JPH118503A - 雷サージ抑制機能付き導波管 - Google Patents

雷サージ抑制機能付き導波管

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JPH118503A
JPH118503A JP16093797A JP16093797A JPH118503A JP H118503 A JPH118503 A JP H118503A JP 16093797 A JP16093797 A JP 16093797A JP 16093797 A JP16093797 A JP 16093797A JP H118503 A JPH118503 A JP H118503A
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Tokuyuki Oda
徳之 尾田
Hiroshige Morishige
博茂 森重
Yoshikatsu Hirano
善勝 平野
Yoshiyuki Kumada
美行 熊田
Akira Takei
亮 竹井
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Chubu Electric Power Co Inc
Shoden Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の導波管は耐雷対策がとられていなかっ
たため、無線鉄塔に雷撃を受けるたびに、雷サージ電流
が導波管を通ってマイクロ無線機の筐体に侵入し、マイ
クロ無線機内部の電気回路が損傷したり、伝送データに
誤りが発生していた。 【解決手段】 本発明の雷サージ抑制機能付き導波管
は、マイクロ波を導波させる導波管本体1の外周面を金
属導体により覆い、この金属導体の一端部をパラボラア
ンテナに接続するとともに、前記金属導体の他端部を接
地点に接続することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマイクロ波
無線中継所における耐雷対策の一つとして実施される雷
サージ抑制機能付き導波管に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マイクロ無線システムでは、使用
する電波の性質から、パラボラアンテナと無線機との間
が導波管によって接続されており、この導波管は、中空
の銅条材パイプの外周面を黒色ポリエチレンにて被覆し
た構造となっている。ここで、銅条材パイプは、その一
端部がパラボラアンテナに直付けされ、他端部が無線機
の筐体に接続されているため、雷撃時に無線中継所の鉄
塔から侵入する雷サージ電流は、パラボラアンテナ及び
導波管を経由して無線機の筐体から大地に放流されるこ
とになる。
【0003】すなわち、従来の回路構成は、雷サージが
無線機の内部等へ侵入するおそれがないことから比較
的、耐雷性のある回路システムと考えられており、具体
的な耐雷対策は何もとられていない現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに実際には、無
線鉄塔に雷撃を受けるたびに無線機内部の電気回路が損
傷したり、伝送データに誤りが発生する等の被害が頻発
している。これらはすべて、導波管から無線機の筐体に
侵入してくる雷サージ電流に起因するものであり、何ら
かの方法でこの雷サージ電流を低減することが望まれて
いる。本発明は上記課題を解決するためになされたもの
で、導波管を通る雷サージ電流を低減させることができ
る雷サージ抑制機能付き導波管を提供しようとするもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、パラボラアンテナと無線機
とを接続し、マイクロ波を伝送する導波管において、マ
イクロ波を導波させる導波管本体の外周面を金属導体に
より覆い、この金属導体の一端部をパラボラアンテナに
接続するとともに、前記金属導体の他端部を接地点に接
続することを特徴とする。
【0006】請求項2記載の発明は、前記金属導体は条
材の金属パイプであることを特徴とする。
【0007】請求項3記載の発明は、前記金属導体は金
属テープであることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1(a)、(b)は本発明の第1の実
施形態の構造を示す断面図であり、図1(b)はマイク
ロ波の導波方向から見たものである。第1の実施形態
は、マイクロ波を導波させる断面中空楕円形状の導波管
本体1と、当該導波管本体1を被覆する断面中空楕円形
状のポリエチレンからなる第1防蝕層2と、当該第1防
蝕層2を包囲する断面中空真円形状の無酸素銅条材パイ
プからなる遮蔽層3と、さらに当該遮蔽層3を被覆する
断面中空真円形状のポリエチレンからなる第2防蝕層4
とから構成される。
【0009】前記導波管本体1は、図2に示すように、
山頂などに建てられたマイクロ無線中継所50の無線鉄
塔52の上部に設置されたパラボラアンテナ53と、無
線鉄塔52の基部に別途設けられたマイクロ無線機51
との間で、マイクロ波の伝送を行うものである。導波管
本体1は、図1(a),(b)に示すように、断面が中
