２，ＴＬ６１，ＴＬ６２，ＴＬ７０，ＴＬ８０，ＴＬ９１，ＴＬ９２，ＴＬ１０１，ＴＬ１０２，ＴＬ１１１，ＴＬ１１２ 伝送線路
Ｃｓ１５，Ｃｓ１６，Ｃｓ１７，Ｃｓ１８，Ｃ１，Ｃ２，Ｃｓ１７ａ，Ｃｓ１７ｂ，Ｃｓ１８ａ，Ｃｓ１８ｂ，Ｃｓ２７ａ，Ｃｓ２７ｂ，Ｃｓ２７ｃ，Ｃｓ２７ｄ，Ｃｓ２８ａ，Ｃｓ２８ｂ，Ｃｓ２８ｃ，Ｃｓ２８ｄ キャパシタ
Ｔ１〜Ｔ４ トランス

以下に図面を参照して、この発明にかかる信号バイパス装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図２は、図１に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、この実施の形態１および以降に示す各実施の形態では、この発明の理解を容易にするため、電力線を用いて高周波信号を伝送する電力線通信を例に挙げて説明する。

図１において、配電線１，２と配電線３，４との間には、通信障害となる配電機器５が設置されている。配電機器５は、分電盤、柱上変圧器やキャパシタバンクなどである。図１に示す信号バイパス装置は、この配電機器５をバイパスして一端側の配電線１，２と他端側の配電線３，４とを高周波的に接続し高周波信号の通信路を形成するように構成されている。

すなわち、配電機器５の一端側の配電線１，２それぞれに分割型のコア６ａ，６ｂを挟み込んで設置し、また配電機器５の他端側の配電線３，４それぞれに分割方のコア７ａ，７ｂを挟み込んで設置し、コア６ａ，６ｂとコア７ａ，７ｂとをそれぞれのコアに通したケーブル１０によって接続する。これによって、コア６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、それぞれトランスとして機能する。また、配電機器５と配電線１，２との接続端間にキャパシタ９ａを設置し、配電機器５と配電線３，４との接続端間にキャパシタ９ｂを設置する。

さらに、ケーブル１０の一端側における２本の通信線の一方をその先端を飛び出させた状態でコア６ａに挟み込み、他方をその先端を飛び出させた状態でコア６ｂに挟み込み、コア６ａ，６ｂの入側部分において２本の通信線間にキャパシタ１５を接続し、またコア６ａ，６ｂから飛び出した２本の通信線の先端間をキャパシタ１７を介して接続する。

同様に、ケーブル１０の他端側における２本の通信線の一方をその先端を飛び出させた状態でコア７ａに挟み込み、他方をその先端を飛び出させた状態でコア７ｂに挟み込み、コア７ａ，７ｂの入側部分において２本の通信線間にキャパシタ１６を接続し、またコア７ａ，７ｂから飛び出した２本の通信線の先端間をキャパシタ１８を介して接続する。

したがって、図１に示す信号バイパス装置の回路構成は、図２に示すようになる。図２において、配電機器５の一端側では、外部に一端が接続される配電線２１の他端はコア６ａが形成するトランスＴ１の一方の入出力側巻線を介して配電線２３の一端に接続され、配電線２３の他端は配電機器５の一端側の接続点Ａ１に接続される。以上が図１に示す配電線１とコア６ａとの関係である。

また、外部に一端が接続される配電線２２の他端はコア６ｂが形成するトランスＴ２の一方の入出力側巻線を介して配電線２４の一端に接続され、配電線２４の他端は配電機器５の一端側の接続点Ａ２に接続される。以上が図１に示す配電線２とコア６ｂとの関係である。

同様に、配電機器５の他端側では、外部に一端が接続される配電線２７の他端はコア７ａが形成するトランスＴ３の一方の入出力側巻線を介して配電線２５の一端に接続され、配電線２５の他端は配電機器５の他端の接続点Ｂ１に接続される。以上が図１に示す配電線３とコア７ａとの関係である。

また、外部に一端が接続される配電線２８の他端はコア７ｂが形成するトランスＴ４の一方の入出力側巻線を介して配電線２６の一端に接続され、配電線２６の他端は配電機器５の他端側の接続点Ｂ２に接続される。以上が図１に示す配電線４とコア７ｂの関係である。

そして、トランスＴ１およびトランスＴ２では、他方の入出力巻線の一端間がキャパシタ１７であるキャパシタＣｓ１７を介して接続され、他端間がキャパシタ１５であるキャパシタＣｓ１５を介して接続されている。また、トランスＴ３およびトランスＴ４では、他方の入出力巻線の一端間がキャパシタ１８であるキャパシタＣｓ１８を介して接続され、他端間がキャパシタ１６であるキャパシタＣｓ１６を介して接続されている。

図１に示すケーブル１０は、トランスＴ１およびトランスＴ３の各他方の入出力側巻線の他端間を接続する通信線１０ａと、トランスＴ２およびトランスＴ４の各他方の入出力側巻線の他端間を接続する通信線１０ｂとで構成されるとしている。なお、通信線１０ａ，１０ｂが構成する伝送線路ＴＬ１０の特性は、特性インピーダンスＺ０１０と、単位長さ当たりの伝送遅延τ１０と、線路長ｌ１０とで決められる。

また、トランスＴ１は、一方の入出力巻線が配電線側の自己インダクタンスＬ１１を有し、他方の入出力側巻線がケーブル側の自己インダクタンスＬ１２を有し、結合係数ｋ１を有するとしている。同様に、トランスＴ２は、一方の入出力巻線が配電線側の自己インダクタンスＬ２１を有し、他方の入出力側巻線がケーブル側の自己インダクタンスＬ２２を有し、結合係数ｋ２を有するとしている。

また、トランスＴ３は、一方の入出力巻線が配電線側の自己インダクタンスＬ３１を有し、他方の入出力側巻線がケーブル側の自己インダクタンスＬ３２を有し、結合係数ｋ３ｋ４を有するとしている。同様に、トランスＴ４は、一方の入出力巻線が配電線側の自己インダクタンスＬ４１を有し、他方の入出力側巻線がケーブル側の自己インダクタンスＬ４２を有し、結合係数ｋ４を有するとしている。

以上が図１に示すコア６ａ，６ｂ、ケーブル１０、コア７ａ，７ｂ、キャパシタ１７、キャパシタ１５、キャパシタ１８、キャパシタ１６の関係である。そして、図１に示すキャパシタ９ａであるキャパシタＣ１が、配電機器５の一端側の接続点Ａ１と接続点Ａ２との間に接続される。また、図１に示すキャパシタ９ｂであるキャパシタＣ２が、配電機器５の他端側の接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間に接続される構成となる。

次に、図２を参照して以上のように構成される実施の形態１による信号バイパス装置の動作について説明する。まず、電力線通信の高周波信号が配電線２１，２２の一端側に注入されていて、トランスＴ１，Ｔ２からその高周波信号を取り出し、それを通信線１０ａ，１０ｂを経由してトランスＴ３，Ｔ４に注入する信号バイパス方法について説明する。

配電線２１，２２の一端側には、商用周波数の電力の他、高周波信号である電力線通信信号が重畳されている。その高周波信号のみがトランスＴ１，Ｔ２によって通信線１０ａ，１０ｂ側に取り出される。取り出された高周波信号は通信線１０ａ，１０ｂによってトランスＴ３，Ｔ４の一方の入出力巻線に伝達され、トランスＴ３，Ｔ４の他方の入出力巻線から配電線２７，２８に注入される。このとき、配電機器５の接続点Ａ１と接続点Ａ２との間に設置されているキャパシタＣ１は、次の２つの機能を有している。

