JP4028286B2 - Broadband leaky coaxial cable - Google Patents

Description

と表すことができる。但し、
Ｚ軸：ケーブル軸
ｉ ：虚数
ω ：角周波数
ｋ ：自由空間波数
μ_０：自由空間中の透磁率
である。
【０００５】
今、各スロットは、位相定数がβであるｚ軸の正の方向に伝搬するケーブル内伝送波により励振されているものとすると、軸方向磁流源Ｊ_ｍｚは、
Ｊ_ｍｚ（ｚ） ＝ Ｊ（ｚ）・Ａ・ｅｘｐ（ｉ（ωｔ−βｚ）） …（４）
但し、
Ｊ（ｚ） ：スロット列の励振係数分布関数
Ａ ：ケーブル内伝送波の振幅定数
β ：ケーブル内伝送波の位相定数
ｔ ：時刻
と表され、スロット列の周期がＰの場合、Ｊ（ｚ）は周期Ｐの関数となるので、Ｊ（ｚ）をフーリエ級数展開

して、式（１）〜（６）より電磁界を求めると、円筒座標系（ｒ，φ，ｚ）での各成分は、

但し、

Ｋ_ｍ ：ｍ次の第２種変形ベッセル関数
と空間高調波展開形で表される。
【０００６】
式（７）〜（９）の空間高調波展開形において、各空間高調波のｚ軸方向の位相定数はβ_ｎである。よって、ｋ^２−β_ｎ ^２＞０を満たす空間高調波は軸方向の位相速度が光速よりも速いのに対し、ｋ^２−β_ｎ ^２＜０のものは光速よりも遅い。その意味で、前者は速波、後者は遅波と呼ばれている。
【０００７】
速波のｒ方向の変化は第２種ハンケル関数形であるのに対し、遅波のそれは変形ベッセル関数形となっている。変形ベッセル関数はｒの増大に対して急速に小さくなるので、ケーブルのごく近傍を除いての外部電磁界は、後者の遅波を無視して、式（７）〜（９）は、

と表すことができる。
【０００８】
ここで、速波となる条件であるｋ^２−β_ｎ ^２＞０ より、各空間高調波が速波となる

ｋ^２−β_ｎ ^２＞０ となり得るｎは負のみとなり、その周波数範囲は−ｋ＜β_ｎ＜ｋより、

但し、

Ｐ ：スロット列の周期 ［ｍ］
ν ：管内波長短縮率 （＝ｋ／β）
ｎ ：負の整数
と表される。
【０００９】
よって、各空間高調波の速波領域となる下限周波数、及び上限周波数をそれぞ

となる。
【００１０】

の漸近形より、

と表される。
【００１１】
ここで、式（１６）〜（１８）で表される各空間高調波の伝搬方向、すなわち放射角度を求める。各空間高調波のエネルギー流を表すポインティングベクトル

より、

となる。
【００１２】
よって、放射角度を図１４のようにｒ方向（ケーブル軸垂直方向）を基準に定義すると、各空間高調波のポインティングベクトルの向き、すなわち放射角度θ_ｎは、

と表すことができる。図１４の漏洩同軸ケーブルの一端には信号発生器１４が、他端には終端抵抗器１５が接続されている。
これを周波数の関数として図示すると図１５のような形となる。
【００１３】
ところで、次数の異なる速波となる空間高調波が二つ以上存在すると、それぞれ伝搬方向θ_ｎが異なる為、相互に位相干渉を起こして外部放射電界に、観測点位置による変動が生じることが知られている。これは、式（１６）〜（１８）でｎの次数によりｒ方向及びｚ方向の位相定数が異なっていることからも理解できる。その為、従来の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいては、使用周波数帯域で速波となる空間高調波のうち、使用する唯一つのものを除いて、それ以外の空間高調波は充分に抑圧することを行っていた。
【００１４】
例えば、ｎ＝−１次の空間高調波を使用する場合を述べる。まず、これの下限周波数は式（１４）より

すなわち、

の範囲で周期Ｐを設定する。
【００１５】
周期Ｐが設定されると、−２次以上の空間高調波の下限周波数が式（１４）により

である時、ｎ＝−２次からｎ＝−ｌ次までの空間高調波を抑圧させると、使用周波数範

きる。
【００１６】
不要な空間高調波を抑圧する方法は、式（１０）〜（１２）においてＪ（ｚ）のフーリエ級数展開係数であるＣ_ｎの大きさが各空間高調波の振幅に比例した量となっていることから、抑圧したい空間高調波の次数にあたるＣ_ｎが充分小さくなる様にＪ（ｚ）の分布を工夫する。すなわちスロット列の構成の仕方を工夫するということである。
【００１７】
具体的には、例えば、ｎ＝−１次の空間高調波を使用し、ｎ＝−２〜−４次のそれを抑圧する方法として、半ピッチ内に２個以上のスロットを用いる方法が、特公昭５２−７７９０、実公昭５３−１０８４４、特公昭５６−１２０４５又は特開昭５０−１２９９８６などで提案されている。
【００１８】
又、ｎ＝−２〜−６次のそれを抑圧する方法としては、半ピッチ内に４個のスロットを用いる方法が、実公昭５２−４１７８６、実公昭５８−５３７６８等で提案されている。
【００１９】
さらに、１ピッチ内に複数個のスロットを等間隔に配列し、各スロットの励振係数を正弦波状に変化させることにより、ｎ＝−２次以上の高次の空間高調波を抑圧する方法が特公昭５０−２５７８６で提案されている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような広帯域漏洩同軸ケーブルの場合、以下のような問題が発生することがある。ここでは、例えばｎ＝−ｎ_Ａ次の空間高調波を使用する場合を考え

合が出てくる。
【００２１】
漏洩同軸ケーブルの実際の運用上では、漏洩同軸ケーブルとそれと電磁波の送受信を行う移動局との間に金属板などの電磁波遮蔽体が間欠的に存在している場合がある。例えば図１６に示すように、鉄道線路沿線に沿って布設される漏洩同軸ケーブル１に対して、移動局１０は列車車両１１内にあり、車両１１の車体１２が金属遮蔽体として作用する場合などである。このとき、放射角度が垂直方向に近い条件では、漏洩同軸ケーブル１からの直接波は窓１３を透過して車両１１内奥の移動局１０まで到達し易い。しかし、放射角度が大きい時は車両車体１２により直接波は遮られ易く、移動局１０での受信レベルは大きく低下することが懸念される。
【００２２】

３００ＭＨｚ帯〜２０００ＭＨｚ帯において、Ｅ_φ成分に対してｎ＝−１次以外の速波をほぼ抑圧した広帯域漏洩同軸ケーブルを製作した。この広帯域漏洩同軸ケーブルでは、

きをもって放射されるものである。
【００２３】
このケーブル約５０ｍに対して、Ｅ_φ成分の結合損失を図１７に示す様な測定系でケーブルの長手方向（ｚ軸方向）に沿って測定した。ここで、図１７において、２枚のＡＬ（アルミニウム）製の金属板１６はそれぞれ１ｍ四方の大きさ（厚さ２ｍｍ）であり、それらの間隔２ｄを一定としたまま半波長ダイポールアンテナ１７と共に移動させる。
ここで結合損失とは式（２３）により定義される量である。

但し、
Ｌｃ（ｚ）［ｄＢ］ ：点ｚ＝ｚにおける結合損失。
Ｐ_１（ｚ）［Ｗ］ ：点ｚ＝ｚにおける漏洩同軸ケーブル内部の伝送波の伝送電力。
Ｐ_２（ｚ）［Ｗ］ ：漏洩同軸ケーブルから垂直方向に、ある距離だけ離れた位置に置かれた半波長ダイポールアンテナの、点ｚ＝ｚ上における受信電力。
である。

９（ａ）〜（ｃ）、及び表Ａ−１〜Ａ−２に示す。
【００２４】
【表Ａ−１】

【００２５】
【表Ａ−２】

【００２６】

ては、金属板の挿入により結合損失に大きな増加がみられる。よって、図１６のような使用環境下においては、移動局での受信レベルに大きな劣化が生じることが懸念される。
【００２７】
このように、従来の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいては、放射角度の周波数による変化、増大に伴って、電磁遮蔽体が周囲に存在する環境下においては良好な受信レベルが保てない場合があるという問題があった。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
【００２９】
漏洩電磁界形成用の複数個のスロットが同軸ケーブルの外部導体の軸方向に列状に設けられた漏洩同軸ケーブルにおいて、前記スロット列のケーブル軸周方向漏洩電界成分に対する励振係数分布が軸方向に周期（Ｐ）を持っており、且つそれはＰ／２毎に反転していて、且つ左右対称となっている。このスロット列により形成される軸周方向漏洩電界成分に対して、使用する周波数帯域内の少なくとも一つ以上の周波数では、速波となる奇数次の空間高調波を二つ存在させ、且つ少なくともその二つのうちの次数の高い方の次に次数の高い奇数次の空間高調波をほぼ抑圧させる。又、その抑圧する空間高調波よりも次数が低く、使用周波数帯域内で速波となる全ての空間高調波を、前記存在させる二つの空間高調波を除いてほぼ抑圧させる。又、漏洩同軸ケーブルの管内波長短縮率νの値を、

ここで、速波とは、ケーブル軸方向の位相速度が外部媒質中の光速よりも速い伝送波をいう。
【００３０】
上記発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいては、使用する周波数帯域内の少なくとも一つ以上の周波数では、軸周方向漏洩電界成分に対して、速波となる二つの奇数次の空間高調波が存在している。ここで漏洩同軸ケーブルの波長短縮率ν

に負のものに限られる。そこで、この存在させる二つの奇数次の空間高調波の次数をそれぞれ、−ｎａ次、−ｎｂ次とおく（ｎｂ＞ｎａ＞０）。このとき、−ｎａ次よりも次数の低い、速波となる全ての空間高調波が抑圧されているため、式（１４）で表され

以下の周波数では速波となる空間高調波が存在せず、充分な強さの漏洩電磁界が

−ｎａ次の空間高調波を速波とさせる必要がある。すなわち、

より、

とスロット列の周期Ｐを設定する。
【００３１】

であるが、今、周期Ｐの範囲を式（２６）の条件で設定しなければならないため、使

も小さくならず、傾きが大きくなってしまうことがある。
【００３２】

場合が出てくる。
【００３３】

度がある所望の値となるように、式（２７）によりスロットの周期Ｐを選定する。こ

のような形で表されるが、これは必ずしも所望の値になるとは限らない、という問題である。
【００３４】
そこで、図１５、或いは式（２７）により表されるように、他の次数の空間高調波

角度が所望のものに近くなっている空間高調波（−ｎｂ次）を選んで、それを存在

波を得ることができる。
【００３５】
このように、次数の異なる二つの速波となる空間高調波を存在させることにより、放射角度がそれらで異なることから、周波数間隔の離れた二つの周波数帯でほぼ所望の放射角度を実現することができる。
【００３６】
これにより、周囲の電磁遮蔽体の影響により一方の空間高調波が遮蔽されてしまう場合においても、もう一方の空間高調波をその影響から回避させることが、その放射角度の違いにより可能となる為、受信レベルの劣化を抑制することが可能となる。
【００３７】
又、電磁遮蔽体の影響からの回避だけでなく、移動局にケーブル軸方向に対して指向性を持つアンテナを使用するような場合において、周波数間隔の離れた二つの周波数帯で、この指向性に合わせることが可能となる為、広帯域に渡って安定した高い受信レベルを維持することが可能となる。
【００３８】
ここで、具体例として、−１次と−３次の空間高調波を存在させる場合の放射角度と周波数との関係を表す。現在、実用化されている同軸ケーブルでは、その絶縁体はポリエチレンなどの高分子材料、又はそれらと空気層との複合体であるのが主流となっている。そのため、漏洩同軸ケーブルの管内波長短縮率νの値としては、０．５から１．０の間にあるものが大半を占めている。そこで、ここでは代表して、νが０．５、０．８、１．０の場合の関係を式（２１）より表Ｂ−１〜Ｂ−３に表す。表Ｂ−１〜Ｂ−３では、θ_−１及びθ_−３値がそれぞれ、−５０、−２０、０、＋２０、＋５０［ｄｅｇ］

【００３９】

波数範囲を見ると以下のようになる。
【００４０】

１８１の範囲、−３次の空間高調波では３８４〜５４３の範囲となる。
【００４１】
表Ｂ−２よりν＝０．８の場合は、−１次の空間高調波では１８８〜３３０の範囲、−３次の空間高調波では５６５〜９９１の範囲となる。
【００４２】
表Ｂ−３よりν＝１．０の場合は、−１次の空間高調波では２２４〜４５６の範囲、−３次の空間高調波では６７１〜１３６７の範囲となる。
【００４３】
このように、−１次と−３次の二つの空間高調波を存在させることにより、従来の一つのみの速波となる空間高調波を存在させる場合に比較して、間隔の離れた二つの周波数帯において、所望の放射角度（ここでは±２０［ｄｅｇ］の場合を表したが、他の場合も可能である）が得られることが分かる。
【００４４】
【表Ｂ−１】