空楕円形状の無酸素銅条材パイプを使用することによ
り、後述する第1防蝕層2、遮蔽層3、第2防蝕層4と
ともにある程度フレキシブルな構造としている。これ
は、設置場所の状況に柔軟に対応できるようにするため
である。すなわち、断面を中空楕円形状とすることで、
楕円の短軸方向に曲げやすくなる。さらに、条材パイプ
(コルゲート構造)を使用することで、導波管を曲げた
ときに無用なストレスが導波管に加わるのを防止し、マ
イクロ波を減衰させずに導波させることができる。
【0010】前記第1防蝕層2は、導波管本体1と後述
する遮蔽層3とを電気的に絶縁するためのものである。
材質にポリエチレンを使用し、フレキシブル性を持たせ
ている。
【0011】前記遮蔽層3は、図2に示すように、その
一端部をパラボラアンテナ53及び無線鉄塔52に電気
的に接続し、他端部を無線鉄塔52の基礎に設けた接地
点に接続する。遮蔽層3の作用は、無線鉄塔52または
パラボラアンテナ53への雷撃時にパラボラアンテナ5
3から導波管本体1に流れ込む雷サージ電流を、分流
し、遮蔽層3に流すことによって、導波管本体1に流れ
る雷サージ電流を低減させ、マイクロ無線機51を雷サ
ージ電流から保護することにある。したがって、遮蔽層
3を導波管本体1より低インピーダンスになるように構
成するのがよい。具体的には、遮蔽層3を、導波管本体
1を構成する金属材料の電気抵抗値より低い金属材料で
構成したり、遮蔽層3の断面積を導波管本体1の断面積
より大きくとることが有効である。遮蔽層3の断面形状
を導波管本体1の断面形状と異なり、輪帯形状としてい
るのは、表皮作用を積極的に利用し、雷サージ電流の高
周波成分が導波管本体1に流れ込むのを防止するためで
ある。本実施形態では、フレキシブル性を持たせ、製造
の容易な断面中空真円形状の無酸素銅条材パイプを遮断
層3に使用している。
【0012】前記第2の防蝕層4の作用は、風雨から導
波管本体1及び遮蔽層3を保護することにある。第1防
蝕層2と同様に、材質にポリエチレンを使用し、フレキ
シブル性を持たせている。
【0013】図3(a),(b)は、本発明の第2の実
施形態の構造を示す断面図であり、図3(b)はマイク
ロ波の導波方向から見たものである。第1の実施形態と
の相違点のみ述べる。第2の実施形態では、第1の実施
形態の遮蔽層3の代わりに、第1の防蝕層2の外周に銅
テープを巻き付けた遮蔽層5を用いる。なお、使用方
法、作用は、第1の実施形態と同様である。この実施形
態では、第1の実施形態に比べ、導波管全体の断面積を
小さくして一層の小型化を図ることができる。
【0014】次に、第1の実施形態を組み込んだ回路を
用いて雷サージ電流が分流する様子を実験した結果につ
いて説明する。表1は、実験結果を示した表である。
【0015】
【表1】
【0016】表1記載の試験回路A,試験回路B、試験
回路Cの具体的回路構成を、それぞれ図4、図5、図6
に示す。本実験では、 無線鉄塔上部に450Aの電流
を流し、各回路の所定の位置に流れる電流を測定した。
実際には、試験回路A,試験回路B、試験回路Cがそれ
ぞれ2組ずつあり、表1の数値は、2組のそれぞれ所定
位置における電流の合算値(単位A)を示す。なお、
( )内の数値は、当該合算値の印加電流450Aに対
する割合を百分率で表したものである。なお、図4、
5、6の回路中に示されている数値も同様である。
【0017】図4は、従来技術である試験回路Aを示し
た回路図である。屋外の導波管(屋外WG)の一部に第
1の実施形態(図中SRと表示)を組み込んでいるが、
遮蔽層3は電気的に接続されていないため、機能として
は従来技術と同様である。表1記載の屋外WGとは、前
記屋外の導波管を流れる電流を示している。さらに、矩
形WGとは、屋内の矩形導波管を通ってマイクロ無線機
51に流れる電流を示している。なお、図4において、
フランジFRは異形の導波管同士を接続する部材、では
デハイドレータDは導波管の内部に乾燥空気を送る送風
機である。
【0018】図5の試験回路Bは、上記試験回路Aに第
1の実施形態を組み込み、機能させた回路である。すな
わち、第1の実施形態SRの遮蔽層3の一端部をパラボ
ラアンテナ53に電気的に接続し、遮蔽層3の他端部を
無線鉄塔基部の接地点(図中PEと表示)及びマイクロ
無線機51の接地点(図中Eと表示)に電気的に接続し
たものである。なお、表1記載にSRとは、前記遮蔽層
3を通って接地点PEに流れる電流を示している。試験
回路Bは、第1の実施形態の直接の効果を確認すること
ができる。
【0019】図6の試験回路Cは、試験回路Bにさら
に、パラボラアンテナ53と無線鉄塔52の基部の接地
点PEとをビニール絶縁電線(IV線)により電気的に
接続したものである。なお、表1記載のIVは、前記I
V線を通って接地点PEに流れる電流を示している。前
記IV線は、印加電流を、第1の実施形態の遮蔽層3と
ともに分流し、導波管本体1に流れる電流を減少させる
役割を果たすものである。
【0020】表1の結果から明らかなように、本第1の
実施形態を屋外の導波管として使用することにより、屋
外の導波管本体に流れる電流を16.9Aから9.9A
に低減し、最終的に屋内の矩形導波管を通ってマイクロ
無線機51に流れ込む電流を8.9Aから5.3Aに劇