すなわち、第１の機能は、接続点Ａ１と接続点Ａ２との間の高周波インピーダンスを低くすることにより、高周波信号の使用する高周波帯域において配電機器５の損失特性の影響を、高周波信号を取り出す地点において、見えなくすることである。ここで、配電機器５には分電盤、柱上変圧器、キャパシタバンクなどがある。それらはそれぞれ特有の損失特性を有している。この場合、キャパシタＣ１を配電機器５の接続点Ａ１と接続点Ａ２との間に設置することにより、接続点Ａ１と接続点Ａ２との間は高周波ショート状態となるので、高周波の取り出し地点において、配電機器５の損失特性は見えなくなる。つまり、トランスＴ１，Ｔ２では、配電機器５の特性の影響を受けないで、配電線２１，２２から高周波信号を取り出し通信線１０ａ，１０ｂに送り出すことができる。

また、第２の機能は、トランスＴ１，Ｔ２による高周波信号の取り出し効率を上げることである。トランスＴ１は、配電線２１と配電線２３との間にそのインダクタンスによるインピーダンス分の電位差を生じさせる。同様に、トランスＴ２配電線２２と配電線２４の間にそのインダクタンスによるインピーダンス分の電位差を生じさせる。この場合、配電線２１と配電線２２とから来た高周波信号の電圧値は、トランスＴ１に発生する電位差と、トランスＴ２に発生する電位差と、配電機器５の接続点Ａ１と接続点Ａ２との間の電位差との割合に応じてそれぞれに分配される。トランスＴ１，Ｔ２にそれぞれ発生する電位差が最小となるとき、すなわち接続点Ａ１と接続点Ａ２との間のインピーダンスがゼロとなるときである。

したがって、接続点Ａ１と接続点Ａ２との間にキャパシタＣ１を接続して高周波をショート状態にすることにより、トランスＴ１，Ｔ２にそれぞれ発生する電位差を最も大きくすることができ、トランスＴ１，Ｔ２が配電線２１，２２から高周波信号を取り出す効率を上げることができる。

同様に、配電機器５の接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間に設置されているキャパシタＣ２は、次の２つの機能を有している。すなわち、第１の機能は、接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間の高周波インピーダンスを低くすることにより、高周波信号の使用する高周波帯域において配電機器５の損失特性の影響を、高周波信号を注入する地点において、見えなくすることである。ここで、配電機器５には分電盤、柱上変圧器、キャパシタバンクなどがある。それらはそれぞれ特有の損失特性を有している。この場合、キャパシタＣ２を配電機器の接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間に設置することにより、接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間は高周波ショート状態となるので、高周波の注入点において、配電機器５の損失特性は見えなくなる。つまり、トランスＴ３，Ｔ４では、配電機器５の特性の影響を受けないで、通信線１０ａ，１０ｂから高周波信号を取り出して配電線２５，２７に注入することができる。

また、第２の機能は、トランスＴ３，Ｔ４から高周波信号を配電線２５，２７に注入する効率を上げることである。トランスＴ３は、配電線２５と配電線２７との間にそのインダクタンスによるインピーダンス分の電位差を生じさせる。同様に、トランスＴ４配電線２６と配電線２７の間にそのインダクタンスによるインピーダンス分の電位差を生じさせる。この場合、トランスＴ３に発生する電位差と、トランスＴ４に発生する電位差は、配電機器５の接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間の電位差と、配電線２７，２８に接続される受信側機器の終端抵抗による電位差との割合に応じてそれぞれに分配される。受信側機器の終端抵抗による電位差が最も大きくなるのは、配電機器の接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間の電位差が最小となるとき、すなわち、接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間のインピーダンスがゼロとなるときである。したがって、接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間にキャパシタＣ２を接続して高周波をショート状態にすることにより、トランスＴ３，Ｔ４から高周波信号を配電線２５，２７に注入する効率を上げることができる。

なお、配電機器５の接続点Ａ１と接続点Ａ２との間に設置されているキャパシタＣ１は、トランスＴ１，Ｔ２と共にＬＣローパスフィルタを構成している。商用周波数の電力に影響を与えないようにするため、このＬＣローパスフィルタのカットオフ周波数が商用周波数よりも高くかつ高周波信号の周波数よりも低くなるように、トランスＴ１，Ｔ２のインダクタンス値とキャパシタＣ１の容量値を適切に設定する必要がある。

同様に、配電機器５の接続点Ｂ１と接続点Ｂ２との間に設置されているキャパシタＣ２は、トランスＴ３，Ｔ４とともにＬＣローパスフィルタを構成している。商用周波数の電力に影響を与えないようにするため、このＬＣローパスフィルタのカットオフ周波数が商用周波数よりも高くかつ高周波信号の周波数よりも低くなるように、トランスＴ３，Ｔ４のインダクタンス値とキャパシタＣ２の容量値を適切に設定する必要がある。

図３−１と図３−２を参照して、キャパシタＣｐ１５，Ｃｐ１６，Ｃｓ１７，Ｃｓ１８の効果について説明する。なお、図３−１は、図２に示す等価回路から導出できる等価回路（その１）である。図３−２は、図２に示す等価回路から導出できる等価回路（その２）である。

図３−１に示す等価回路は、図２に示す等価回路に次の条件を適用したものである。すなわち、トランスＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４において、Ｌ１１＝Ｌ１２＝Ｌ２１＝Ｌ２２＝Ｌ３１＝Ｌ３２＝Ｌ４１＝Ｌ４２＝Ｌとし、ｋ１＝ｋ２＝ｋ３＝ｋ４＝ｋとし、Ｃｓ１７＝Ｃｓ１８＝Ｃｓとし、Ｃｐ１５＝Ｃｐ１６＝Ｃｐとし、伝送線路ＴＬ１０において、Ｚ０１０＝Ｚ０，τ１０＝τ，ｌ１０＝ｌとしたものである。

図３−１に示す等価回路において、トランスＴ１，Ｔ２をひとまとめにして表すと、トランス部２９ａとして示すように、相互インダクタンスｋ＊２Ｌが１素子、漏れインダクタンス（１−ｋ）＊２Ｌが２素子とからなるＴ字型回路となる。同様に、トランスＴ３，Ｔ４をひとまとめにして表すと、トランス部２９ｂとして示すように、相互インダクタンスｋ＊２Ｌが１素子、漏れインダクタンス（１−ｋ）＊２Ｌが２素子とからなるＴ字型回路となる。これらを回路で示したのが図３−２である。

これによって、配電機器５を挟んだ左側部分においては、相互インダクタンスｋ＊２ＬとキャパシタＣｓとによるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）が構成される。また、漏れインダクタンス（１−ｋ）＊２Ｌの２素子とキャパシタＣｐとによるローパスフィルタ（ＬＰＦ）が構成される。配電機器５を挟んだ右側部分においても同様に、相互インダクタンスｋ＊２ＬとキャパシタＣｓによるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）が構成される。また、漏れインダクタンス（１−ｋ）＊２Ｌの２素子とキャパシタＣｐによるローパスフィルタ（ＬＰＦ）が構成される。

図４は図１に示す信号バイパス装置の損失特性の一例を示す特性図（その１）である。図４では、キャパシタＣｐが存在しない場合でのキャパシタＣｓの効果が示されている。したがって、図４では、横軸は周波数であるが、縦軸はキャパシタＣｐが存在しない場合でのキャパシタＣｓ有無での損失である。

図４において、破線で示す曲線（ａ）は、キャパシタＣｓが存在しない場合、すなわちキャパシタＣｓ１７，Ｃｓ１８が存在しないで、入出力巻線の対応する端部が直接接続された場合での損失特性を示している。この場合は、キャパシタＣｐも存在していない状態である。損失特性（ａ）の低周波側は、主に相互インダクタンスｋ＊２Ｌのリアクタンス不足によって損失が大きくなっている。