【００４５】
【表Ｂ−２】

【００４６】
【表Ｂ−３】

【００４７】
又、本発明ではスロット列の励振係数分布がＰ／２毎に反転していることから、後に示す様に、励振係数分布関数Ｊ（ｚ）のフーリエ級数展開係数Ｃ_ｎのうちの、偶数次のそれが消滅するので、偶数次の空間高調波が抑圧される（式（４０））。
【００４８】
さらに、少なくとも−ｎｂ次の次に次数の高い奇数次の空間高調波、すなわち−（ｎｂ＋２）次の空間高調波と、それよりも次数の低い速波となる全ての空間高調波が、−ｎａ次と−ｎｂ次のそれを除いて抑圧されている。
ここで、各奇数次の空間高調波の速波となる下限周波数は、式（１４）より、

と−ｎｂ次との両方、或いは片方の空間高調波に限ることができる。但し、これは

であることから、
ν＞０．４ …（２９）
の場合と求められる。
【００４９】
このように速波を二つ以下に限ることができれば、三つ以上の複数の速波を存在させる場合に比較して、電界強度の変動を最小限に抑えることが可能となる。何故なら、例えば、振幅比で１：α（０＜α＜１）の二つの速波を存在させた場合の電界強度変動幅は、

と表されるが、これに更に、振幅比でβ（０＜β＜１）である三つ目の速波を加えた場合の電界強度変動幅は、

となり、二つの場合の式（３０）よりも大幅に増大してしまう場合があるからである。
【００５０】

される下限周波数とで、

の関係にある−（ｎｂ＋４）次から−（ｎｂ＋２＋２ｍ）次までの奇数次の空間高調波を、−（ｎｂ＋２）次の空間高調波と合わせて抑圧させるとよい。
【００５１】

とが同様に可能となる。
【００５２】
この例として、−１次と−３次の空間高調波を存在させ、−５次とその他に、それよりも次数の高い−７次の空間高調波を抑圧する場合を具体的に表す。
式（１４）より、奇数次の各空間高調波の速波となる下限周波数は、

すなわち、

の関係にある。
【００５３】
ここで、−５次のみの空間高調波を抑圧する場合の、速波の発生を−１次と−

【００５４】
それに対して、−７次も同様に抑圧する場合は、

の周波数範囲となる。

数を表す。
【００５５】

抑圧する方が、速波の発生を−１次と−３次との両方、あるいは片方の空間高調波に限ることのできる周波数範囲を広くできるのが分かる。

ときである。これは、

であるので、
ν＞０．４ …（３４）
のときと求められる。
よって、ν＞０．４のときは、−７次の空間高調波を抑圧することによって、電界強度の変動を最小限に抑えられる周波数範囲を広げることができる。
【００５６】

【００５７】
以上のように、本発明では、間隔の離れた二つの周波数帯でほぼ所望の放射角度をもつ空間高調波を存在させることができ、且つ次数の異なる速波となる空間高調波が複数存在することに起因する電界強度の変動幅を最小限に抑制することが可能である。
【００５８】
次に、抑圧させたい空間高調波の抑圧方法の概略を示す。各空間高調波の抑圧は前記の従来の技術の項中の説明と同様に、式（１０）〜（１２）においてＪ（ｚ）のフーリエ級数展開係数であるＣ_ｎの大きさが各空間高調波の振幅に比例した量となっていることから、抑圧したい空間高調波の次数にあたるＣ_ｎの大きさを充分小さくすることで実現できる。
【００５９】
本発明では、スロット列の励振係数分布Ｊ（ｚ）は、Ｐ／２毎に反転していて、且つ左右対称となっている。すなわち、
Ｊ（ｚ）＝−Ｊ（ｚ＋Ｐ／２） …（３５）
Ｊ（ｚ）＝Ｊ（−ｚ） …（３６）
である。但し、式（３３）において、左右対称点のｚ軸座標を０に取った。
【００６０】
式（３５）が満たされる場合、Ｃ_ｎは次のような形で表される。

一周期に渡る積分において積分範囲をずらすことができ、

とする。この積分区間を二つに分けて、

と表し、右辺第二項においてｚ≡ｚ−Ｐ／２と変数変換して式（３５）を使用してまとめると、

と表される。すなわち、スロット列の励振係数分布関数Ｊ（ｚ）が式（３５）を満たすとき、つまりＰ／２毎に反転するとき、偶数次の空間高調波が抑圧される。
【００６１】
次に、式（３９）を二つの場合に分けてそれぞれ表す。半周期（Ｐ／２）内−Ｐ／４＜ｚ＜Ｐ／４に存在するスロットの数（但し、励振係数が零であるものは除く）が、奇数個の場合と偶数個の場合とである。
【００６２】
奇数個の場合、式（３６）を満たすようなスロットの配列は、図１のように左右対称点ｚ＝０の位置にスロットがある場合である。この時、励振係数分布関数Ｊ（ｚ）をＤｉｒａｃのデルタ関数δ（ｚ）を用いて、近似的に

但し、
ａ_ｓ：ｚ＝ｚ_ｓの位置のスロットの励振係数
ａ_０：ｚ＝０の位置のスロットの励振係数
と表すと、式（４１）を式（３９）に代入して、

と表すことができる。
【００６３】
それに対し、偶数個の場合、式（３６）を満たすようなスロットの配列は図２のような形となる。この時、同様に、励振係数分布関数Ｊ（ｚ）をδ関数を用いて近似的に、

と表すと、式（４３）を式（３９）に代入して、

となる。
【００６４】
式（４２）、及び式（４４）の右辺の［］に表されるように、Ｃ_ｎの値はＮ値、及び

の半周期内の数、各スロット間の励振係数の比、及び周期内での各スロットの位置により、Ｃ_ｎの値は変化する。
よって、これらの変数を、抑圧したい空間高調波の次数にあたるＣ_ｎの大きさが充分小さくなるように設定すれば、抑圧したい空間高調波を抑圧することができる。
【００６５】
ここで、各スロットの励振係数であるａ_ｓについての実際に触れると、これはスロットの大きさや形状などにより決まる係数である。例えば、図１、図２のような長孔状の傾斜スロットを用いる場合、主にスロットの長さや傾斜角度などによりａ_ｓが定まる。従って、これらを変化させることによって、ａ_ｓを所望の値に設定することが可能である。
【００６６】
ところで、式（４２）、（４４）の両方において、
Ｃ_ｎ＝Ｃ_−ｎ …（４５）
が成り立つ。そこで、以降の説明では、ｎが負のものについてのみ言及することにする。
【００６７】

い場合について表す。
【００６８】
この場合、

であり、式（１５）により、

であるので、式（４７）を式（４６）に代入すると、周期Ｐを

の範囲に設定することに相当する場合である。
【００６９】
ここで、存在させる二つの奇数次の空間高調波の次数を−ｎａ次と−ｎｂ次とする（ｎｂ＞ｎａ＞０）。
このとき、最低限抑圧する奇数次の空間高調波は、−ｎａ次と−ｎｂ次を除いての−１次から−（ｎｂ＋２）次の空間高調波であるから、

次の空間高調波である。よって、その数は、

である。
【００７０】
従って、式（４２）あるいは式（４４）において、式（４９）のｎについて、Ｃ_ｎ＝０としなければならない。つまり、

ｍ元連立方程式の解を求めるためには、一般にｍ個以上の独立変数が必要である。
よって、式（５１）を満たす解を求めるためには、式（４２）、又は式（４４）の右辺の［ ］

【００７１】
式（４２）の右辺の［ ］内の独立変数の数は、

である。
又、式（４４）の右辺の［ ］内の独立変数の数は、

である。
但し、ここで、−ｎａ次、もしくは−ｎｂ次の空間高調波の、少なくともどちらか一方の強さを所望の値に設定させる為に、式（４２）においてはａ_０の値を、式（４４）においてはａ_１の値を、式（５１）の解を求めるための独立変数とするのではなく、ある設定値（固定値）とした。理由は以下のとうりである。これらの二つの空間高調波の強さは、式（１０）〜（１２）に表されるようにそれぞれＣ_−ｎａ、Ｃ_−ｎｂの大きさに比例した量であるが、Ｃ_−ｎａ、及びＣ_−ｎｂの式（４２）の右辺の［ ］内、あるいは式（４４）の右辺の［ ］内は、式（５１）を満たす条件のもとではある決められた値を取る場合がある。しかし、その場合においても、ａ_０、あるいはａ_１がその係数となっているので、この値を適当に設定することによって、Ｃ_−ｎａ、もしくはＣ_−ｎｂの大きさ、つまり−ｎａ次、もしくは−ｎｂ次のどちらかの空間高調波の強さを所望の値に設定させることが可能となるからである。
【００７２】
ところで、図１、図２より、励振係数が零でないスロットの半周期内の数はそれぞれ、２Ｎ＋１個、２Ｎ個となっている。そこで、励振係数が零でないスロットの、半周期内の数をＮ_Ｐ／２とおくと、式（５２）、（５３）における変数の数は、Ｎ_Ｐ／２を用いて、（Ｎ_Ｐ／２−１）個と表すことができる。
【００７３】
今、式（５１）を満たす解を求めるためには、式（４２）あるいは式（４４）の右辺の［ ］

としなければならない。つまり、一般には、

の数のスロットが、半周期内に必要となる。
【００７４】
ここで、スロットの数を必要最低とした場合、すなわち式（５４）より、

とした場合を述べる。
このとき、式（４２）、あるいは式（４４）の右辺の［ ］内の独立変数の数は

ち一般には全ての変数が一意的に定められる。全ての変数が一意的に定められると、式（４２）、あるいは式（４４）の右辺の［ ］内も一意的に定められることになる。
すると、速波となる−ｎａ次と−ｎｂ次の空間高調波のそれぞれのＣ_ｎの大きさの比、

【００７５】
ところで、式（１０）〜（１２）より、｜Ｃ_−ｎａ｜、｜Ｃ_−ｎｂ｜は各空間高調波の振幅に比例した量

−ｎａ次と−ｎｂ次の空間高調波の振幅の比が一意的に定められるということを意味する。
【００７６】
本発明において、−ｎａ次の空間高調波だけでなく−ｎｂ次の空間高調波も存在させる理由は、周囲の電磁遮蔽体の影響によって、−ｎａ次の空間高調波が遮蔽されてしまう場合においても、−ｎｂ次の空間高調波によって受信レベルをあるレベルで維持しようというねらいがあった。それ故、周囲の電磁遮蔽体の存在する種々の状態に対応して、−ｎａ次に対する−ｎｂ次の空間高調波の強さを種々に設定できると、受信レベルを維持、制御する上において都合がよい。
【００７７】
又、式（３１）で表される、二つの速波を同時に受信したときの電界強度の変動幅は、二つの速波の振幅比により決定される。よって、この変動幅を所望の値に設定しようとする場合には、−ｎａ次に対する−ｎｂ次の空間高調波の強さを種々に設定することが必要となってくる。
【００７８】

は重要である。
【００７９】
それはつまり、式（４２）、或は、式（４４）の右辺の［ ］内の独立変数の数を一つ以上増すことである。その為には、式（４２）、あるいは式（４４）の右辺の［ ］内の独立変数の数が（Ｎ_Ｐ／２−１）個となっているので、Ｎ_Ｐ／２値を一つ以上増せばよい。今、Ｎ_Ｐ／２値を式（５５）の値で設定したので、これに１以上の整数を加えて、

と設定することである。

値を制限していっても、一つ以上の変数が、特別な場合を除いて一意的に定まらずに、任意となる。
【００８０】

次の空間高調波の強さを種々に設定することが可能となる。
【００８１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を以下に説明する。
まず、最も簡単な例として、−１次と−３次の空間高調波を存在させる場合を表す。このとき、式（５４）より、半周期内に２個以上のスロットが必要である。
【００８２】
はじめに、最少の２個のスロットを配列させる場合を述べる。このときは、図２においてＮ＝１の場合であるから図３のようなスロット配列図、及びＪ（ｚ）のような形になる。この時のＣ_ｎは式（４４）、及び式（４０）より、

である（０＜ｚ_１＜Ｐ／４）。
【００８３】
今、−３次の次に次数の高い奇数次の空間高調波、すなわち−５次のそれを抑圧させるので、その条件は式（５７）より、

である。これより、０＜ｚ_１＜Ｐ／４の範囲では、

としなければならないことが求められる。又、式（５９）の時、Ｃ_−１≠０、及びＣ_−３≠０となる。従って、スロットを図３の配列とし、且つｚ_１／Ｐの値を式（５９）とすることにより、−１次、及び−３次の空間高調波を存在させ、且つ−５次、及び偶数次の空間高調波を抑圧させることが可能となる。
【００８４】
今、半周期内のスロットの数Ｎ_Ｐ／２を、一般に必要とされる最少の個数、２個とした。このとき、式（５７）の右辺の［ ］内の、唯一の変数であるｚ_１／Ｐ値が、式（５９）のように一意的に定められてしまう。このため、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値も一意的に定められてしまう。具体的に表すと、式（５９）を式（５７）に代入して、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を求めると、