的に低減することができた。さらに、IV線を追加する
ことにより、屋外の導波管本体に流れる電流を低減で
き、屋内の矩形導波管を通ってマイクロ無線機51に流
れ込む電流を低減することができる。なお、表1の試験
回路Cの数値を試験回路Bの数値と比較すると、一見電
流値が増加している印象を受けるが、これは試験回路B
と試験回路Cとの条件の違い(図示していない鉄塔に流
れる電流が異なる)によるものである。このことは、新
たに設けたIV線に21.8Aの電流が流れていること
から、容易に推量できる。
【0021】
【発明の効果】以上のように請求項1、2、3記載の発
明によれば、導波管本体を通る雷サージ電流を低減する
ことができるため、雷撃によってマイクロ無線機内部の
電気回路が損傷したり、伝送データに誤りが発生する等
の不都合を除去することができる。
【0022】さらに、請求項1、2、3記載の発明に、
パラボラアンテナと接地点とを電気的に接続する絶縁電
線を設置し、導波管の周囲に磁性体を装着する(図中示
していない)ことにより、雷撃に対してより安全な耐雷
システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態の断面図である。
【図2】実施形態の使用状態を表す図である。
【図3】第2の実施形態の断面図である。
【図4】試験回路Aの回路図である。
【図5】試験回路Bの回路図である。
【図6】試験回路Cの回路図である。
【符号の説明】
1 導波管本体 2 第1防蝕層 3 遮蔽層 4 第2防蝕層 5 遮蔽層
【手続補正書】
【提出日】平成9年6月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】 図4は、従来技術である試験回路Aを示
した回路図である。屋外の導波管(屋外WG)の一部に
第1の実施形態(図中SRと表示)を組み込んでいる
が、遮蔽層3は電気的に接続されていないため、機能と
しては従来技術と同様である。表1記載の屋外WGと
は、前記屋外の導波管を流れる電流を示している。さら
に、矩形WGとは、屋内の矩形導波管を通ってマイクロ
無線機51に流れる電流を示している。なお、図4にお
いて、フランジFRは異形の導波管同士を接続する部
材、デハイドレータDは導波管の内部に乾燥空気を送る
送風機である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 9/00 H05K 9/00 A (72)発明者 平野 善勝 東京都江東区大島1−2−23 株式会社昭 電内 (72)発明者 熊田 美行 東京都江東区大島1−2−23 株式会社昭 電内 (72)発明者 竹井 亮 東京都江東区大島1−2−23 株式会社昭 電内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パラボラアンテナと無線機とを接続し、
    マイクロ波を伝送する導波管において、 マイクロ波を導波させる導波管本体の外周面を金属導体
    により覆い、この金属導体の一端部をパラボラアンテナ
    に接続するとともに、前記金属導体の他端部を接地点に
    接続することを特徴とする雷サージ抑制機能付き導波
    管。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の雷サージ抑制機能付き導
    波管において、 前記金属導体は条材の金属パイプであることを特徴とす
    る雷サージ抑制機能付き導波管。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の雷サージ抑制機能付き導
    波管において、 前記金属導体は金属テープであることを特徴とする雷サ
    ージ抑制機能付き導波管。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009259641A (ja) * 2008-04-17 2009-11-05 Chugoku Electric Power Co Inc:The 接地金具
JP2009278549A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Chugoku Electric Power Co Inc:The 浸水検知システム及びこのシステムを用いた浸水検知方法、並びに導波管
JP2010023645A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Mitsubishi Electric Corp 伝送路及びそれを用いた車両内通信システム
US7746196B2 (en) 2004-12-22 2010-06-29 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Arrangement relating to antenna communication
CN117810693A (zh) * 2024-03-01 2024-04-02 成都信息工程大学 一种基于波导的新型天馈线直击雷/感应雷防护装置

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