一方、実線で示す曲線（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、それぞれ、加入するキャパシタＣｓの値を変化させた場合での損失特性を示している。そのうち、損失特性（ｂ）はキャパシタＣｓ値が大きい場合の特性であり、損失特性（ｃ）はキャパシタＣｓ値が適値である場合の特性であり、損失特性（ｄ）はキャパシタＣｓ値が小さい場合の特性である。

図４に示すように、キャパシタＣｓが存在する場合は、特に低周波側の損失特性が、キャパシタＣｓが存在しない場合と比べて、キャパシタＣｓ値に応じて変化する。このキャパシタＣｓと相互インダクタンスｋ＊２Ｌの１素子とでハイパスフィルタ（ＨＰＦ）が形成されているので、キャパシタＣｓの値に応じてハイパスフィルタのカットオフ周波数、通過帯域の端部での持ち上がりの急峻さ、および損失帯域の急峻さが変化する。したがって、所望の周波数帯域の中で最も損失を低減する適切なキャパシタＣｓの値を選択することになる。

また、図５は、図１に示す信号バイパス装置の損失特性の一例を示す特性図（その２）である。図５では、キャパシタＣｓが存在しない場合でのキャパシタＣｐの効果が示されている。したがって、図５では、横軸は周波数であるが、縦軸はキャパシタＣｓが存在しない場合でのキャパシタＣｐ有無での損失である。

図５において、破線で示す曲線（ｅ）は、キャパシタＣｐが存在しない場合、すなわちキャパシタＣｐ１５，Ｃｐ１６が存在しない場合での損失特性を示している。この場合は、キャパシタＣｓも存在していない状態である。損失特性（ｅ）の中周波帯域〜高周波帯域では主に漏れインダクタンスのリアクタンス増大と、ケーブル１０の特性インピーダンス、単位長さ当りの伝送遅延、長さから生じる定在波によって損失が生じている。

一方、実線で示す曲線（ｆ）（ｇ）（ｈ）は、それぞれ、加入するキャパシタＣｐの値を変化させた場合での損失特性を示している。そのうち、損失特性（ｆ）はキャパシタＣｐ値が大きい場合の特性であり、損失特性（ｇ）はキャパシタＣｐ値が適値である場合の特性であり、損失特性（ｈ）はキャパシタＣｐ値が小さい場合の特性である。

キャパシタＣｐに関しては、キャパシタＣｐと漏れインダクタンス（１−ｋ）＊２Ｌの２素子とでローパスフィルタ（ＬＰＦ）が形成されているので、キャパシタＣｐの値に応じてローパスフィルタのカットオフ周波数、通過帯域の端部での持ち上がりの急峻さ、および損失帯域の急峻さが変化する。したがって、所望の周波数帯域の中で最も損失を低減する適切なキャパシタＣｐの値を選択することになる。

次に、図６は、図１に示す信号バイパス装置の損失特性の一例を示す特性図（その３）である。図６では、キャパシタＣｓもキャパシタＣｐも共に存在する場合の効果が示されている。したがって、図６では、横軸は周波数であるが、縦軸はキャパシタＣｓ，Ｃｐが共に存在する場合と共に存在しない場合とでの損失である。

図６において、破線で示す曲線（ｉ）は、キャパシタＣｓ，Ｃｐが共に存在しない場合での損失特性である。一方、実線で示す曲線（ｊ）は、図４と図５に示した最適値に調整したキャパシタＣｓ，Ｃｐを追加した場合での損失特性である。図６に示すように、所望の周波数帯域において、最適値に調整したキャパシタＣｓ，Ｃｐを追加した場合は、キャパシタＣｓ，Ｃｐが共に存在しない場合よりも損失を低減できることが理解できる。

このように、配電線２１，２２に注入され伝送されてきた電力線通信の高周波信号をトランスＴ１，Ｔ２によって取り出し、通信線１０ａ，１０ｂを経由してトランスＴ３，Ｔ４によって配電線２７，２８に注入することができる。逆方向、すなわち配電線２７，２８に注入され伝送されてきた電力線通信の高周波信号をトランスＴ３，Ｔ４によって取り出し、通信線１０ａ，１０ｂを経由してトランスＴ１，Ｔ２によって配電線２１，２２に注入することも、配電機器５を中心に対称の構成になっているので、上記と同様に行うことができる。

以上のように、実施の形態１によれば、高周波信号の配電線からの取り出しと配電線への注入の手段として、トランスとして機能する分割型のコアを配電機器の両側における２本の配電線にそれぞれ設置してケーブル接続するとともに、配電機器と配電線との接続端間にキャパシタを設置しているので、高周波信号の周波数帯域におい配電機器の損失特性の影響を受けないで、高周波信号のバイパスが可能である。このとき、配電機器と配電線との接続端間に設置したキャパシタによって、トランスとして機能するコアによる高周波信号の取り出し効率と注入効率とを大きくすることができる。

また、トランスとして機能するコアにおけるケーブル側に適切な値に調整されたキャパシタを直列および並列に設置するようにしたので、所望の周波数帯域における損失特性を低減させることができる。このようなキャパシタを使用することで、次のような有益な効果が得られる。

すなわち、同じ材質、同じ大きさ、同じギャップ長のコアを用いて、当キャパシタを使用した場合と使用しない場合とを比較した場合、当キャパシタを使用した場合は、使用しない場合に比べて所望の周波数帯域における損失特性が低減する。逆に、当キャパシタを使用した場合は、所望の周波数帯域における損失特性が当キャパシタを使用しない場合とほぼ同等となるコアのサイズは、小さくて済む。すなわち、所望の周波数帯域における損失特性がほぼ同等のまま、コアの小型化を可能とし、コアの設置性が向上する。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図８は、図７に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、図７と図８では、実施の形態１（図１と図２）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。

図７に示すように、この実施の形態２による信号バイパス装置では、図１（実施の形態１）に示した構成におけるキャパシタ１７を削除してコア６ａ，６ｂを通ったケーブル１０の２本の通信線の出側端を直接接続し、代わりに、コア６ａ，６ｂに入るケーブル１０の入側端における２本の信号線に、キャパシタ１７ａおよび１７ｂをそれそれ介在させてある。同様に、図１（実施の形態１）に示した構成におけるキャパシタ１８を削除してコア７ａ，７ｂを通ったケーブル１０の２本の通信線の出側端を直接接続し、代わりに、コア７ａ，７ｂに入るケーブル１０の入側端における２本の信号線に、キャパシタ１８ａおよび１８ｂをそれそれ介在させてある。

したがって、図７に示す信号バイパス装置の回路構成は、図８に示すようになる。すなわち、図８において、トランスＴ１およびトランスＴ２では、他方の入出力巻線の一端間が直接接続され、各他端がキャパシタ１７ａ，１７ｂに対応するキャパシタＣｓ１７ａ，Ｃｓ１７ｂを介して通信線１０ａ，１０ｂに接続されている。また、トランスＴ３およびトランスＴ４では、他方の入出力巻線の一端間が直接接続され、各他端がキャパシタ１８ａ，１８ｂに対応するキャパシタＣｓ１８ａ，Ｃｓ１８ｂを介して通信線１０ａ，１０ｂに接続されている。

次に、図８を参照して、以上のように構成される実施の形態２による信号バイパス装置の動作について説明する。この実施の形態２では、実施の形態１におけるキャパシタＣｓ１７，Ｃｓ１８の配置位置をトランスＴ１，Ｔ２及びトランスＴ３，Ｔ４の他方の入出力巻線に対して反対側に変更したものに相当するので、ここでは、キャパシタＣｓ１７ａ，Ｃｓ１７ｂおよびキャパシタＣｓ１８ａ，Ｃｓ１８ｂの選定方法について説明する。