Ｃ_−１＝３．８０４・ａ_１／Ｐ、Ｃ_−３＝２．３５１・ａ_１／Ｐより、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜＝０．６１８

Ｃ_−１＝２．３５１・ａ_１／Ｐ、Ｃ_−３＝−３．８０４・ａ_１／Ｐより、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜＝１．６１８
である。
このように｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値が一意的に定められてしまうことは、先に述べたように本発明の効果が制限される要因となる。
【００８５】
そこで次に、半周期内のスロットの数を増すことにより、これを解決する、すなわち｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とすることができるのを示す。
【００８６】
｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とするには、式（５６）より、

としなけれらばならない。
【００８７】
ここで、Ｎ_Ｐ／２＝３の場合を表す。これは、図１においてＮ＝１の場合であるから、図４のように表される。この場合、Ｃ_ｎは式（４２）、（４０）より、

となる（０＜ｚ_１＜Ｐ／４）。式（６１）の右辺の［ ］の変数は、｛ａ_１／ａ_０，ｚ_１／Ｐ｝と式（５７）の場合に比較して、その数は確かに一つ増えている。
【００８８】
式（６１）より、−５次の空間高調波を抑圧させる条件は、

である。式（６２）の解をＣ_−１≠０、Ｃ_−３≠０の条件のもとで求めると、

（但し、ｚ_１／Ｐ≠１／２０，３／２０，１／６，１／８）
となる。式（６１）より、

であるので、

であるが、これに式（６３）を代入すると、

となる（但し、ｚ_１／Ｐ≠１／２０，３／２０，１／６，１／８）。
【００８９】
式（６７）に表されるように、ｚ_１／Ｐ値の取り方により、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とすることができるのが分かる。
【００９０】
尚、ここで、式（６３）のａ_１／ａ_０値は、正に限らず負となる様に設定してもよい。この場合、例えば図４のような傾斜スロットを用いる場合、ａ_０に対するスロットの傾斜方向とａ_１に対するスロットの傾斜方向とは、ｚ＝Ｐ／２離れたスロットどうしのように、反転する方向となる。
【００９１】
又、Ｎ_Ｐ／２値をさらに増やして４個以上としても、同様に｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とできるのが導き出される。
【００９２】
以上は、−１次と−３次の空間高調波を存在させ、−５次と偶数次の空間高調波を抑圧させる場合を表した。同様にして、抑圧する奇数次の空間高調波の数が複数になる場合も可能である。
【００９３】
例えば、−３次と−５次の空間高調波を存在させる場合を表す。この場合、−５次の次に次数の高い奇数次の空間高調波、すなわち−７次のそれと、それよりも次数の低い奇数次の空間高調波、すなわち−１次のそれを抑圧させることになる。偶数次のそれは式（４０）により、すでに抑圧されている。
この時、式（５４）より、半周期内で３個以上のスロットが必要である。
よって、まず必要最少個数の３個の場合、すなわち図４の場合を述べる。この時のＣ_ｎは、式（４２）でＮ＝１の場合であるので、

となる（０＜ｚ_１＜Ｐ／４）。式（６１）より−１次と−７次の空間高調波を抑圧させる為の条件は、

となる。又、−３次と−５次の空間高調波を存在させる為の条件は、

である。式（６８）〜式（７１）より、以下のようにしなければならないことが求められる。

である。
又、このとき、Ｃ_−３、Ｃ_−５、及び｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値は、式（６１）、（７２）より
Ｃ_−３＝４・ａ_０／Ｐ、Ｃ_−５＝４・ａ_０／Ｐより、｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜＝１
となる。
【００９４】
このように半周期内のスロットの数Ｎ_Ｐ／２を、式（５４）で表される一般に必要とされる最少の個数、３個とした場合には、式（６１）右辺の［ ］の二つの変数、｛ａ_１／ａ_０，ｚ_１／Ｐ｝が両方とも一意的に定められる為、｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値も一意に定められてしまう。
【００９５】
そこで、前述と同様に、半周期内のスロット数を式（５６）の条件とすることにより、｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値を可変とできることを示す。式（５６）より、

である。よって、まず、Ｎ_Ｐ／２＝４の場合を表す。
【００９６】
この時のスロット配列図、及びＪ（ｚ）は、図２において、Ｎ＝２の場合である。よって、Ｃ_ｎは、式（４４）より、

となる（０＜ｚ_１＜ｚ_２＜Ｐ／４）。−１次と−７次の空間高調波を抑圧させる為の条件は、

である。又、−３次と−５次の空間高調波を存在させる為の条件は、

である。式（７５）〜（７８）より、以下のようにしなけらばならないことが求められる。
【００９７】
ｃｏｓ（２πｚ_１／Ｐ）・ｃｏｓ（１４πｚ_２／Ｐ）＝ｃｏｓ（１４πｚ_１／Ｐ）・ｃｏｓ（２πｚ_２／Ｐ） …（７９）
を満たす（ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ）の組を適当に選び、このときの励振係数比ａ_２／ａ_１を

と定める（０＜ｚ_１＜ｚ_２＜Ｐ／４）。
【００９８】
この場合、｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値は、式（７４）、及び式（８０）より、

と表される。
これに示すように、式（７９）を満たす条件下での（ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ）の選び方により、｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値を可変とできるのが分かる。
【００９９】
又、Ｎ_Ｐ／２値をさらに増やして５個以上としても、同様に｜Ｃ_−５｜／｜Ｃ_−３｜値を可変とできるのが導き出される。
【０１００】
同様に、−１次と−３次の空間高調波を存在させ、−５次と−７次、及び偶数次の空間高調波を抑圧させることも可能である。この場合、抑圧する奇数次の空間高調波の数が前記と同様に２個であるので、Ｎ_Ｐ／２＝４とすることにより、つまり、式（７４）の右辺の［ ］内の変数を｛ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ，ａ_２／ａ_１｝と３個にすることにより、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とすることができる。実際にそれを示す。
【０１０１】
式（７４）から、−５次と−７次の空間高調波を抑圧させるための条件は、

である。
【０１０２】
又、−１次と−３次の空間高調波を存在させるための条件は、

である。式（８２）〜（８５）より、以下のようにしなければならないことが求められる。
【０１０３】
ｃｏｓ（１０πｚ_１／Ｐ）・ｃｏｓ（１４πｚ_２／Ｐ）＝ｃｏｓ（１４πｚ_１／Ｐ）・ｃｏｓ（１０πｚ_２／Ｐ） …（８６）
但し、

を満たす（ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ）の組を適当に選び、このときの励振係数比ａ_２／ａ_１を

と定める。
【０１０４】
この場合、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、式（７４）、及び式（９０）より、

と表される。これに示すように、式（８６）〜（８９）を満たす条件下での（ｚ_１／Ｐ，ｚ_２／Ｐ）の選び方により、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とすることができる。
【０１０５】
ところで、製造上の容易さ等の理由で、半周期内でのスロットの間隔を等間隔にすると有利な場合がある。すなわち、ｚ_１＝ｄ／２、ｚ_２＝３ｄ／２（０＜３ｄ／２＜Ｐ／４） とする場合である（但し、ｄはスロット間隔）。
【０１０６】
このように設定した時、式（７４）は、

と表される。この時、−５次と−７次の空間高調波を抑圧させるための条件は式（９２）より、

である。これより、
ｄ／Ｐ＝１／１４ …（９５）
且つ、

としなければならないことが求められる（Ｃ_−１，Ｃ_−３≠０）。
【０１０７】
このとき、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、式（９２）、（９５）及び（９６）より

となり、固定されたものとなる。
【０１０８】
このように一意に定められてしまう理由は、配列の自由度、すなわち 式（７４）

【０１０９】
したがって、半周期内でのスロットの間隔を等間隔にしながら、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とするためには、半ピッチ内のスロット数をさらに一つ以上増して、式（４２）あるいは式（４４）右辺の［ ］の中の独立変数の数を三つ以上に保つ必要がある。例えば、三つに保てるのは、５個及び６個とした場合で、独立変数はそれぞれ、

である。
【０１１０】
まず、５個とした場合を具体的に表す。この場合、図１においてＮ＝２とした場合で、半周期内でのスロット間隔をｄと一定とすると、ｚ_１＝ｄ、ｚ_２＝２ｄ（０＜２ｄ＜Ｐ／４）となるのでＣ_ｎは、式（４２）、及び式（４０）より、

となる。式（１００）において、
Ｃ_−５＝Ｃ_−７＝０、及びＣ_−１，Ｃ_−３≠０
を満たす条件、すなわち−５次と−７次、及び偶数次の空間高調波を抑圧し、−１次と−３次の空間高調波を存在させる条件を求めると、以下のようになる（０＜２ｄ＜Ｐ／４）。
【０１１１】

且つ

とする。
【０１１２】

とする。
【０１１３】
これらの場合の｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、

【０１１４】

【０１１５】
このように、半周期内でのスロット間隔を等間隔に設定した場合でも、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とすることができるのが分かる。
【０１１６】
同様にして、６個とした場合を表す。この場合、図２においてＮ＝３の場合であり、半周期内でのスロット間隔をｄと一定とすると、ｚ_１＝ｄ／２、ｚ_２＝３ｄ／２、ｚ_３＝５ｄ／２（０＜５ｄ／２＜Ｐ／４）となるのでＣ_ｎは、式（４４）、及び式（４０）より、

となる。式（１０６）において、
Ｃ_−５＝Ｃ_−７＝０、Ｃ_−１，Ｃ_−３≠０
を満たす条件、すなわち−５次と−７次、及び偶数次の空間高調波を抑圧し、−１次と−３次の空間高調波を存在させる条件を求めると、以下のようになる。
【０１１７】

且つ

とする（０＜５ｄ／２＜Ｐ／４）。
【０１１８】

但し、

とする。
【０１１９】

但し、

とする。
【０１２０】
これらの場合の｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、

【０１２１】

【０１２２】

【０１２３】
このように、半周期内でのスロット間隔を等間隔に設定した場合でも、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とすることができる。
【０１２４】
しかし、これらの場合も、次のような問題の生じる恐れがある。

の場合）、あるいは半周期内に６個のスロットを等間隔に配列させた場合（但し

させることになるが、その際にｄ値が小さくなりすぎる場合が出てくる。これはすなわちスロットが密になりすぎる場合であるから、外部導体の機械的強度が低下するなど、好ましい状態ではない。
【０１２５】
これを回避する為には、ｄ値をある所望の値に設定、固定した状態で、且つ｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を変化させられるようにしなければならない。ｄ値をある値に固定し

の空間高調波を抑圧させ、且つ｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とさせるためには、先に説明した様に、独立変数を一般に三つ以上に保つ必要がある。よって、その為には、半周期内のスロット数をさらに増して７個以上としなければならない。７個、及び８個とした場合のそれぞれの独立変数は、それぞれ

及び、

となり、三つとなる。
【０１２６】
具体的にこれらの場合を表す。最初に７個とした場合を表す。この場合、図１においてＮ＝３の場合で、半周期内のスロット間隔をｄと一定とすると、ｚ_１＝ｄ、ｚ_２＝２ｄ、ｚ_３＝３ｄ（０＜３ｄ＜Ｐ／４）となるのでＣ_ｎは、式（４２）、及び式（４０）より、

となる。式（１２０）において、
Ｃ_−５＝Ｃ_−７＝０、Ｃ_−１，Ｃ_−３≠０
を満たす条件、すなわち−５次と−７次、及び偶数次の空間高調波を消去し、−１次と−３次の空間高調波を存在させる条件を求めると、

且つ

但し、

となる（０＜３ｄ＜Ｐ／４）。
【０１２７】
このとき｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、

【０１２８】
よって、半周期内でのスロット間隔をｄと等間隔にし、且つｄ値をある所望の

ることができる。
【０１２９】
同様にして、Ｎ_Ｐ／２＝８個とした場合を表す。この場合、図２においてＮ＝４の場合であり、半周期内でのスロット間隔をｄと一定とすると、ｚ_１＝ｄ／２、ｚ_２＝３ｄ／２、ｚ_３＝５ｄ／２、ｚ_４＝７ｄ／２（０＜７ｄ／２＜Ｐ／４）となるのでＣ_ｎは、式（４４）、及び式（４０）より、

となる。式（１２６）において、
Ｃ_−５＝Ｃ_−７＝０、Ｃ_−１，Ｃ_−３≠０
を満たす条件、すなわち−５次と−７次、及び偶数次の空間高調波を消去し、−１次と−３次の空間高調波を存在させる条件を求めると、

且つ

但し、

となる（０＜７ｄ／２＜Ｐ／４）。
【０１３０】
このとき｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値は、