すなわち、実施の形態１にて説明した図３−１を導出した条件では、キャパシタＣｓ１７，Ｃｓ１８の値を、Ｃｓ１７＝Ｃｓ１８＝Ｃｓとなるように選択したが、実施の形態２によるキャパシタＣｓ１７ａ，Ｃｓ１７ｂ，Ｃｓ１８ａ，Ｃｓ１８ｂの値は、Ｃｓ１７ａ＝Ｃｓ１７ｂ＝Ｃｓ１８ａ＝Ｃｓ１８ｂ＝２＊Ｃｓとなるように選択する。

このようにして得られる図８に示す回路についても、図３−２に示した回路と等価になる。したがって、図７および図８で示したこの実施の形態２による信号バイパス装置での損失特性は、図１および図２で示した実施の形態１による信号バイパス装置と同等であるので、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図１０は、図９に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、図９と図１０では、実施の形態２（図７と図８）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。

図９に示すように、この実施の形態３による信号バイパス装置では、図７（実施の形態２）に示した構成におけるケーブル１０に代えて、ケーブル２０と、ケーブル２０の一端側に並列に接続されるケーブル３１およびケーブル３２と、ケーブル２０の他端側に並列に接続されるケーブル４１およびケーブル４２とが設けられている。

そして、図７（実施の形態２）に示した構成におけるキャパシタ１７ａ，１７ｂおよびキャパシタ１５に代えて、ケーブル３１に対するキャパシタ２７ａ，２７ｂおよびキャパシタ２５ａと、ケーブル３２に対するキャパシタ２７ｃ，２７ｄおよびキャパシタ２５ｂとが設けられている。具体的には、キャパシタ２５ａはケーブル３１を構成する２本の通信線がコア６ａに入る手前で線間に接続されている。このケーブル３１を構成する２本の通信線の先端部は、キャパシタ２７ａ，２７ｂを介して接続されてループ状になりコア６ａに挿通されている。また、キャパシタ２５ｂはケーブル３２を構成する２本の通信線がコア６ｂに入る手前で線間に接続されている。このケーブル３２を構成する２本の通信線の先端部は、キャパシタ２７ｃ，２７ｄを介して接続されてループ状になりコア６ｂに挿通されている。

同様に、図７（実施の形態２）に示した構成におけるキャパシタ１８ａ，１８ｂおよびキャパシタ１６に代えて、ケーブル４１に対するキャパシタ２８ａ，２８ｂおよびキャパシタ２６ａと、ケーブル４２に対するキャパシタ２８ｃ，２８ｄおよびキャパシタ２６ｂとが設けられている。具体的には、キャパシタ２６ａはケーブル４１を構成する２本の通信線がコア７ａに入る手前で線間に接続されている。このケーブル４１を構成する２本の通信線の先端部は、キャパシタ２８ａ，２８ｂを介して接続されてループ状になりコア７ａに挿通されている。また、キャパシタ２６ｂはケーブル４２を構成する２本の通信線がコア７ｂに入る手前で線間に接続されている。このケーブル４２を構成する２本の通信線の先端部は、キャパシタ２８ｃ，２８ｄを介して接続されてループ状になりコア７ｂに挿通されている。

したがって、図９に示す信号バイパス装置の回路構成は、図１０に示すようになる。図１０において、図９に示すケーブル２０は、通信線２０ａと通信線２０ｂとで構成されるとしている。なお、通信線２０ａ，２０ｂが構成する伝送線路ＴＬ２０の特性は、特性インピーダンスＺ０２０と、単位長さ当たりの伝送遅延τ２０と、線路長ｌ２０とで決められる。

図９に示すケーブル３１は、通信線３１ａ，３１ｂとで構成されるとしている。なお、通信線３１ａ，３１ｂが構成する伝送線路ＴＬ３１の特性は、特性インピーダンスＺ０３１と、単位長さ当たりの伝送遅延τ３１と、線路長ｌ３１とで決められる。また、図９に示すケーブル３２は、通信線３２ａと通信線３２ｂで構成されるとしている。なお、通信線３２ａ，３２ｂが構成する伝送線路ＴＬ３２の特性は、特性インピーダンスＺ０３２と、単位長さ当たりの伝送遅延τ３２と、線路長ｌ３２とで決められる。

同様に、図９に示すケーブル４１は、通信線４１ａと通信線４１ｂとで構成されるとしている。なお、通信線４１ａ，４１ｂが構成する伝送線路ＴＬ４１の特性は、特性インピーダンスＺ０４１と、単位長さ当たりの伝送遅延τ４１と、線路長ｌ４１とで決められる。また、図９に示すケーブル４２は、通信線４２ａと通信線４２ｂとで構成されるとしている。なお、通信線４２ａ，４２ｂが構成する伝送線路ＴＬ４２の特性は、特性インピーダンスＺ０４２と、単位長さ当たりの伝送遅延τ４２と、線路長ｌ４２とで決められる。

伝送線路ＴＬ２０の一端側は、２分岐して伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２となる。伝送線路ＴＬ３１では、線間にキャパシタ２５ａであるキャパシタＣｐ２５ａが配置され、各線路がキャパシタ２７ａ，２７ｂであるキャパシタＣｓ２７ａ，Ｃｓ２７ｂを介してトランスＴ１の他方の入出力巻線の対応する端部に接続される。また、伝送線路ＴＬ３２では、線間にキャパシタ２５ｂであるキャパシタＣｐ２５ｂが配置され、各線路がキャパシタ２７ｃ，２７ｄであるキャパシタＣｓ２７ｃ，Ｃｓ２７ｄを介してトランスＴ２の他方の入出力巻線の対応する端部に接続される。

同様に伝送線路ＴＬ２０の他端側は、２分岐して伝送線路ＴＬ４１，ＴＬ４２となる。伝送線路ＴＬ４１では、線間にキャパシタ２６ａであるキャパシタＣｐ２６ａが配置され、各線路がキャパシタ２８ａ，２８ｂであるキャパシタＣｓ２８ａ，Ｃｓ２８ｂを介してトランスＴ３の他方の入出力巻線の対応する端部に接続される。また、伝送線路ＴＬ４２では、線間にキャパシタ２６ｂであるキャパシタＣｐ２６ｂが配置され、各線路がキャパシタ２８ｃ，２８ｄであるキャパシタＣｓ２８ｃ，Ｃｓ２８ｄを介してトランスＴ４の他方の入出力巻線の対応する端部に接続される。

次に、図１０を参照して、以上のように構成される実施の形態３による信号バイパス装置の動作について説明する。この実施の形態３では、実施の形態１や実施の形態２におけるケーブル１０が形成する伝送線路の両端をそれぞれ２分岐してトランスＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４毎に伝送線路を設け、実施の形態２におけるキャパシタＣｓ１７ａ，Ｃｓ１７ｂおよびキャパシタＣｐ１５をトランスＴ１，Ｔ２毎に配置し、またキャパシタＣｓ１８ａ，Ｃｓ１８ｂおよびキャパシタＣｐ１６をトランスＴ３，Ｔ４毎に配置したものに相当する。

したがって、ここでは、キャパシタＣｓ２７ａ，Ｃｓ２７ｂおよびキャパシタＣｓ２５ａと、キャパシタＣｓ２７ｃ，Ｃｓ２７ｄおよびキャパシタＣｓ２５ｂと、キャパシタＣｓ２８ａ，Ｃｓ２８ｂおよびキャパシタＣｓ２６ａと、キャパシタＣｓ２８ｃ，Ｃｓ２８ｄおよびキャパシタＣｓ２６ｂとの選定方法について説明する。また、中央の伝送線路ＴＬ２０と、その一端側の分岐伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２と、その他端側の分岐伝送線路ＴＬ４１，ＴＬ４２との各特性値について説明する。

すなわち、実施の形態２では、Ｃｓ１７ａ＝Ｃｓ１７ｂ＝Ｃｓ１８ａ＝Ｃｓ１８ｂ＝２＊Ｃｓとなるように値を選択した。これに対して、この実施の形態３では、Ｃｓ２７ａ＝Ｃｓ２７ｂ＝Ｃｓ２７ｃ＝Ｃｓ２７ｄ＝Ｃｓ２８ａ＝Ｃｓ２８ｂ＝Ｃｓ２８ｃ＝Ｃｓ２８ｄ＝４＊Ｃｓとなるように値を選択する。

また、実施の形態１や実施の形態２では、キャパシタＣｐ１５，Ｃｐ１６の値をＣｐ１５＝Ｃｐ１６＝Ｃｐとなるように選択した。これに対して、この実施の形態３では、Ｃｐ２５ａ＝Ｃｐ２５ｂ＝Ｃｐ２６ａ＝Ｃｐ２６ｂ＝２＊Ｃｐとなるように値を選択する。

また、伝送線路に関しては、実施の形態１や実施の形態２では、伝送線路ＴＬ１０における特性インピーダンスＺ０１０、単位長さ当りの伝送遅延τ１０、長さｌ１０の値が、Ｚ０１０＝Ｚ０、τ１０＝τ、ｌ１０＝ｌであった。これに対して、この実施の形態３では、中央の伝送線路ＴＬ２０と、その一端側の分岐伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２と、その他端側の分岐伝送線路ＴＬ４１，ＴＬ４２との各特性値を以下のように設定する。

すなわち、中央の伝送線路ＴＬ２０では、特性インピーダンスＺ０２０＝Ｚ０、単位長さ当りの伝送遅延τ２０＝τ、長さｌ２０＝ｌａと設定する。そして、分岐伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２，ＴＬ４１，ＴＬ４２では、特性インピーダンスＺ０３１＝Ｚ０３２＝Ｚ０４１＝Ｚ０４２＝Ｚ０／２、単位長さ当りの伝送遅延τ３１＝τ３２＝τ４１＝τ４２＝τと設定する。長さについては、ｌａ＋ｌｂ＋ｌｃ＝ｌとなるように、分岐伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２ではｌ３１＝ｌ３２＝ｌｂと設定し、分岐伝送線路ＴＬ４１，ＴＬ４２ではｌ４１＝ｌ４２＝ｌｃと設定する。

このようにして得られる図１０に示す回路についても、図３−２に示した回路と等価になる。したがって、図９および図１０で示したこの実施の形態３による信号バイパス装置の損失特性は、図１および図２で示した実施の形態１による信号バイパス装置と同等であるので、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図１２は、図１１に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、図１１と図１２では、実施の形態３（図９と図１０）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。

図１１に示すように、この実施の形態４による信号バイパス装置では、図９（実施の形態３）に示した構成におけるケーブル２０、ケーブル３１、ケーブル３２、ケーブル４１およびケーブル４２に代えて、ケーブル５１およびケーブル５２が設けられている。ケーブル５１は、図９（実施の形態３）に示したケーブル３１、ケーブル２０およびケーブル４１を接続したものに対応し、ケーブル５２は、図９（実施の形態３）に示したケーブル３２、ケーブル２０およびケーブル４２を接続したものに対応している。

したがって、図１１に示す信号バイパス装置の回路構成は、図１２に示すようになる。図１２において、図１１に示すケーブル５１は、通信線５１ａと通信線５１ｂとで構成されるとしている。通信線５１ａ，５１ｂが構成する伝送線路ＴＬ５１の特性は、特性インピーダンスＺ０５１と、単位長さ当たりの伝送遅延τ５１と、線路長ｌ５１とで決められる。また、図１１に示すケーブル５２は、通信線５２ａと通信線５２ｂとで構成されるとしている。通信線５２ａ，５２ｂが構成する伝送線路ＴＬ５２の特性は、特性インピーダンスＺ０５２と、単位長さ当たりの伝送遅延τ５２と、線路長ｌ５２とで決められる。

次に、図１２を参照して、以上のように構成される実施の形態４による信号バイパス装置の動作について説明する。この実施の形態４では、実施の形態３において、通信障害機器である配電機器５をバイパスする伝送線路を、通信障害機器を挟んで対向するトランス対毎に独立化したものに相当するので、ここでは、独立化した各伝送線路の特性値について説明する。

図１２において、伝送線路ＴＬ５１は、図１０（実施の形態３）に示した伝送線路ＴＬ３１、伝送線路ＴＬ２０および伝送線路ＴＬ４１を接続したものに相当し、伝送線路ＴＬ５２は、図１０（実施の形態３）に示した伝送線路ＴＬ３２、伝送線路ＴＬ２０および伝送線路ＴＬ４２を接続したものに相当している。

実施の形態３では、中央の伝送線路ＴＬ２０と、その一端側の分岐伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２と、その他端側の分岐伝送線路ＴＬ４１，ＴＬ４２との各特性値を以下のように設定した。すなわち、中央の伝送線路ＴＬ２０では、特性インピーダンスＺ０２０＝Ｚ０、単位長さ当りの伝送遅延τ２０＝τ、長さｌ２０＝ｌａと設定した。そして、分岐伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２，ＴＬ４１，ＴＬ４２では、特性インピーダンスＺ０３１＝Ｚ０３２＝Ｚ０４１＝Ｚ０４２＝Ｚ０／２、単位長さ当りの伝送遅延τ３１＝τ３２＝τ４１＝τ４２＝τと設定した。長さについては、ｌａ＋ｌｂ＋ｌｃ＝ｌとなるように、分岐伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２ではｌ３１＝ｌ３２＝ｌｂと設定し、分岐伝送線路ＴＬ４１，ＴＬ４２ではｌ４１＝ｌ４２＝ｌｃと設定した。

これに対して、この実施の形態４では、伝送線路ＴＬ５１と伝送線路ＴＬ５２は、同じ特使値に設定する。すなわち、特性インピーダンスＺ０５１，Ｚ０５２は、Ｚ０５１＝Ｚ０５２＝Ｚ０／２と設定し、単位長さ当りの伝送遅延τ５１，τ５２は、τ５１＝τ５２＝τと設定し、長さｌ５１，ｌ５２は、ｌ５１＝ｌ５２＝ｌと設定する。

このようにして得られる図１２に示す回路についても、図３−２に示した回路と等価になる。したがって、図１１および図１２で示したこの実施の形態４による信号バイパス装置の損失特性は、図１および図２で示した実施の形態１による信号バイパス装置と同等であるので、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図１４は、図１３に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、図１３と図１４では、実施の形態２（図７と図８）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態５に関わる部分を中心に説明する。

図１３に示すように、この実施の形態５による信号バイパス装置では、図７（実施の形態２）に示した構成におけるキャパシタ１５，１６を削除するとともに、ケーブル１０の一端側とキャパシタ１７ａ，１７ｂとの間にケーブル７０が挿入され、またケーブル１０の他端側とキャパシタ１８ａ，１８ｂとの間にケーブル８０が挿入されている。

したがって、図１３に示す信号バイパス装置の回路構成は、図１４に示すようになる。図１４において、図１３に示すケーブル７０は、通信線７０ａと通信線７０ｂとで構成されるとしている。通信線７０ａ，７０ｂが構成する伝送線路ＴＬ７０の特性は、特性インピーダンスＺ０７０と、単位長さ当たりの伝送遅延τ７０と、線路長ｌ７０とで決められる。また、図１３に示すケーブル８０は、通信線８０ａと通信線８０ｂとで構成されるとしている。通信線８０ａ，８０ｂが構成する伝送線路ＴＬ８０の特性は、特性インピーダンスＺ０８０と、単位長さ当たりの伝送遅延τ８０と、線路長ｌ８０とで決められる。