ット間隔をｄと等間隔にし、且つｄ値をある所望の値に固定させたとしても、

【０１３１】
さらに、半周期内に９個以上のスロットを等間隔（ｄ）に配列させた場合も、式（４２）、あるいは式（４４）右辺の［ ］内の変数が４個以上となる為、ｄ値をある所望の値に固定させたとしても、｜Ｃ_−３｜／｜Ｃ_−１｜値を可変とできるのが同様に導き出される。
【０１３２】
尚、全体の漏洩電磁界の強度を増す等の理由の為に、図１〜図４で表されるスロット列を外部導体の周方向に複数列設けてもよい。この場合、各列のケーブル軸方向に対する位置を、図５のように揃えてもよいし、図６のようにずらしてもよい。
【０１３３】
又、このとき、それぞれのスロット列の励振係数分布Ｊ（ｚ）は、必ずしもお互いに等しいものとさせる必要はなく、それぞれにより形成される二つの速波となる空間高調波の次数が等しいものであれば任意である。
【０１３４】
この場合、スロット列間での励振係数分布Ｊ（ｚ）の大きさの関係、及び各スロット列の形成する二つの空間高調波の振幅比、などを変化させることによって、放射角度の異なる二つの空間高調波の振幅比を、全体として調整することが可能となる。
【０１３５】
さらに、それぞれのスロット列の周期Ｐを必ずしも一致させなくてもよい場合がある。これは以下の関係とした場合である。
Ｐ′＝ｍ′・Ｐ_ｓ …（１３２）
−ｎａ′＝−ｍ′・ｎａ_ｓ …（１３３）
−ｎｂ′＝−ｍ′・ｎｂ_ｓ …（１３４）
ここで、
Ｐ_ｓ ：複数のスロット列の中で、周期Ｐが最も短いスロット列の周期
Ｐ′ ：Ｐ_ｓよりも長い周期を持つスロット列の周期
ｍ′ ：２以上の整数
−ｎａ_ｓ：周期がＰ_ｓのスロット列の形成する、速波となる二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間高調波の次数
−ｎｂ_ｓ：周期がＰ_ｓのスロット列の形成する、速波となる二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間高調波の次数
−ｎａ′：周期がＰ′のスロット列の形成する、速波となる二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間高調波の次数
−ｎｂ′：周期がＰ′のスロット列の形成する速波となる二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間高調波の次数
【０１３６】
このようにすると、各スロット列の形成する二つの奇数次の空間高調波は、その放射角度、及び速波領域となる上下限周波数が、式（２１）、式（１４）、式（１５）により一致する。すなわち、全体としては、放射角度の異なる二種類の速波となる空間高調波が形成されている状態であり、等しい周期を持つスロット列のみにより形成されている場合と本質的に変わらない。
【０１３７】
さらに、図１２に表すように、組み合わせるスロット列としては、必ずしも図１〜図４で表される、二つの速波を形成するスロット列ではなく、使用周波数帯域内で一つ以下の速波を形成するスロット列との組み合わせでもよい。
但し、この際には、

のいずれかの関係を満たさなければならない。
但し、
Ｐ ：使用周波数帯域内のいずれかの周波数で二つの速波を形成するスロット列の周期
Ｐ″：使用周波数帯域内で一つ以下の速波を形成するスロット列の周期−ｎａ：周期がＰのスロット列の形成する、速波となる二つの空間高調波のうちの、次数が低い方の空間高調波の次数
−ｎｂ：周期がＰのスロット列の形成する、速波となる二つの空間高調波のうちの、次数が高い方の空間高調波の次数
−ｎ″：周期がＰ″のスロット列の形成する、使用周波数帯域内で速波となる、空間高調波の次数
である。
【０１３８】
このようにすると、−ｎ″次の空間高調波は、−ｎａ次と−ｎｂ次とのどちらかの空間高調波とその放射角度、及び速波領域となる上下限周波数が一致することになる（∵式（２１）、式（１４）、式（１５））。すなわち、全体としては、二種類の速波となる空間高調波が形成されている状態であり、元の二つの速波となる空間高調波が形成されている状態と本質的に等しい。
【０１３９】
この場合、組み合わせる、一つの速波を形成するスロット列の励振係数分布Ｊ（ｚ）の大きさを、元の二つの速波を形成するスロット列のそれに対して適当に選ぶことによって、放射角度の異なる二種類の空間高調波の振幅比を、全体として調整することが可能となる。
【０１４０】
又、本発明に使用するケーブル軸周方向漏洩電界形成用スロットは、図１〜図６、図１２で表される傾斜スロットに限らず、図７のような折れ線型スロット、又は図８のような励振スタブ付きスロット等の、ケーブル軸周方向漏洩電界を形成する、その他の適当な形状を持つスロットを用いてもよい。
【０１４１】
ここで、本発明におけるスロット列の周期Ｐの定義についての注意点を表す。Ｐを決めるにあたっては、ケーブル軸周方向漏洩電界に対する励振係数がほぼ零であるスロット（例えばケーブル軸に平行な長孔状スロット、又はケーブル軸に垂直な長孔状のスロット等）は無視して決めるものとする。
【０１４２】
例えば、図９に示す様に、２Ｐ_ｅ置きに励振係数がほぼ零であるスロット（ケーブル軸に平行なスロット）が存在していて、形式的なスロットピッチがＰ_ｆとなっている場合においては、励振係数がほぼ零であるスロットを無視して決められるスロットピッチであるＰ_ｅを、本発明においてのスロットピッチＰと定義する。
【０１４３】
（実施例）
実際に、約、波長短縮率ｖ＝０．９、Ｐ＝０．５３［ｍ］、絶縁体外径４２［ｍｍ］と設定し、半周期内に７個のスロットを等間隔に設け、その間隔ｄをｄ＝Ｐ／１４とし、且つ、

図５のようにケーブル軸方向に対する位置を揃えて外部導体の周方向に２列設けた広帯域漏洩同軸ケーブルを製作した。これは、軸周方向漏洩電界成分に対して、−１次と−３次の空間高調波が存在し、偶数次と−５次、−７次の空間高調波の他に、−９次の空間高調波も抑圧されたものである。４５０ＭＨｚ及び１５００ＭＨｚにおいて、速波となる空間高調波とその放射角度を表すと表Ｃの通りである。この

７に示す様な測定系でＥ_φ成分の結合損失をケーブル長手方向（ｚ軸方向）に沿って測定した。尚、結合損失の定義は、式（２３）の通りである。その結果を図１０、１１、図表Ｄ−１〜Ｄ−２に示す。
【０１４４】
【表Ｃ】

【０１４５】
【表Ｄ−１】

【０１４６】
【表Ｄ−２】

【０１４７】
図１０、図１１、表Ｄ−１、表Ｄ−２と、従来の広帯域漏洩同軸ケーブルの結果である図１８、図１９、表Ａ−１、表Ａ−２とを比べると分かるように、本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルでは、１５００ＭＨｚの測定周波数において、結合損失値の増加が大幅に抑制されたものとなっている。これは本発明の特徴である、放射角度の小さい−３次の空間高調波が速波として存在しているからである。このような特性をもつ広帯域漏洩同軸ケーブルの場合、図１６に示されるような使用環境下においても、受信レベルに大きな劣化は生じ難く、良好な通信環境を提供できうるものとなる。
【０１４８】
【発明の効果】
本発明では、次数の異なる、すなわち放射角度の異なる二つの速波となる空間高調波を存在させることにより、周波数間隔の離れた二つの周波数帯においても、ほぼ所望の放射角度を実現することができる。
【０１４９】
これにより、周囲に電磁遮蔽体が存在する環境下にあっても、その影響を回避し易く、受信レベルの劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、半周期（Ｐ／２）内に存在するスロットの数が、奇数個の場合であり、スロットの配列が左右対称点ｚ＝０の位置にスロットがある場合の説明図。
【図２】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、半周期（Ｐ／２）内に存在するスロットの数が、偶数個の場合の説明図。
【図３】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、半周期（Ｐ／２）内に存在するスロットの数が２個の場合の説明図。
【図４】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、半周期（Ｐ／２）内に存在するスロットの数が３個の場合の説明図。
【図５】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、スロット列を複数にし、各スロット列の軸方向に対する位置をそろえた場合の説明図。
【図６】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおいて、スロット列を複数にし、各スロット列の軸方向に対する位置をずらした場合の説明図。
【図７】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおける折れ線型スロットの説明図。
【図８】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルにおける励振スタブ付きスロットの説明図。
【図９】２Ｐ_ｅおきに励振係数がほぼ零であるスロット（ケーブル軸に平行なスロット）が存在していて、形式的なスロット列の周期がＰ_ｆとなっている本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルの説明図。
【図１０】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルを図１７の測定系で測定した結果を示す説明

定結果である。
【図１１】本発明の広帯域漏洩同軸ケーブルを図１７の測定系で測定した結果を示す説明

合の測定結果である。
【図１２】使用周波数帯域内で一つの速波を形成するスロット列との組合わせ例の説明図。
【図１３】従来の広帯域型漏洩同軸ケーブルの一例を示す一部を切欠いた斜視図である。
【図１４】漏洩同軸ケーブルにおいて、放射角度をｒ方向（ケーブル軸垂直方向）を基準に定義した場合の、速波となる各空間高調波のポインティングベクトルの向き（放射角度θ_ｎ）の説明図。
【図１５】漏洩同軸ケーブルにおいて、速波となる各空間高調波のポインティングベクトルの向き（放射角度θ_ｎ）を周波数の関数として表示した場合の説明図。
【図１６】鉄道線路沿線に沿って布設された漏洩同軸ケーブルに対して、移動局が列車車両内にあり、車両の車体が金属遮蔽体として作用する場合の説明図。
【図１７】

においてＥ_φ成分の結合損失をケーブル長手方向（ｚ軸方向）に沿って測定する測定系の斜視図、（ｂ）は（ａ）の側面説明図。
【図１８】図１７の測定系で従来の広帯域漏洩同軸ケーブルを測定した結果を示す説明図

ある。
【図１９】図１７の測定系で従来の広帯域漏洩同軸ケーブルを測定した結果を示す説明図

の測定結果である。
【符号の説明】
Ｐ 周期
１ 漏洩同軸ケーブル
２ 内部導体
３ スロット
４ 絶縁体
５ 外部導体
６ 外被
１０ 移動局
１１ 列車車両
１２ 車体
１３ 窓
１４ 信号発生器
１５ 終端抵抗器
１６ 金属板
１７ 半波長ダイポールアンテナ
１８ 励振スタブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a leaky coaxial cable having a broadband characteristic suitable for use in wireless communication with a moving body such as a train or an automobile.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 is a perspective view with a part cut away showing an example of a conventional broadband leaky coaxial cable 1. The outer conductor 5 of the broadband leaky coaxial cable is provided with a plurality of slot-like slots 3 per period for every fixed period P with respect to the cable axis. Each slot 3 is inclined at some angle to the cable axis. The broadband leaky coaxial cable shown in FIG. 13 includes an inner conductor 2, an insulator 4, an outer conductor 5, and a jacket 6.
[0003]
As shown in FIG. 13, the axial circumferential electric field component of the leakage electromagnetic field formed by the leaky coaxial cable having a periodic slot row is approximated by an axial magnetic current source that is distributed on the axis. Approximate analysis is performed by calculating the electromagnetic field.
[0004]

It can be expressed as. However,
Z axis: Cable axis
i: Imaginary number
ω: angular frequency
k: free space wavenumber
μ₀: Permeability in free space
It is.
[0005]
Now, assuming that each slot is excited by a transmission wave in the cable propagating in the positive direction of the z-axis having a phase constant β, the axial direction magnetic current source J_mzIs
J_mz(Z) = J (z) · A · exp (i (ωt−βz)) (4)
However,
J (z): Slot coefficient excitation coefficient distribution function
A: Amplitude constant of transmission wave in cable
β: Phase constant of transmission wave in cable
t: Time
When slot period is P, J (z) is a function of period P, so J (z) is Fourier series expanded.

Then, when the electromagnetic field is obtained from the equations (1) to (6), each component in the cylindrical coordinate system (r, φ, z) is

However,

K_m  : M-order second-order modified Bessel function
And the spatial harmonic expansion type.
[0006]
In the spatial harmonic expansion form of equations (7) to (9), the phase constant of each spatial harmonic in the z-axis direction is β_nIt is. Therefore, k²-Β_n ²For spatial harmonics satisfying> 0, the axial phase velocity is faster than the speed of light, whereas k²-Β_n ²<0 is slower than the speed of light. In that sense, the former is called fast wave and the latter is called slow wave.
[0007]
The change in the r direction of the fast wave is of the second kind Hankel function form, while that of the slow wave is of the modified Bessel function form. Since the modified Bessel function rapidly decreases with increasing r, the external electromagnetic field except for the very vicinity of the cable ignores the latter slow wave, and the equations (7) to (9) are

It can be expressed as.
[0008]
Here, k which is a condition for a fast wave²-Β_n ²> 0, each spatial harmonic becomes a fast wave

k²-Β_n ²N which can be> 0 is only negative and its frequency range is -k <β_n<From k

However,

P: Period of slot train [m]
ν: In-tube wavelength reduction rate (= k / β)
n: negative integer
It is expressed.
[0009]
Therefore, the lower limit frequency and the upper limit frequency that are the fast wave region of each spatial harmonic are set.

It becomes.
[0010]

From the asymptotic form of

It is expressed.
[0011]
Here, the propagation direction of each spatial harmonic represented by the equations (16) to (18), that is, the radiation angle is obtained. Pointing vector representing the energy flow of each spatial harmonic

Than,

It becomes.
[0012]
Therefore, if the radiation angle is defined with reference to the r direction (perpendicular to the cable axis) as shown in FIG. 14, the direction of the pointing vector of each spatial harmonic, ie, the radiation angle θ_nIs

It can be expressed as. A signal generator 14 is connected to one end of the leaky coaxial cable of FIG. 14, and a terminating resistor 15 is connected to the other end.
If this is illustrated as a function of frequency, the shape is as shown in FIG.
[0013]
By the way, if there are two or more spatial harmonics that become fast waves of different orders, the propagation direction θ_nTherefore, it is known that the external radiation electric field fluctuates depending on the position of the observation point by causing phase interference with each other. This can be understood from the fact that the phase constants in the r direction and the z direction are different depending on the order of n in the equations (16) to (18). Therefore, in the conventional broadband leaky coaxial cable, the other spatial harmonics are sufficiently suppressed, except for the only one that is used among the spatial harmonics that become fast waves in the operating frequency band. It was.
[0014]
For example, a case where n = −1 order spatial harmonics are used will be described. First, the lower limit frequency of this is from equation (14)

That is,

The period P is set in the range of
[0015]
When the period P is set, the lower limit frequency of the second-order or higher spatial harmonic is expressed by the equation (14).

When the spatial harmonics from the n = −2 order to the n = −l order are suppressed,

wear.
[0016]
A method for suppressing unnecessary spatial harmonics is C (the Fourier series expansion coefficient of J (z) in equations (10) to (12))._nIs a quantity proportional to the amplitude of each spatial harmonic, so C corresponding to the order of the spatial harmonic to be suppressed._nDevise the distribution of J (z) so that becomes sufficiently small. In other words, the way to configure the slot train is devised.
[0017]
Specifically, for example, as a method of using n = −1 order spatial harmonics and suppressing the n = −2 to −4th order, a method using two or more slots in a half pitch, Japanese Patent Publication No. 52-7790, Japanese Utility Model Publication No. 53-10844, Japanese Patent Publication No. 56-12045, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-129986.
[0018]
Further, as a method of suppressing the nth order of −2 to −6, a method using four slots in a half pitch is proposed in Japanese Utility Model Publication Nos. 52-41786, 58-53768, etc.
[0019]
Furthermore, a method of suppressing higher-order spatial harmonics of n = −2 or higher by arranging a plurality of slots in one pitch at equal intervals and changing the excitation coefficient of each slot in a sine wave shape. Proposed in Kosho 50-25786.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of such a broadband leaky coaxial cable, the following problems may occur. Here, for example, n = −n_AConsider using the following spatial harmonics

A match comes out.
[0021]
In actual operation of a leaky coaxial cable, an electromagnetic wave shield such as a metal plate may intermittently exist between the leaky coaxial cable and a mobile station that transmits and receives electromagnetic waves. For example, as shown in FIG. 16, the mobile station 10 is in a train car 11 with respect to the leaky coaxial cable 1 laid along the railroad track, and the vehicle body 12 of the vehicle 11 acts as a metal shield. It is. At this time, under the condition that the radiation angle is close to the vertical direction, the direct wave from the leaky coaxial cable 1 easily passes through the window 13 and reaches the mobile station 10 in the back of the vehicle 11. However, when the radiation angle is large, the direct wave is easily blocked by the vehicle body 12, and there is a concern that the reception level at the mobile station 10 is greatly reduced.
[0022]

In the 300 MHz band to 2000 MHz band, E_φA broadband leaky coaxial cable was produced in which fast waves other than n = -1 order were substantially suppressed with respect to the component. In this broadband leaky coaxial cable,

It is emitted with fire.
[0023]
For this cable about 50m, E_φThe coupling loss of the components was measured along the longitudinal direction (z-axis direction) of the cable with a measurement system as shown in FIG. Here, in FIG. 17, the two AL (aluminum) metal plates 16 each have a size of 1 m square (thickness 2 mm), and move together with the half-wave dipole antenna 17 while keeping the distance 2d constant. Let
Here, the coupling loss is an amount defined by the equation (23).

However,
Lc (z) [dB]: coupling loss at the point z = z.
P₁(Z) [W]: Transmission power of the transmission wave inside the leaky coaxial cable at the point z = z.
P₂(Z) [W]: Received power on the point z = z of a half-wave dipole antenna placed at a certain distance in the vertical direction from the leaky coaxial cable.
It is.

9 (a) to (c) and Tables A-1 to A-2.
[0024]
[Table A-1]

[0025]
[Table A-2]

[0026]

Therefore, the coupling loss is greatly increased by the insertion of the metal plate. Therefore, there is a concern that the reception level at the mobile station may greatly deteriorate under the usage environment as shown in FIG.
[0027]
As described above, in the conventional broadband leaky coaxial cable, there is a problem that a good reception level may not be maintained in an environment where an electromagnetic shield exists in the surroundings due to a change or increase in the radiation angle depending on the frequency. was there.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
[0029]
In a leaky coaxial cable in which a plurality of slots for forming a leakage electromagnetic field are provided in a row in the axial direction of the outer conductor of the coaxial cable, the excitation coefficient distribution for the leakage electric field component in the cable axial direction of the slot row is in the axial direction. It has a period (P), and it is inverted every P / 2 and is symmetrical. With respect to the axial leakage electric field component formed by this slot row, at least one frequency within the frequency band to be used has two odd-order spatial harmonics that become fast waves, and at least Odd order spatial harmonics with the next higher order of the two higher orders are almost suppressed. Also, all the spatial harmonics which are lower in order than the spatial harmonics to be suppressed and become fast waves in the used frequency band are substantially suppressed except for the two existing spatial harmonics. Also, the value of the in-tube wavelength reduction rate ν of the leaky coaxial cable is

Here, the fast wave refers to a transmission wave whose phase velocity in the cable axis direction is faster than the speed of light in the external medium.
[0030]
In the broadband leaky coaxial cable of the invention, at least one frequency within the frequency band to be used has two odd-order spatial harmonics that become fast waves with respect to the axial leakage electric field component. Yes. Here, the wavelength shortening ratio ν of the leaky coaxial cable

Is limited to negative ones. Therefore, the orders of the two odd-order spatial harmonics to be present are set to -na order and -nb order (nb> na> 0), respectively. At this time, since all the spatial harmonics that become the fast wave having a lower order than the −na order are suppressed, it is expressed by Expression (14).

There are no spatial harmonics that are fast waves at the following frequencies, and there is a sufficiently strong leakage electromagnetic field.

It is necessary to make the -na-order spatial harmonic a fast wave. That is,

Than,

And the period P of the slot train is set.
[0031]

However, since the range of period P must be set under the condition of equation (26),

May not be reduced, and the inclination may increase.
[0032]

The case comes out.
[0033]

The period P of the slot is selected by Equation (27) so that the degree becomes a certain desired value. This

However, this is not always a desired value.
[0034]
Therefore, as shown in FIG. 15 or Expression (27), spatial harmonics of other orders.

Select a spatial harmonic (-nb order) whose angle is close to the desired one and present it

You can get a wave.
[0035]
In this way, the existence of spatial harmonics that are two fast waves of different orders makes it possible to achieve almost the desired radiation angle in two frequency bands that are spaced apart from each other because the radiation angles differ between them. Can do.
[0036]
As a result, even when one spatial harmonic is shielded by the influence of the surrounding electromagnetic shield, it is possible to avoid the other spatial harmonic from the influence by the difference in the radiation angle. Therefore, it is possible to suppress degradation of the reception level.
[0037]
In addition to avoiding the effects of electromagnetic shields, this directivity is used in two frequency bands that are spaced apart from each other when a mobile station uses an antenna having directivity in the cable axis direction. Therefore, a stable high reception level can be maintained over a wide band.
[0038]
Here, as a specific example, the relationship between the radiation angle and the frequency in the case where −1st order and −3rd order spatial harmonics are present is shown. Currently, in coaxial cables in practical use, the insulator is mainly a polymer material such as polyethylene, or a composite of these and an air layer. For this reason, most of the values of the in-tube wavelength reduction rate ν of the leaky coaxial cable are between 0.5 and 1.0. Therefore, here, as a representative, the relationships when ν is 0.5, 0.8, and 1.0 are shown in Tables B-1 to B-3 from Equation (21). In Tables B-1 to B-3, θ_-1And θ_-3Values are -50, -20, 0, +20, +50 [deg], respectively.

[0039]

The wave number range is as follows.
[0040]

In the range of 181 and the third-order spatial harmonic, the range is 384 to 543.
[0041]
From Table B-2, in the case of ν = 0.8, the range is 188 to 330 for the −1st order spatial harmonic, and the range 565 to 991 for the −3rd order spatial harmonic.
[0042]
From Table B-3, when ν = 1.0, the range is 224 to 456 for the −1st order spatial harmonic, and the range 671 to 1367 for the −3th order spatial harmonic.
[0043]
In this way, the presence of two spatial harmonics of the −1st order and the −3rd order makes it possible to separate two spatially spaced waves as compared with the conventional case where there is a spatial harmonic that becomes only one fast wave. It can be seen that a desired radiation angle (here, ± 20 [deg] is expressed in one frequency band, but other cases are also possible) can be obtained.
[0044]
[Table B-1]

[0045]
[Table B-2]

[0046]
[Table B-3]

[0047]
In the present invention, since the excitation coefficient distribution of the slot train is inverted every P / 2, the Fourier series expansion coefficient C of the excitation coefficient distribution function J (z) will be described later._nOf these, even-order ones disappear, so even-order spatial harmonics are suppressed (formula (40)).
[0048]
Furthermore, at least the -nb order higher-order odd-order spatial harmonics, that is, the-(nb + 2) -order spatial harmonics and all the spatial harmonics that are lower-order fast waves are -na. Suppressed except for the next and -nb orders.
Here, the lower limit frequency, which is the fast wave of each odd-order spatial harmonic, is from Equation (14):

And -nb order, or one of the spatial harmonics. However, this is

Because
ν> 0.4 (29)
In the case of
[0049]
In this way, if the number of fast waves can be limited to two or less, it is possible to minimize fluctuations in electric field strength as compared with the case where there are three or more fast waves. This is because, for example, the fluctuation range of the electric field strength when two fast waves having an amplitude ratio of 1: α (0 <α <1) are present is as follows:

In addition to this, when the third fast wave having an amplitude ratio of β (0 <β <1) is added,

This is because there may be a significant increase from the equation (30) in the two cases.
[0050]

With the lower limit frequency to be

The odd-order spatial harmonics from the − (nb + 4) th order to the − (nb + 2 + 2m) th order, which are in the relationship, may be suppressed together with the − (nb + 2) th order spatial harmonics.
[0051]

Is possible as well.
[0052]
As an example of this, a case where -1st order and −3rd order spatial harmonics are present and −7th order higher order harmonics of −5th order and other higher orders are suppressed is specifically shown.
From equation (14), the lower limit frequency that is the fast wave of each odd-order spatial harmonic is

That is,

Are in a relationship.
[0053]
Here, in the case of suppressing the spatial harmonic of only the −5th order, the generation of the fast wave is expressed as −1st order and −

[0054]
On the other hand, if you want to suppress the -7th order as well,

This is the frequency range.

Represents a number.
[0055]

It can be seen that the frequency range in which the generation of fast waves can be limited to both the −1st order and the −3rd order, or one of the spatial harmonics can be broadened by suppressing.

Is the time. this is,

So
ν> 0.4 (34)
It is required at the time of.
Therefore, when ν> 0.4, the frequency range in which the fluctuation of the electric field intensity can be minimized can be expanded by suppressing the −7th spatial harmonic.
[0056]

[0057]
As described above, in the present invention, spatial harmonics having almost desired radiation angles can exist in two frequency bands that are spaced apart from each other, and there are a plurality of spatial harmonics that become fast waves of different orders. It is possible to suppress the fluctuation range of the electric field strength due to the minimum.
[0058]
Next, an outline of a method for suppressing spatial harmonics to be suppressed will be described. Suppression of each spatial harmonic is the Fourier series expansion coefficient of J (z) in the equations (10) to (12), similarly to the description in the section of the prior art._nIs a quantity proportional to the amplitude of each spatial harmonic, so C corresponding to the order of the spatial harmonic to be suppressed._nThis can be realized by sufficiently reducing the size of.
[0059]
In the present invention, the excitation coefficient distribution J (z) of the slot train is inverted every P / 2 and is symmetric. That is,
J (z) = − J (z + P / 2) (35)
J (z) = J (−z) (36)
It is. However, in the equation (33), the z-axis coordinate of the left-right symmetry point was set to 0.
[0060]
If equation (35) is satisfied, C_nIs represented in the following form.