次に、図１４を参照して、以上のように構成される実施の形態５による信号バイパス装置の動作について説明する。この実施の形態５では、実施の形態２において、伝送線路の両端に、各線間のキャパシタに代わる伝送線路を設けたものに相当するので、ここでは、各線間のキャパシタに代わる各伝送線路の特性値について説明する。

実施の形態２では、伝送線路ＴＬ１０の両端の各線間に設けるキャパシタＣｐ１５，Ｃｐ１６の値はＣｐ１５＝Ｃｐ１６＝Ｃｐとなるように選択した。この実施の形態５では、このキャパシタＣｐ１５を伝送線路ＴＬ７０で実現し、キャパシタＣｐ１６を伝送線路ＴＬ８０で実現する。

ここで、信号波長に対して伝送線路ＴＬ７０，ＴＬ８０の長さが短い場合には、伝送線路ＴＬ７０，ＬＴ８０で実現するキャパシタＣｐ７０，Ｃｐ８０の値は、
Ｃｐ７０＝ｌ７０＊τ７０／Ｚ０７０ …（１）
Ｃｐ８０＝ｌ８０＊τ８０／Ｚ０８０ …（２）
なる式で与えられる。

そして、Ｃｐ１５＝Ｃｐ７０＝Ｃｐ、Ｃｐ１６＝Ｃｐ８０＝Ｃｐとすると、
Ｃｐ＝ｌ７０＊τ７０／Ｚ０７０ …（３）
Ｃｐ＝ｌ８０＊τ８０／Ｚ０８０ …（４）
なる式が得られる。つまり、式（３）（４）において、できる限りＣｐに近い値となるように、伝送線路ＴＬ７０の定数（ｌ７０、τ７０、Ｚ０７０）および伝送線路ＴＬ８０の定数（ｌ８０、τ８０、Ｚ０８０）の各値を調整すればよい。

このようにして得られた図１４に示す回路では、伝送線路ＴＬ７０と伝送線路ＴＬ８０はキャパシタンスだけでなくインダクタンスも発生するので、図１３および図１４で示したこの実施の形態５による信号バイパス装置の損失特性は、図１および図２で示した実施の形態１による信号バイパス装置と同じにはならないが、近い損失特性を得ることができる。したがって、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態６.
図１５は、この発明の実施の形態６による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図１６は、図１５に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、図１５と図１６では、実施の形態３（図９と図１０）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態６に関わる部分を中心に説明する。

図１５に示すように、この実施の形態６による信号バイパス装置では、図９（実施の形態３）に示した構成におけるキャパシタ２５ａ，２５ｂを削除するとともに、ケーブル３１，３２に代えてケーブル１０１，１０２が設けられ、また、キャパシタ２６ａ，２６ｂを削除するとともに、ケーブル４１，４２に代えてケーブル１１１，１１２が設けられている。

したがって、図１５に示す信号バイパス装置の回路構成は、図１６に示すようになる。図１６において、図１５に示すケーブル１０１は、通信線１０１ａと通信線１０１ｂとで構成されるとしている。通信線１０１ａ，１０１ｂが構成する伝送線路ＴＬ１０１の特性は、特性インピーダンスＺ０１０１と、単位長さ当たりの伝送遅延τ１０１と、線路長ｌ１０１とで決められる。また、図１５に示すケーブル１０２は、通信線１０２ａと通信線１０２ｂとで構成されるとしている。通信線１０２ａ，１０２ｂが構成する伝送線路ＴＬ１０２の特性は、特性インピーダンスＺ０１０２と、単位長さ当たりの伝送遅延τ１０２と、線路長ｌ１０２とで決められる。

同様に、図１５に示すケーブル１１１は、通信線１１１ａと通信線１１１ｂとで構成されるとしている。通信線１１１ａ，１１１ｂが構成する伝送線路ＴＬ１１１の特性は、特性インピーダンスＺ０１１１と、単位長さ当たりの伝送遅延τ１１１と、線路長ｌ１１１とで決められる。また、図１５に示すケーブル１１２は、通信線１１２ａと通信線１１２ｂとで構成されるとしている。通信線１１２ａ，１１２ｂが構成する伝送線路ＴＬ１１２の特性は、特性インピーダンスＺ０１１２と、単位長さ当たりの伝送遅延τ１１２と、線路長ｌ１１２とで決められる。

次に、図１６を参照して、以上のように構成される実施の形態６による信号バイパス装置の動作について説明する。この実施の形態６では、実施の形態３において、中央の伝送線路の両端における各分岐伝送線路を、線間に設けるキャパシタに代わるものとして構成したものに相当するので、ここでは、各線間のキャパシタに代わる各分岐伝送線路の特性値について説明する。

実施の形態３では、分岐伝送線路ＴＬ３１，ＴＬ３２，ＴＬ４１，ＴＬ４２の各線間に設けるキャパシタＣｐ２５ａ，Ｃｐ２５ｂ，Ｃｐ２６ａ，Ｃｐ２６ｂの値は、Ｃｐ２５ａ＝Ｃｐ２５ｂ＝Ｃｐ２６ａ＝Ｃｐ２６ｂ＝２＊Ｃｐであった。

この実施の形態６では、キャパシタＣｐ２５ａを伝送線路ＴＬ１０１で実現し、キャパシタＣｐ２５ｂを伝送線路ＴＬ１０２で実現する。また、キャパシタＣｐ２６ａを伝送線路ＴＬ１１１で実現し、キャパシタＣｐ２６ｂを伝送線路ＴＬ１１２で実現する。伝送線路ＴＬ１０１，ＴＬ１０２，ＴＬ１１１，ＴＬ１１２で実現するキャパシタＣｐ１０１，Ｃｐ１０２，Ｃｐ１１１，Ｃｐ１１２の値は、信号波長に対してそれらの伝送線路の長さが短い場合には、
Ｃｐ１０１＝ｌ１０１＊τ１０１／Ｚ０１０１ …（５）
Ｃｐ１０２＝ｌ１０２＊τ１０２／Ｚ０１０２ …（６）
Ｃｐ１１１＝ｌ１１１＊τ１１１／Ｚ０１１１ …（７）
Ｃｐ１１２＝ｌ１１２＊τ１１２／Ｚ０１１２ …（８）
なる式で与えられる。

そして、Ｃｐ２５ａ＝Ｃｐ１０１＝２＊Ｃｐ、Ｃｐ２５ｂ＝Ｃｐ１０２＝２＊Ｃｐ、Ｃｐ２６ａ＝Ｃｐ１１１＝２＊Ｃｐ、Ｃｐ２６ｂ＝Ｃｐ１１２＝２＊Ｃｐとすると、
２＊Ｃｐ＝ｌ１０１＊τ１０１／Ｚ０１０１ …（９）
２＊Ｃｐ＝ｌ１０２＊τ１０２／Ｚ０１０２ …（１０）
２＊Ｃｐ＝ｌ１１１＊τ１１１／Ｚ０１１１ …（１１）
２＊Ｃｐ＝ｌ１１２＊τ１１２／Ｚ０１１２ …（１２）
なる式が得られる。

つまり、式（９）〜式（１２）において、できる限り２＊Ｃｐに近い値となるように、伝送線路ＴＬ１０１の定数（ｌ１０１、τ１０１、Ｚ０１０１）、伝送線路ＴＬ１０２の定数（ｌ１０２、τ１０２、Ｚ０１０２）および伝送線路ＴＬ１１１の定数（ｌ１１１、τ１１１、Ｚ０１１１）、伝送線路ＴＬ１１２の定数（ｌ１１２、τ１１２、Ｚ０１１２）の各値を調整すればよい。