The integration range can be shifted in the integration over one period,

And Dividing this integration interval into two

In the second term on the right side, the variable is converted to z≡z−P / 2 and summarized using Equation (35).

It is expressed. That is, when the excitation coefficient distribution function J (z) of the slot train satisfies the equation (35), that is, when it is inverted every P / 2, even-order spatial harmonics are suppressed.
[0061]
Next, Expression (39) is divided into two cases and expressed respectively. The number of slots existing in -P / 4 <z <P / 4 within the half cycle (P / 2) (except for the case where the excitation coefficient is zero) is an odd number and an even number. is there.
[0062]
In the case of an odd number, the slot arrangement satisfying the equation (36) is a case where there is a slot at the position of the left-right symmetry point z = 0 as shown in FIG. At this time, the excitation coefficient distribution function J (z) is approximated using the Dirac delta function δ (z).

However,
a_s: Z = z_sExcitation coefficient of slot at position
a₀: Excitation coefficient of slot at z = 0
When substituting equation (41) into equation (39),

It can be expressed as.
[0063]
On the other hand, in the case of an even number, the slot arrangement satisfying the equation (36) has a shape as shown in FIG. At this time, similarly, the excitation coefficient distribution function J (z) is approximated using the δ function,

When substituting equation (43) into equation (39),

It becomes.
[0064]
As represented by [] on the right side of Expression (42) and Expression (44), C_nIs the N value, and

, The ratio of the excitation coefficient between each slot, and the position of each slot within the period, C_nThe value of varies.
Therefore, these variables are expressed as C corresponding to the order of the spatial harmonic to be suppressed._nIf the size is set to be sufficiently small, the spatial harmonics to be suppressed can be suppressed.
[0065]
Where a is the excitation coefficient of each slot_sThis is a coefficient determined by the size and shape of the slot. For example, in the case of using a long hole-like inclined slot as shown in FIGS. 1 and 2, a_sIs determined. Therefore, by changing these, a_sCan be set to a desired value.
[0066]
By the way, in both formulas (42) and (44),
C_n= C_-N              ... (45)
Holds. Therefore, in the following description, only those in which n is negative will be referred to.
[0067]

It represents about the case.
[0068]
in this case,

And according to equation (15)

Therefore, substituting equation (47) into equation (46), the period P is

This is a case corresponding to setting in the range.
[0069]
Here, the orders of the two odd-order spatial harmonics to be present are -na order and -nb order (nb> na> 0).
At this time, since the odd-order spatial harmonics to be suppressed at a minimum are the spatial harmonics from the −1st order to the − (nb + 2) th order excluding the −na order and −nb order,

The next spatial harmonic. Therefore, the number is

It is.
[0070]
Therefore, in formula (42) or formula (44), for n in formula (49), C_n= 0. That means

In general, m or more independent variables are required to find a solution of an m-ary simultaneous equation.
Therefore, in order to obtain a solution satisfying Expression (51), []

[0071]
The number of independent variables in [] on the right side of Equation (42) is

It is.
Also, the number of independent variables in [] on the right side of Equation (44) is

It is.
However, here, in order to set the intensity of at least one of the -na-order or -nb-order spatial harmonics to a desired value, in equation (42), a₀In equation (44), a₁Was set as a certain set value (fixed value), not as an independent variable for obtaining the solution of equation (51). The reason is as follows. The intensity of these two spatial harmonics is expressed by C as shown in equations (10) to (12)._-Na, C_-NbIs proportional to the size of_-NaAnd C_-NbIn [] on the right side of Equation (42) or in [] on the right side of Equation (44), a predetermined value may be taken under the condition satisfying Equation (51). But even in that case, a₀Or a₁Is the coefficient, so by setting this value appropriately, C_-NaOr C_-NbThis is because it is possible to set the magnitude of the spatial harmonic, that is, the intensity of the spatial harmonic of either −na order or −nb order to a desired value.
[0072]
By the way, from FIG. 1 and FIG. 2, the numbers in the half cycle of the slots whose excitation coefficients are not zero are 2N + 1 and 2N, respectively. Therefore, the number of slots with a non-zero excitation coefficient in a half cycle is represented by N_{P / 2}Then, the number of variables in the equations (52) and (53) is N_{P / 2}(N_{P / 2}-1) can be expressed as
[0073]
Now, in order to find a solution satisfying equation (51), [] on the right side of equation (42) or equation (44) is used.

And shall be. In other words,

The number of slots is required within a half cycle.
[0074]
Here, when the number of slots is the minimum required, that is, from the equation (54),

Let us describe the case.
At this time, the number of independent variables in [] on the right side of Expression (42) or Expression (44) is

In general, all variables are uniquely defined. If all the variables are uniquely determined, the equation (42) or the value in [] on the right side of the equation (44) is also uniquely determined.
Then, the C of each of the -na order and -nb order spatial harmonics that become the fast wave._nRatio of size,

[0075]
By the way, from the expressions (10) to (12), | C_-Na|, | C_-Nb| Is an amount proportional to the amplitude of each spatial harmonic

It means that the ratio of the amplitude of the spatial harmonics of the -na order and -nb order is uniquely determined.
[0076]
In the present invention, not only the -na-order spatial harmonic but also the -nb-order spatial harmonic exists in the case where the -na-order spatial harmonic is shielded by the influence of the surrounding electromagnetic shield. However, there was an aim to maintain the reception level at a certain level by -nb order spatial harmonics. Therefore, it is convenient to maintain and control the reception level if the intensity of the spatial harmonic of the −nb order relative to the −na order can be set variously corresponding to various states in which the surrounding electromagnetic shield exists. Is good.
[0077]
Further, the fluctuation range of the electric field strength when the two fast waves are simultaneously received, which is represented by Expression (31), is determined by the amplitude ratio of the two fast waves. Therefore, in order to set the fluctuation range to a desired value, it is necessary to set various strengths of the -nb order spatial harmonics with respect to the -na order.
[0078]

Is important.
[0079]
That is, the number of independent variables in [] on the right side of Expression (42) or Expression (44) is increased by one or more. For that purpose, the number of independent variables in [] on the right side of Expression (42) or Expression (44) is (N_{P / 2}-1) N_{P / 2}Increase the value by one or more. N now_{P / 2}Since the value is set by the value of the formula (55), an integer of 1 or more is added to this,

Is to set.

Even if the value is restricted, one or more variables are optional and are not uniquely defined except in special cases.
[0080]

The intensity of the next spatial harmonic can be set in various ways.
[0081]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described below.
First, as the simplest example, a case where −1st order and −3rd order spatial harmonics are present is shown. At this time, from the equation (54), two or more slots are required within a half cycle.
[0082]
First, the case where the minimum two slots are arranged will be described. In this case, since N = 1 in FIG. 2, the slot arrangement diagram as shown in FIG. 3 and the shape as J (z) are obtained. C at this time_nFrom the formula (44) and the formula (40),

(0 <z₁<P / 4).
[0083]
Now, the odd-order spatial harmonic having the next higher order of −3, ie, the −5th order, is suppressed.

It is. From this, 0 <z₁In the range of <P / 4,

Is required. In addition, in the expression (59), C_-1≠ 0 and C_-3≠ 0. Therefore, the slots are arranged in FIG. 3 and z₁By setting the value of / P to the expression (59), it is possible to cause the −1st order and −3rd order spatial harmonics to exist and to suppress the −5th order and even order spatial harmonics. .
[0084]
Now, the number N of slots in a half cycle_{P / 2}Was the minimum number required in general, two. At this time, z is the only variable in [] on the right side of Expression (57).₁The / P value is uniquely determined as in equation (59). For this reason, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1The | value is also uniquely determined. Specifically, substituting equation (59) into equation (57), | C_-3｜ ／ ｜ C_-1｜ When calculating the value,

C_-1= 3.804 · a₁/ P, C_-3= 2.351 · a₁/ P, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1| = 0.618

C_-1= 2.351 · a₁/ P, C_-3= -3.804 ・ a₁/ P, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1| = 1.618
It is.
Like this | C_-3｜ ／ ｜ C_-1The fact that the | value is uniquely determined is a factor that limits the effect of the present invention as described above.
[0085]
So next we solve this by increasing the number of slots in the half-cycle, ie | C_-3｜ ／ ｜ C_-1| Indicates that the value can be variable.
[0086]
｜ C_-3｜ ／ ｜ C_-1In order to make the value variable, from equation (56)

I have to do it.
[0087]
Where N_{P / 2}= Represents the case of 3. Since this is a case where N = 1 in FIG. 1, it is expressed as shown in FIG. In this case, C_nFrom the equations (42) and (40),

(0 <z₁<P / 4). The variable of [] on the right side of equation (61) is {a₁/ A₀, Z₁/ P} and the expression (57), the number is certainly increased by one.
[0088]
From equation (61), the condition for suppressing the −5th order spatial harmonic is:

It is. The solution of equation (62) is C_-1≠ 0, C_-3When calculated under the condition of ≠ 0,

(However, z₁/ P ≠ 1/20, 3/20, 1/6, 1/8)
It becomes. From equation (61)

So

However, if the equation (63) is substituted into this,

(However, z₁/ P ≠ 1/20, 3/20, 1/6, 1/8).
[0089]
As expressed in equation (67), z₁/ C depending on how to take P value_-3｜ ／ ｜ C_-1It can be seen that the value can be made variable.
[0090]
Here, a in equation (63)₁/ A₀The value may be set to be negative as well as positive. In this case, for example, when using an inclined slot as shown in FIG.₀Direction of the slot relative to₁The direction of the inclination of the slot with respect to is the direction in which the slots are reversed as in the case of slots separated by z = P / 2.
[0091]
N_{P / 2}Even if the value is further increased to 4 or more, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1It is derived that the value can be made variable.
[0092]
The above describes the case where the −1st order and −3rd order spatial harmonics are present and the −5th order and even order spatial harmonics are suppressed. Similarly, the number of odd-order spatial harmonics to be suppressed may be plural.
[0093]
For example, the case where -3rd-order and -5th-order spatial harmonics are present is shown. In this case, an odd-order spatial harmonic having the next higher order of −5, that is, the −7th order, and an odd-order spatial harmonic having a lower order, that is, the −1st order, are suppressed. Become. Even-numbered ones are already suppressed by equation (40).
At this time, from the equation (54), three or more slots are required within a half cycle.
Therefore, first, the minimum required number of three cases, that is, the case of FIG. 4 will be described. C at this time_nIs the case where N = 1 in equation (42),

(0 <z₁<P / 4). From the equation (61), the condition for suppressing the −1st order and −7th order spatial harmonics is as follows:

It becomes. In addition, the condition for the presence of −3 and −5 spatial harmonics is as follows:

It is. From formula (68) to formula (71), it is required to be as follows.

It is.
At this time, C_-3, C_-5, And | C_-5｜ ／ ｜ C_-3| The value is obtained from equations (61) and (72).
C_-3= 4 · a₀/ P, C_-5= 4 · a₀/ P, | C_-5｜ ／ ｜ C_-3| = 1
It becomes.
[0094]
Thus, the number N of slots in a half cycle_{P / 2}Is the minimum number of three generally required expressed by the equation (54), and three variables [] on the right side of the equation (61), {a₁/ A₀, Z₁/ P} is uniquely determined by both | C_-5｜ ／ ｜ C_-3The value is also uniquely determined.
[0095]
Therefore, in the same manner as described above, by setting the number of slots in the half cycle as the condition of Expression (56)_-5｜ ／ ｜ C_-3| Indicates that the value can be made variable. From equation (56)

It is. Therefore, first, N_{P / 2}= Represents the case of 4.
[0096]
The slot arrangement diagram and J (z) at this time are for N = 2 in FIG. Therefore, C_nFrom equation (44)

(0 <z₁<Z₂<P / 4). The conditions for suppressing the −1st order and −7th order spatial harmonics are:

It is. In addition, the condition for the presence of −3 and −5 spatial harmonics is as follows:

It is. From formulas (75) to (78), it is required to be as follows.
[0097]
cos (2πz₁/ P) · cos (14πz₂/ P) = cos (14πz₁/ P) · cos (2πz₂/ P) (79)
(Z₁/ P, z₂/ P) is selected appropriately, and the excitation coefficient ratio a at this time₂/ A₁The

(0 <z₁<Z₂<P / 4).
[0098]
In this case, | C_-5｜ ／ ｜ C_-3| The value is obtained from the equation (74) and the equation (80).