このようにして得られた図１６に示す回路では、伝送線路ＴＬ１０１，ＴＬ１０２および伝送線路ＴＬ１１１，ＴＬ１１２は、キャパシタンスだけでなくインダクタンスも発生するので、図１５および図１６で示したこの実施の形態６による信号バイパス装置の損失特性は、図１および図２で示した実施の形態１による信号バイパス装置と同じにはならないが、近い損失特性を得ることができる。したがって、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態７．
図１７は、この発明の実施の形態７による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図１８は、図１７に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、図１７と図１８では、実施の形態４（図１１と図１２）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態７に関わる部分を中心に説明する。

図１７に示すように、この実施の形態７による信号バイパス装置では、図１１（実施の形態４）に示した構成におけるキャパシタ２５ａ，２６ａを削除するとともに、ケーブル５１の一端側とキャパシタ２７ａ，２７ｂとの間にケーブル６１が挿入され、またケーブル５１の他端側とキャパシタ２８ａ，２８ｂとの間にケーブル９１が挿入されている。

同様に、図１１（実施の形態４）に示した構成におけるキャパシタ２５ｂ，２６ｂを削除するとともに、ケーブル５２の一端側とキャパシタ２７ｃ，２７ｄとの間にケーブル６２が挿入され、またケーブル５２の他端側とキャパシタ２８ｃ，２８ｄとの間にケーブル９２が挿入されている。

したがって、図１７に示す信号バイパス装置の回路構成は、図１８に示すようになる。図１８において、図１７に示すケーブル６１は、通信線６１ａと通信線６１ｂとで構成されるとしている。通信線６１ａ，６１ｂが構成する伝送線路ＴＬ６１の特性は、特性インピーダンスＺ０６１と、単位長さ当たりの伝送遅延τ６１と、線路長ｌ６１とで決められる。また、図１３に示すケーブル９１は、通信線９１ａと通信線９１ｂとで構成されるとしている。通信線９１ａ，９１ｂが構成する伝送線路ＴＬ９１の特性は、特性インピーダンスＺ０９１と、単位長さ当たりの伝送遅延τ９１と、線路長ｌ９１とで決められる。

同様に、図１７に示すケーブル６２は、通信線６２ａと通信線６２ｂとで構成されるとしている。通信線６２ａ，６２ｂが構成する伝送線路ＴＬ６２の特性は、特性インピーダンスＺ０６２と、単位長さ当たりの伝送遅延τ６２と、線路長ｌ６２とで決められる。また、図１３に示すケーブル９２は、通信線９２ａと通信線９２ｂとで構成されるとしている。通信線９２ａ，９２ｂが構成する伝送線路ＴＬ９２の特性は、特性インピーダンスＺ０９２と、単位長さ当たりの伝送遅延τ９２と、線路長ｌ９２とで決められる。

次に、図１８を参照して、以上のように構成される実施の形態７による信号バイパス装置の動作について説明する。この実施の形態７では、実施の形態４において、各独立伝送線路の両端に、各線間のキャパシタに代わる伝送線路をそれぞれ設けたものに相当するので、ここでは、各線間のキャパシタに代わる各挿入独立伝送線路の特性値について説明する。

実施の形態３では、Ｃｐ２５ａ＝Ｃｐ２５ｂ＝Ｃｐ２６ａ＝Ｃｐ２６ｂ＝２＊Ｃｐとなるように値を選択した。この実施の形態７では、キャパシタＣｐ２５ａを伝送線路ＴＬ６１で実現し、キャパシタＣｐ２６ａを伝送線路ＴＬ９１で実現する。また、キャパシタＣｐ２５ｂを伝送線路ＴＬ６２で実現し、キャパシタＣｐ２６ｂを伝送線路ＴＬ９２で実現する。

ここで、信号波長に対して伝送線路ＴＬ６１，ＴＬ６２，ＴＬ９１，ＴＬ９２の長さが短い場合には、伝送線路ＴＬ６１，ＴＬ６２，ＴＬ９１，ＴＬ９２で実現するキャパシタＣｐ６１，Ｃｐ６，Ｃｐ９１，Ｃｐ９２の値は、
Ｃｐ６１＝ｌ６１＊τ６１／Ｚ０６１ …（１３）
Ｃｐ６２＝ｌ６２＊τ６２／Ｚ０６２ …（１４）
Ｃｐ９１＝ｌ９１＊τ９１／Ｚ０９１ …（１５）
Ｃｐ９２＝ｌ９２＊τ９２／Ｚ０９２ …（１６）
なる式で与えられる。

そして、Ｃｐ２５ａ＝Ｃｐ６１＝２＊Ｃｐ、Ｃｐ２５ｂ＝Ｃｐ６２＝２＊Ｃｐ、Ｃｐ２６ａ＝Ｃｐ９１＝２＊Ｃｐ、Ｃｐ２６ｂ＝Ｃｐ９２＝２＊Ｃｐとすると、
２＊Ｃｐ＝ｌ６１＊τ６１／Ｚ０６１ …（１７）
２＊Ｃｐ＝ｌ６２＊τ６２／Ｚ０６２ …（１８）
２＊Ｃｐ＝ｌ９１＊τ９１／Ｚ０９１ …（１９）
２＊Ｃｐ＝ｌ９２＊τ９２／Ｚ０９２ …（２０）
なる式が得られる。つまり、式（１７）〜式（２０）において、できる限りＣｐに近い値となるように、伝送線路ＴＬ６１の定数（ｌ６１、τ６１、Ｚ０６１）、伝送線路ＴＬ６２の定数（ｌ６２、τ６２、Ｚ０６２）、伝送線路ＴＬ９１の定数（ｌ９１、τ９１、Ｚ０９１）、伝送線路ＴＬ９２の定数（ｌ９２、τ９２、Ｚ０９２）の各値を調整すればよい。

このようにして得られた図１８に示す回路では、伝送線路ＴＬ６１，ＴＬ６２，ＴＬ９１，ＴＬ９２はキャパシタンスだけでなくインダクタンスも発生するので、図１７および図１８で示したこの実施の形態７による信号バイパス装置の損失特性は、図１および図２で示した実施の形態１による信号バイパス装置と同じにはならないが、近い損失特性を得ることができる。したがって、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態８.
図１９は、この発明の実施の形態８による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図２０は、図１９に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、図１９と図２０では、実施の形態４（図１１と図１２）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態７に関わる部分を中心に説明する。

図１９に示すように、この実施の形態８による信号バイパス装置では、図１１（実施の形態４）に示した構成における配電線２に設置されていたコア６ｂ、配電線４に設置されていたコア７ｂ、ケーブル５２、キャパシタ２５ｂ，２６ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２８ｃおよび２８ｄが削除されている。

したがって、図１９に示す信号バイパス装置の回路構成は、図２０に示すように、配電機器５を挟んで対向するトランスＴ１，Ｔ３と、トランスＴ１，Ｔ３の他方の入出力巻線間に配置される、キャパシタＣｓ２７ａ，Ｃｓ２７ｂ，Ｃｐ２５ａ，電送線路ＴＬ５１，キャパシタＣｐ２６ａ，Ｃｓ２８ａ，Ｃｓ２８ｂとで構成されることになる。このような構成においても、配電線１と配電線２との間での通信信号の配電機器５をバイパスした授受は可能である。

実施の形態９.
図２１は、この発明の実施の形態９による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図２２は、図２１に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお、図２１と図２２では、実施の形態７（図１７と図１８）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態９に関わる部分を中心に説明する。

図２１に示すように、この実施の形態９による信号バイパス装置では、図１７（実施の形態７）に示した構成における配電線２に設置されていたコア６ｂ、配電線４に設置されていたコア７ｂ、ケーブル５２、ケーブル６２、ケーブル９２、キャパシタ２７ｃ，２７ｄ，２８ｃおよび２８ｄが削除されている。