It is expressed.
As shown in this, (z₁/ P, z₂/ P) depending on how you choose | C_-5｜ ／ ｜ C_-3It can be seen that the value can be made variable.
[0099]
N_{P / 2}Even if the value is further increased to 5 or more, | C_-5｜ ／ ｜ C_-3It is derived that the value can be made variable.
[0100]
Similarly, -1st order and -3rd order spatial harmonics can be present, and -5th, -7th, and even order spatial harmonics can be suppressed. In this case, since the number of odd-order spatial harmonics to be suppressed is two as described above, N_{P / 2}= 4, that is, the variable in [] on the right side of Expression (74) is changed to {z₁/ P, z₂/ P, a₂/ A₁} To three, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1The value can be made variable. Actually show it.
[0101]
From equation (74), the conditions for suppressing the −5th and −7th spatial harmonics are:

It is.
[0102]
In addition, the conditions for the presence of the −1st order and −3rd order spatial harmonics are as follows:

It is. From formulas (82) to (85), it is required to be as follows.
[0103]
cos (10πz₁/ P) · cos (14πz₂/ P) = cos (14πz₁/ P) · cos (10πz₂/ P) (86)
However,

(Z₁/ P, z₂/ P) is selected appropriately, and the excitation coefficient ratio a at this time₂/ A₁The

It is determined.
[0104]
In this case, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1| The value is obtained from the equation (74) and the equation (90).

It is expressed. As shown, (z) under the conditions satisfying the equations (86) to (89)₁/ P, z₂/ P) depending on how you choose | C_-3｜ ／ ｜ C_-1The value can be made variable.
[0105]
By the way, there are cases where it is advantageous to make the intervals of the slots within a half cycle equal for reasons such as ease of manufacture. That is, z₁= D / 2, z₂= 3d / 2 (0 <3d / 2 <P / 4) where d is the slot interval.
[0106]
When set in this way, equation (74) becomes

It is expressed. At this time, the condition for suppressing the −5th and −7th order spatial harmonics is as follows:

It is. Than this,
d / P = 1/14 (95)
and,

(C_-1, C_-3≠ 0).
[0107]
At this time, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1The value is obtained from the equations (92), (95), and (96).

And become fixed.
[0108]
The reason why it is uniquely determined in this way is the degree of freedom of arrangement, that is, Equation (74)

[0109]
Therefore, while the slots are equally spaced within a half cycle, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1In order to make the value variable, the number of slots in a half pitch is further increased by one or more, and the number of independent variables in [] on the right side of Expression (42) or Expression (44) is maintained to be three or more. There is a need. For example, three can be kept when there are 5 and 6, and the independent variables are respectively

It is.
[0110]
First, the case where the number is 5 is specifically shown. In this case, if N = 2 in FIG. 1 and the slot interval within a half cycle is constant as d, z₁= D, z₂= 2d (0 <2d <P / 4), so C_nFrom the formula (42) and the formula (40),

It becomes. In formula (100),
C_-5= C_-7= 0 and C_-1, C_-3≠ 0
When the condition that satisfies the above condition, that is, the condition that the −5th order, −7th order, and even-order spatial harmonics are suppressed and the −1st order and −3rd order spatial harmonics are present, is obtained as follows (0 <2d <P / 4).
[0111]

and

And
[0112]

And
[0113]
| C in these cases_-3｜ ／ ｜ C_-1The value is

[0114]

[0115]
Thus, even when the slot interval within the half cycle is set to be equal, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1It can be seen that the value can be made variable.
[0116]
Similarly, the case where the number is 6 is shown. In this case, N = 3 in FIG. 2, and if the slot interval within a half cycle is constant as d, z₁= D / 2, z₂= 3d / 2, z₃= 5d / 2 (0 <5d / 2 <P / 4)_nFrom the formula (44) and the formula (40),

It becomes. In formula (106),
C_-5= C_-7= 0, C_-1, C_-3≠ 0
When the condition that satisfies the above condition, that is, the condition that the −5th order, −7th order, and even order spatial harmonics are suppressed and the −1st order and −3rd order spatial harmonics are present, is obtained as follows.
[0117]

and

(0 <5d / 2 <P / 4).
[0118]

However,

And
[0119]

However,

And
[0120]
| C in these cases_-3｜ ／ ｜ C_-1The value is

[0121]

[0122]

[0123]
Thus, even when the slot interval within the half cycle is set to be equal, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1The value can be made variable.
[0124]
However, in these cases, the following problems may occur.

), Or when six slots are arranged at regular intervals within a half cycle (however,

In this case, the d value may become too small. In other words, this is a case where the slot becomes too dense, which is not preferable because the mechanical strength of the outer conductor is reduced.
[0125]
In order to avoid this, the d value is set and fixed to a desired value, and | C_-3｜ ／ ｜ C_-1It must be possible to change the value. d value fixed to a certain value

Suppresses spatial harmonics and | C_-3｜ ／ ｜ C_-1In order to make the value variable, it is generally necessary to maintain three or more independent variables as described above. Therefore, for that purpose, the number of slots in a half cycle must be further increased to 7 or more. The independent variables in the case of 7 and 8 are respectively

as well as,

Become three.
[0126]
These cases are specifically shown. This represents the case where the number is initially seven. In this case, when N = 3 in FIG. 1 and the slot interval in the half cycle is constant as d, z₁= D, z₂= 2d, z₃= 3d (0 <3d <P / 4), so C_nFrom the formula (42) and the formula (40),

It becomes. In formula (120),
C_-5= C_-7= 0, C_-1, C_-3≠ 0
When the condition that satisfies the following conditions, that is, the −5th order, the −7th order, and the even-order spatial harmonics are eliminated and the −1st order and −3rd order spatial harmonics are present,

and

However,

(0 <3d <P / 4).
[0127]
At this time_-3｜ ／ ｜ C_-1The value is

[0128]
Therefore, the slot interval in the half cycle is equal to d and the d value is set to a desired value.

Can.
[0129]
Similarly, N_{P / 2}= Represents the case of eight. In this case, N = 4 in FIG. 2, and when the slot interval within a half cycle is constant as d, z₁= D / 2, z₂= 3d / 2, z₃= 5d / 2, z₄= 7d / 2 (0 <7d / 2 <P / 4)_nFrom the formula (44) and the formula (40),

It becomes. In formula (126),
C_-5= C_-7= 0, C_-1, C_-3≠ 0
When the condition that satisfies the following conditions, that is, the −5th order, the −7th order, and the even-order spatial harmonics are eliminated and the −1st order and −3rd order spatial harmonics are present,

and

However,

(0 <7d / 2 <P / 4).
[0130]
At this time_-3｜ ／ ｜ C_-1The value is

Even if the d interval is equal to d and the d value is fixed to a desired value,

[0131]
Furthermore, even when nine or more slots are arranged at equal intervals (d) in a half cycle, since the variables in [] on the right side of Expression (42) or Expression (44) are four or more, d Even if the value is fixed to a desired value, | C_-3｜ ／ ｜ C_-1It is similarly derived that the value can be made variable.
[0132]
For reasons such as increasing the strength of the entire leakage electromagnetic field, a plurality of slot rows shown in FIGS. 1 to 4 may be provided in the circumferential direction of the outer conductor. In this case, the positions of the rows in the cable axis direction may be aligned as shown in FIG. 5 or may be shifted as shown in FIG.
[0133]
Further, at this time, the excitation coefficient distributions J (z) of the respective slot trains do not necessarily have to be equal to each other, and the orders of the spatial harmonics that are formed by the two fast waves are equal. It is optional if it exists.
[0134]
In this case, two different radiation angles are obtained by changing the relationship between the magnitudes of the excitation coefficient distributions J (z) between the slot rows and the amplitude ratio of the two spatial harmonics formed by each slot row. It becomes possible to adjust the amplitude ratio of the spatial harmonics as a whole.
[0135]
Furthermore, there is a case where the periods P of the respective slot trains do not always have to coincide with each other. This is the case with the following relationship.
P '= m' · P_s                    ... (132)
−na ′ = − m ′ · na_s            ... (133)
−nb ′ = − m ′ · nb_s            ... (134)
here,
P_s  : The period of the slot train having the shortest period P among the plurality of slot trains
P ′: P_sThe period of a slot train with a longer period
m ′: integer greater than or equal to 2
-Na_s: Period is P_sThe order of the lower spatial harmonic of the two spatial harmonics that form the fast wave formed by the slot row
-Nb_s: Period is P_sThe order of the higher-order spatial harmonic of the two higher-order spatial harmonics formed by the slot row
-Na ': The order of the lower order spatial harmonic of the two spatial harmonics that become the fast wave formed by the slot train with the period P'
-Nb ': The order of the higher-order spatial harmonic of the two spatial harmonics that form the fast wave formed by the slot train having the period P'
[0136]
In this way, the two odd-order spatial harmonics formed by each slot row have the radiation angle and the upper and lower limit frequencies that become the fast wave region, the expressions (21), (14), and (15). To match. That is, as a whole, spatial harmonics that are two types of fast waves with different radiation angles are formed, which is essentially the same as when formed only by slot rows having the same period.
[0137]
Furthermore, as shown in FIG. 12, the slot train to be combined is not necessarily the slot train that forms two fast waves, as shown in FIGS. 1 to 4, but one or less fast waves in the used frequency band. A combination with the slot row to be formed may be used.
However, in this case,

Must meet one of the relationships.
However,
P: period of the slot train that forms two fast waves at any frequency within the frequency band used
P ″: period of a slot train that forms one or less fast waves in the used frequency band −na: the order of the two spatial harmonics that become fast waves formed by the slot train with a period P is low Order of spatial harmonics
-Nb: The order of the higher-order spatial harmonic of the two spatial harmonics that form the fast wave formed by the slot train with the period P
-N ": the order of the spatial harmonics formed by the slot train having the period P" and becoming a fast wave in the used frequency band
It is.
[0138]
In this way, the spatial harmonic of the −n ″ order matches the spatial harmonic of either the −na order or the −nb order, its radiation angle, and the upper and lower limit frequencies that become the fast wave region. (Formula (21), Formula (14), Formula (15)) That is, as a whole, there are two types of fast harmonics formed, and the original two fast waves and Is essentially equal to the state in which the spatial harmonics are formed.
[0139]
In this case, by appropriately selecting the magnitude of the excitation coefficient distribution J (z) of the slot train forming one fast wave to be combined with that of the slot train forming the original two fast waves, the radiation angle is obtained. As a whole, it is possible to adjust the amplitude ratio of two types of spatial harmonics having different values.
[0140]
Further, the cable axial circumferential leakage electric field forming slot used in the present invention is not limited to the inclined slot shown in FIGS. 1 to 6 and 12, but a broken line slot as shown in FIG. Other suitable shaped slots that form a circumferential leakage electric field in the cable axis, such as a slot with an exciting stub, may be used.
[0141]
Here, points to be noted regarding the definition of the period P of the slot train in the present invention are shown. When deciding P, ignore the slots where the excitation coefficient for the leakage electric field in the circumferential direction of the cable axis is almost zero (for example, a slotted slot parallel to the cable axis or a slotted slot perpendicular to the cable axis). It shall be decided.
[0142]
For example, as shown in FIG._eThere is a slot where the excitation coefficient is almost zero (slot parallel to the cable axis), and the formal slot pitch is P_f, P is a slot pitch determined by ignoring slots where the excitation coefficient is almost zero._eIs defined as a slot pitch P in the present invention.
[0143]
(Example)
Actually, the wavelength shortening rate v = 0.9, P = 0.53 [m], and the insulator outer diameter 42 [mm] are set, and seven slots are provided at equal intervals in a half cycle. d is d = P / 14, and

As shown in FIG. 5, a broadband leaky coaxial cable having two rows in the circumferential direction of the outer conductor with the same position in the cable axial direction was manufactured. This is because -1st order and -3rd order spatial harmonics exist with respect to the axial leakage electric field component, and in addition to the even order, -5th order, and -7th order spatial harmonics, Spatial harmonics are also suppressed. Table C shows the spatial harmonics that become fast waves and their radiation angles at 450 MHz and 1500 MHz. this

E in the measurement system as shown in_φThe coupling loss of the components was measured along the cable longitudinal direction (z-axis direction). The definition of coupling loss is as shown in Equation (23). The results are shown in FIGS. 10 and 11 and charts D-1 to D-2.
[0144]
[Table C]

[0145]
[Table D-1]

[0146]
[Table D-2]

[0147]
As shown in FIG. 10, FIG. 11, Table D-1 and Table D-2, and FIG. 18, FIG. 19, Table A-1 and Table A-2, which are the results of the conventional broadband leaky coaxial cable, In the broadband leaky coaxial cable of the present invention, the increase in the coupling loss value is greatly suppressed at the measurement frequency of 1500 MHz. This is because the third-order spatial harmonic with a small radiation angle, which is a feature of the present invention, exists as a fast wave. In the case of a broadband leaky coaxial cable having such characteristics, even under the use environment as shown in FIG. 16, the reception level is hardly deteriorated and a good communication environment can be provided.
[0148]
【The invention's effect】
In the present invention, it is possible to realize almost a desired radiation angle even in two frequency bands that are separated by a frequency interval by the presence of spatial harmonics that are two fast waves of different orders, that is, different radiation angles. it can.
[0149]
As a result, even in an environment where an electromagnetic shield is present in the surroundings, it is easy to avoid the influence, and it is possible to suppress deterioration of the reception level.
[Brief description of the drawings]
In the broadband leaky coaxial cable of the present invention, the number of slots existing in a half period (P / 2) is an odd number, and the slot arrangement is a slot at the position of the symmetrical point z = 0. Explanatory drawing when there is.
FIG. 2 is an explanatory diagram when the number of slots existing in a half cycle (P / 2) is an even number in the broadband leaky coaxial cable of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram when the number of slots existing in a half cycle (P / 2) is two in the broadband leaky coaxial cable of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram in the case where the number of slots existing in a half cycle (P / 2) is three in the wideband leaky coaxial cable of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram when a plurality of slot rows are provided in the broadband leaky coaxial cable of the present invention, and the positions of the slot rows in the axial direction are aligned.
FIG. 6 is an explanatory diagram when a plurality of slot rows are provided in the broadband leaky coaxial cable of the present invention, and the positions of the slot rows in the axial direction are shifted.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a broken line slot in the broadband leaky coaxial cable of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a slot with an excitation stub in the broadband leaky coaxial cable of the present invention.
FIG. 9 2P_eEvery other slot has a substantially zero excitation coefficient (slot parallel to the cable axis), and the period of the formal slot row is P_fExplanatory drawing of the broadband leaky coaxial cable of this invention which becomes.
FIG. 10 is a view showing the result of measuring the wideband leaky coaxial cable of the present invention with the measurement system of FIG.

It is a constant result.
FIG. 11 is an explanation showing the result of measuring the broadband leaky coaxial cable of the present invention by the measurement system of FIG.

This is the result of the measurement.
FIG. 12 is an explanatory diagram of an example of a combination with a slot train that forms one fast wave within a used frequency band.
FIG. 13 is a perspective view with a part cut away showing an example of a conventional broadband leaky coaxial cable.
FIG. 14 shows the pointing vector direction (radiation angle θ) of each spatial harmonic that becomes a fast wave when the radiation angle is defined with reference to the r direction (cable axis vertical direction) in a leaky coaxial cable._n).
15 shows the direction (radiation angle θ) of the pointing vector of each spatial harmonic that becomes a fast wave in a leaky coaxial cable._n) As a function of frequency.
FIG. 16 is an explanatory diagram when a mobile station is in a train car and a vehicle body acts as a metal shield for a leaky coaxial cable laid along a railway line.
FIG. 17

E_φThe perspective view of the measurement system which measures the coupling loss of a component along a cable longitudinal direction (z-axis direction), (b) is side explanatory drawing of (a).
18 is an explanatory diagram showing the result of measuring a conventional broadband leaky coaxial cable with the measurement system of FIG. 17;

is there.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing the results of measuring a conventional broadband leaky coaxial cable with the measurement system of FIG.

It is a measurement result.
[Explanation of symbols]
P period
1 Leaky coaxial cable
2 Inner conductor
3 slots
4 Insulator
5 External conductor
6 outer jacket
10 Mobile station
11 Train vehicles
12 body
13 windows
14 Signal generator
15 Terminating resistor
16 Metal plate
17 Half-wave dipole antenna
18 Excitation stub

Claims (16)

A plurality of slots for forming a leakage electromagnetic field are provided in a row on the outer conductor of the coaxial cable, and the excitation coefficient distribution of the slot row with respect to the leakage electric field component in the cable axial direction has a period in the axial direction (period: P ), And in a leaky coaxial cable where it reverses every P / 2 and it is symmetrical,
Wherein in the slot column of the slot excitation coefficients is not zero with respect to the cable axis circumferential leakage field component, the number N _{P / 2} in a half period (P / 2), the odd number (2N + 1) number and then,
and,
In-tube wavelength reduction ν in leaky coaxial cable

And range
and,
Period P

And range
and
The N _{P / 2}

And range
and,

and,

age,
And almost

Broadband leaky coaxial cable, characterized in that
Where
P: Period of slot train [m]
f ₀ : A certain frequency within the used frequency band [MHz]
N: positive integer (N _{P / 2} = 2N + 1)
-Na, -nb: The order of two odd-order spatial harmonics to be present (nb>na> 0)
n: Suppresses at least, and spatial harmonics and orders of odd-orders from the −1st order to the − (nb + 2) th order excluding the −na order and −nb order
a _s : excitation coefficient of slot at position z = z _s (−P / 4 <z <P / 4)
a ₀ : excitation coefficient of the slot at the position of z = 0
z = 0: Symmetry point
z axis: Cable axis A plurality of slots for forming a leakage electromagnetic field are provided in a row on the outer conductor of the coaxial cable, and the excitation coefficient distribution of the slot row with respect to the leakage electric field component in the cable axial direction has a period in the axial direction (period: P ), And in a leaky coaxial cable where it reverses every P / 2 and it is symmetrical,
The number N _{P / 2} in the half period (P / 2) of the slots in the slot row where the excitation coefficient for the leakage electric field component in the cable axial direction is not zero is an even number (2N),
and,
In-tube wavelength reduction ν in leaky coaxial cable

And range
and,
Period P

And range
and
The N _{P / 2}

And range
and,

and,

age,
And almost

Broadband leaky coaxial cable, characterized in that
Where
P: Period of slot train [m]
f ₀ : A certain frequency within the used frequency band [MHz]
N: positive integer (N _{P / 2} = 2N)
-Na, -nb: The order of two odd-order spatial harmonics to be present (nb>na> 0)
n: The order of the odd-order spatial harmonics of the −1st order to the − (nb + 2) th order, excluding the −na order and −nb order, which are suppressed at the minimum.
a _s : excitation coefficient of slot at position z = z _s −P / 4 <z <P / 4
z = 0: Symmetry point
z axis: Cable axis

And -na = -1
And -nb = -3
The broadband leaky coaxial cable according to claim 1 or 2, characterized in that: 4. The broadband leaky coaxial cable according to claim 3 , wherein a -7th-order spatial harmonic is substantially suppressed with respect to a leakage electric field component in a cable axial direction. When the orders of the two odd-order spatial harmonics to be present are −na and −nb (when nb>na> 0),

The leaky coaxial cable according to claim 1 or 2, wherein
here,
N _{P / 2} : Number of slots in the half period (P / 2) where the excitation coefficient with respect to the leakage electric field component in the cable axial direction is not zero P: The axis of the excitation coefficient distribution with respect to the leakage electric field component in the cable axial direction in the slot row Period of direction [m]
f _min : Minimum frequency used [MHz]
It is. Leakage coaxial with a slot row in which five slots (N _{P / 2} = 5) having a non-zero excitation coefficient for the leakage electric field component in the circumferential direction of the cable axis are provided in a half cycle and their intervals are substantially equal (d). In cable, almost

and

However,

The broadband leaky coaxial cable according to claim 4, wherein the relationship is as follows.
Here, a ₀ is the excitation coefficient of the slot located at a certain symmetrical point of the excitation coefficient distribution, a ₁ is the excitation coefficient of the slot located closest to the slot where the excitation coefficient is a ₀ , and a ₂ is the It represents the excitation coefficient of the slot located next. Leakage coaxial with a slot row in which five slots (N _{P / 2} = 5) having a non-zero excitation coefficient for the leakage electric field component in the circumferential direction of the cable axis are provided in a half cycle and their intervals are substantially equal (d). In cable, almost

and

However,

The broadband leaky coaxial cable according to claim 4, wherein the relationship is as follows.
Here, the definitions of a ₀ , a ₁ and a ₂ are the same as those in claim 6 . Leakage coaxial with a slot row in which six slots (N _{P / 2} = 6) having a non-zero excitation coefficient for the leakage electric field component in the circumferential direction of the cable axis are provided in a half cycle and their intervals are substantially equal (d). In the cable, almost

and

However,

The broadband leaky coaxial cable according to claim 4, wherein the relationship is as follows.
Here, a ₁ is an excitation coefficient of a slot located closest to a certain symmetrical point of the excitation coefficient distribution, a ₂ is an excitation coefficient of a slot located closest to the next, and a ₃ is further next. It represents the excitation coefficient of a slot located in the vicinity. Leakage coaxial with a slot row in which six slots (N _{P / 2} = 6) having a non-zero excitation coefficient for the leakage electric field component in the circumferential direction of the cable axis are provided in a half cycle and their intervals are substantially equal (d). In the cable, almost

and,

However,

The broadband leaky coaxial cable according to claim 4, wherein the relationship is as follows.
Here, the definitions of a ₁ , a ₂ , and a ₃ are the same as those in claim 8 . Leakage coaxial with a slot row in which six slots (N _{P / 2} = 6) having a non-zero excitation coefficient for the leakage electric field component in the circumferential direction of the cable axis are provided in a half cycle and their intervals are substantially equal (d). In the cable, almost

and,

However,

The broadband leaky coaxial cable according to claim 4, wherein the relationship is as follows.
Here, the definitions of a ₁ , a ₂ , and a ₃ are the same as those in claim 8 . Leakage coaxial with a slot row in which seven slots (N _{P / 2} = 7) having a non-zero excitation coefficient for the leakage electric field component in the circumferential direction of the cable axis are provided in a half cycle and the intervals thereof are substantially equal (d). In cable, almost

and

However,

Broadband leaky coaxial cable according to claim 4 Symbol mounting, characterized in that the the following relationship.
Here, a ₀ is the excitation coefficient of the slot located at a certain symmetrical point of the excitation coefficient distribution, a ₁ is the excitation coefficient of the slot located closest to the slot where the excitation coefficient is a ₀ , and a ₂ is the excitation coefficients of the next slot to be positioned closer, a ₃ represents an excitation coefficients of the slot which is located closer to the next. Leakage coaxial with a slot row in which eight slots (N _{P / 2} = 8) having a non-zero excitation coefficient with respect to the leakage electric field component in the circumferential direction of the cable axis are provided in a half cycle and their intervals are substantially equal (d). In cable, almost

and

However,

The broadband leaky coaxial cable according to claim 4, wherein the relationship is as follows.
Here, a ₁ is the excitation coefficient of the slot located closest to a certain symmetry point in the excitation coefficient distribution, a ₂ is the excitation coefficient of the slot located closest to the next, and a ₃ is the next next. excitation coefficients of the slot which is located near represent the excitation coefficients of the slot which is located a ₄ is closer to the next. A slot with a non-zero excitation coefficient for the leakage electric field component in the cable axial direction

The broadband leaky coaxial cable according to claim 4 . Period P equal, the slot bank as claimed in any of claims 1 to 13, characterized by providing two or more rows in the circumferential direction of the outer conductor, broadband leaky coaxial cable. The slot bank as claimed in any of claims 1 to 13, under the following conditions, the broadband leaky coaxial cable is characterized by providing two or more rows in the circumferential direction of the outer conductor.
P ′ = m ′ · P _S
−na ′ = − m ′ · na _S
−nb ′ = − m ′ · nb _S
here,
P _S: among the plurality of slot bank, the cycle of period P is the shortest slot bank P ': the period m of the slot bank with period longer than _{P S':} 2 or more integer -na _S: period _{P S} forming a slot column of the two spatial harmonics becomes Hayaha, orders lower spatial harmonics of order -nb _S: cycle to form the slot bank of P _S, the Hayaha two Of the two spatial harmonics, the higher order of the higher order harmonics -na ': The lower order of the two higher order spatial harmonics formed by the slot train having the period P'. The order of the spatial harmonics of the higher order of the two spatial harmonics that become the fast wave formed by the slot train having the period P ′.
Here, the fast wave is a transmission wave whose phase velocity in the cable axis direction is faster than the speed of light in the external medium.
It is. One or more slot trains according to any one of claims 1 to 14 , and one or more slot trains that form one or less fast waves in a use frequency band,

A broadband leaky coaxial cable, which is provided in combination in the circumferential direction of the outer conductor under a condition satisfying any of the above.
However,
P: period of slot train described in any of claims 1 to 14 P ″: period of slot train that forms one or less fast waves in the used frequency band −na: slot train of period P Of the two spatial harmonics that form a fast wave, the order of the spatial harmonic of the lower order −nb: the two spatial harmonics that form the fast wave formed by the slot train having a period P Of the higher harmonics, the order of the spatial harmonics -n ": the order of the spatial harmonics, which is a fast wave within the operating frequency band formed by the slot train having the period P".
Here, the fast wave is a transmission wave whose phase velocity in the cable axis direction is faster than the speed of light in the external medium.
It is.

Images