したがって、図２１に示す信号バイパス装置の回路構成は、図２０に示すように、配電機器５を挟んで対向するトランスＴ１，Ｔ３と、トランスＴ１，Ｔ３の他方の入出力巻線間に配置される、キャパシタＣｓ２７ａ，Ｃｓ２７ｂ，電送線路ＴＬ６１，電送線路ＴＬ５１，電送線路ＴＬ９１，キャパシタＣｓ２８ａ，Ｃｓ２８ｂとで構成されることになる。このような構成においても、配電線１と配電線２との間での通信信号の配電機器５をバイパスした授受は可能である。

実施の形態１０.
図２３は、この発明の実施の形態１０による信号バイパス装置の機器配置を示す図である。図２４は、図２３に示す信号バイパス装置の回路構成を示す等価回路図である。なお図２３と図２４では、実施の形態１（図１と図２）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態１０に関わる部分を中心に説明する。

図２３に示すように、この実施の形態１０による信号バイパス装置では、図１（実施の形態１）に示した構成におけるキャパシタ９ａ，９ｂが削除されている。したがって、図２３に示す信号バイパス装置の回路構成は、図２４に示すように、図２で示す接続点Ａ１，Ａ２間のキャパシタＣ１と接続点Ｂ１，ｂ２間のキャパシタＣ２とが存在しない構成となる。

キャパシタ９ａ（Ｃ１）とキャパシタ９ｂ（Ｃ２）キャパシタ９ａと９ｂの効果は、実施の形態１にて説明した。しかし、配電機器５に含まれる容量成分や、コア６ａ，６ｂから配電機器５までの間の線路、またはコア７ａ，７ｂから配電機器５までの間の線路の間の容量成分によって、キャパシタ９ａ，９ｂがなくても信号のバイパスは可能となる場合がある。もちろん、キャパシタ９ａ，９ｂは設置したほうが、信号バイパス装置の損失特性は低減される効果は大きく、かつ配電機器５の特性の影響を受けにくくする効果も大きい。

なお、実施の形態１０では、実施の形態１への適用例を示したが、これに限らず、実施の形態２から実施の形態９までの全ての実施の形態においても同様に適用が可能であることは言うまでもない。

また、実施の形態１から実施の形態１０では、ハイパスフィルタを形成して主に低域側の損失特性を低減する効果のためのキャパシタをケーブルに設置し、ローパスフィルタを形成して主に中域側〜高域側の損失特性を低減する効果のためのキャパシタをケーブルに設置する場合を説明した。しかし、さらに高次数のフィルタを追加して損失特性を低減する方法も考えられる。この場合はインダクタとキャパシタのどちらも次数に応じて追加するとよい。

また、実施の形態１から実施の形態１０では、ハイパスフィルタを形成して主に低域側の損失特性を低減する効果のためのキャパシタと、ローパスフィルタを形成して主に中域側〜高域側の損失特性を低減する効果のためのキャパシタとを共にケーブルに設置する場合を説明した。しかし、両キャパシタは、必ずしも同時に使う必要はなく、どちらか一方のみを使用するようにしてもよい。

また、実施の形態１から実施の形態１０では、通信装置が電力線通信装置で、その通信路としての配電線およびバイパス対象として配電機器に適用する場合を例に挙げて説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。すなわち、この発明では、通信装置は電力線通信装置以外の装置でもよく、通信路は配電線以外のメタル線であるいわゆる電線でもよく、またバイパス対象として配電機器以外のものでもよい。

以上のように、この発明にかかる信号バイパス装置は、電線上の通信信号を途中に存在する通信障害機器をその機種に依らずバイパスして伝送することができるので、電力線を用いて高周波信号を伝送する電力線通信だけでなく、任意の電線を用いて高周波信号を伝送するのに有用である。

Claims (14)

1. ２本の電線の途中に通信障害機器が存在する場合において、
   前記通信障害機器の両端側における２本の電線のそれぞれに配置した分割型コアと、
   前記通信障害機器の両端側における前記分割型コア同士をトランスとして機能するように前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通って配線されるケーブルと、
   前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通過する個所近傍に設けられるキャパタであって、前記ケーブルに介在させた直列キャパシタと前記ケーブルの線間に配置した並列キャパシタとの少なくとも一方のキャパシタと、
   を備えることを特徴とする信号バイパス装置。
2. 前記ケーブルは、前記通信障害機器の各端部側における２つの前記分割型コアを通って配線される１本のケーブルであることを特徴とする請求項１に記載の信号バイパス装置。
3. 前記ケーブルは、前記通信障害機器の各端部側における各前記分割型コアを通って配線される２本のケーブルである特徴とする請求項１に記載の信号バイパス装置。
4. 前記並列キャパシタは、前記分割型コアを通過する前記ケーブルの線間に接続されるキャパシタである、または、前記ケーブルに線路定数を調整して付加した別のケーブルによって実現されるキャパシタであることを特徴とする請求項１に記載の信号バイパス装置。
5. 前記通信障害機器の各端部側における電線接続端間を接続するキャパシタを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号バイパス装置。
6. 前記ケーブルが前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通過する個所近傍に、インダクタとキャパシタとで構成される高次フィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号バイパス装置。
7. ２本の電線の途中に通信障害機器が存在する場合において、
   前記通信障害機器の両端側における２本の電線のそれぞれに配置した分割型コアと、
   前記通信障害機器の両端側における前記分割型コア同士をトランスとして機能するように接続するケーブルであって、主ケーブルと、前記主ケーブルの特性インピーダンスの半分を有して前記主ケーブルの各端部に並列に接続される２本の副ケーブルの２組とで構成され、前記通信障害機器の各端部側において、対応する前記２本の副ケーブルが個別に２つの前記分割型コアを通って配線されるケーブルと、
   前記通信障害機器の各端部側において、対応する前記２本の副ケーブルが個別に２つの前記分割型コアを通過する個所近傍に設けられるキャパタであって、前記２本の副ケーブルのそれぞれに介在させた直列キャパシタと前記２本の副ケーブルそれぞれの線間に配置した並列キャパシタとの少なくとも一方のキャパシタと、
   を備えることを特徴とする信号バイパス装置。
8. 前記並列キャパシタは、２つの前記分割型コアを個別に通過する前記２本の副ケーブルそれぞれの線間に接続されるキャパシタである、または、前記２本の副ケーブルそれぞれの線路定数を調整して実現されるキャパシタであることを特徴とする請求項７に記載の信号バイパス装置。
9. 前記通信障害機器の各端部側における電線接続端間を接続するキャパシタを備えることを特徴とする請求項７に記載の信号バイパス装置。
10. 前記通信障害機器の各端部側に対応する前記２本の副ケーブルのそれぞれが前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通過する個所近傍に、インダクタとキャパシタとで構成される高次フィルタを備えることを特徴とする請求項７に記載の信号バイパス装置。
11. ２本の電線の途中に通信障害機器が存在する場合において、
    前記通信障害機器の両端側における１本の電線に配置した分割型コアと、
    前記通信障害機器の両端側における前記分割型コア同士をトランスとして機能するように前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通って配線されるケーブルと、
    前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通過する個所近傍に設けられるキャパタであって、前記ケーブルに介在させた直列キャパシタと前記ケーブルの線間に配置した並列キャパシタとの少なくとも一方のキャパシタと、
    を備えることを特徴とする信号バイパス装置。
12. 前記並列キャパシタは、前記分割型コアを通過する前記ケーブルの線間に接続されるキャパシタである、または、前記ケーブルに線路定数を調整して付加された別のケーブルによって実現されるキャパシタであることを特徴とする請求項１１に記載の信号バイパス装置。
13. 前記通信障害機器の各端部側における電線接続端間を接続するキャパシタを備えることを特徴とする請求項１１に記載の信号バイパス装置。
14. 前記ケーブルが前記通信障害機器の各端部側における前記分割型コアを通過する個所近傍に、インダクタとキャパシタとで構成される高次フィルタを備えることを特徴とする請求項１１に記載の信号バイパス装置。

Images