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リークケーブルの基礎：放射メカニズムとパッシブDASへの統合
均一な屋内信号分配のための放射モードと結合モードの比較
リークケーブルは、放射モードと結合モードという2つの主要な動作方法を使用して、屋内での信頼性の高い通信カバレッジを提供します。放射モードで動作する場合、これらのケーブルには外層に特別に設計されたスロットが切り込まれており、ケーブル全体を通じて高周波信号を放出します。これは廊下、地下通路、建物内の階段など、長くてまっすぐな区間において非常に効果的です。もう一方の結合モードは異なる方式で機能します。直接信号を発信するのではなく、近くのアンテナや金属表面と電磁界を介して相互作用し、ケーブル自体から実際に放送しなくても、通常では届きにくい場所まで信号を届けます。この2つのアプローチを組み合わせた構造が、複雑な建物に設置される多くの分散アンテナシステムにおいて、リークケーブルが非常に重要な役割を果たす理由です。例えばスポーツアリーナでは、観客席の周囲に放射モードのケーブルを設置し、その後にラグジュアリーボックスやフードコートへと結合モードの区間を分岐させて、標準的なアンテナ設置ではサービスに大きなギャップが生じる場所まで信号を届けています。実環境下でのテスト結果によると、信号を遮断する複数の素材で構成された建物において、これらの技術を組み合わせることで、信号強度の均一性を約40％向上させることが確認されています。
制御されたリークの物理：スロット形状、段状設計、および結合損失の調整
RF漏れの制御は偶然起こるものではありません。これは慎重な電磁気工学的設計によるものです。これらのシステムの性能に影響を与える要因は、基本的に以下の3つが相互に作用しています：スロットの形状、内導体のコルゲート（段付き）構造、および適切なインピーダンスマッチングです。実際のスロット形状は楕円形または矩形で、通常は波長の4分の1から半分程度の間隔で配置され、特定の方向に設置されることで放射パターンや選択される周波数、信号の拡散範囲などが決まります。内導体にこのようなコルゲート構造を施すことで、不要な高次モードの発生を抑制し、厄介なインピーダンスの急変を大幅に緩和できます。この設計により、IEEEやIECといった標準化機関が支持する導波管理論によれば、従来の滑らかな導体と比べて、100メートルあたり約15～20デシベルの信号損失を低減できます。ケーブルから周囲へどれだけ信号が伝達されるかを示す結合損失は、スロット密度にも大きく依存します。スロットが少ない場合（例えば1メートルあたり2～4個）、鉄筋コンクリート壁などの障害物を信号がより深く透過できます。一方、スロットが多い場合（1メートルあたり6～8個程度）では、広い開放空間に対してより良いカバレッジを提供できます。たとえばヘリカル（らせん状）のコルゲート設計では、698MHzから3.8GHzまでの広帯域で信号を扱うことが可能であり、その全帯域にわたり放射効率を85％以上維持できます。
マルチバンド性能：セルラー、Wi-Fi、放送サービスを同時にサポート
周波数アジャイル対応のリークケーブル設計（700 MHz ～ 3.8 GHz をカバー）
今日の漏洩ケーブルは、もはや広帯域幅だけの話ではありません。さまざまな信号が互いに干渉せずに共存できる、真のマルチサービス統合向けに設計されています。この魔法のような性能は、細心の注意を払って設計されたスロット形状と、ケーブル表面の凝った段付き（コルゲーション）パターンによって実現されています。これにより、FirstNetや地上デジタル放送で使用される700MHz帯から、sub-6GHz帯の5Gネットワーク、さらには3.8GHz帯までの信号を扱うことが可能になっています。これにより、携帯電話ネットワーク、公共安全通信、5GHz帯のWi-Fi 6/6E、そして従来型の放送チャンネルを含む、ほぼすべての重要な周波数帯をカバーできます。エンジニアがケーブル長手方向に直線状に入ったスロットと、らせん状に巻かれたスロットのどちらを選ぶかによって、実際に漏洩する信号量を調整しています。これにより、異なる周波数帯間での放射レベルの差を約1.5dB以内に抑えることができます。この狭い変動幅は、駅構内や高層アパートメントなど、無線信号が混雑している場所では大きな意味を持ちます。こうした場所では、通常のアンテナを使用すると、複雑なフィルターや分離技術が必要になるところです。
実環境における共存検証：LTE-A、5G NR、Wi-Fi 6、およびDVB-Tの混合利用建物内での共存
実際の環境でのテストは理論的な予測を裏付けています。小売店や商業施設として使用されている鉄骨造の建物では、複数の信号を同時に伝送する漏洩ケーブルが採用されています。これには、2.1GHz帯のLTE-A、3.5GHz帯の5G NR、約5GHzで動作するWi-Fi 6、および700MHz帯のDVB-T信号が含まれます。このシステムは、これらすべての周波数帯において全体でわずか1.3％未満の信号減衰で安定した接続を維持しています。この高い性能の理由は、すべての信号を均等に放送するのではなく、制御された波動パターンに基づいて信号を意図的に漏洩させる方式にあるため、異なるサービス間の干渉を防いでいます。セルラー回線が混雑しても、Wi-Fi接続におけるデータパケット損失は0.1％未満に抑えられました。周囲でVoLTE通話が行われていても、放送映像はスムーズに再生され続けます。従来の構成では、各サービスごとに個別のアンテナ、ケーブル、フィルター、増幅器が必要ですが、この単一のソリューションにより、機器の必要量を約40％削減でき、設置コストも節約できます。メンテナンスも容易になり、後から新たな機能を追加する場合でも、既存設備を全面的に撤去する必要はありません。
デッドゾーンの解消：過酷な屋内環境における貫通性とカバレッジの信頼性
鉄筋コンクリート、構造用鋼材、低放射率ガラスを通過する際の信号の耐久性
鉄筋コンクリート、構造用鋼材フレーム、そして低放射率ガラス（low-e glass）などの現代的な建築材料は、電波の信号を遮断する性能が非常に高いため、場合によっては20〜40dBの損失が生じることがあります。このような信号の遮蔽は、エレベーター内、地下空間、医療画像診断室、外装が洗練された高気密オフィスビルなどにおいて頻繁に見られます。リークケーブルは、単に送信出力を上げるのではなく、障害物がある場所そのものに放射点を移動させることでこの問題に対処します。これらのケーブルの動作原理は実に巧妙で、直線的に放射される信号が反射面を回避しながら周辺エリアと良好に接続されます。信号がケーブル全体に沿って均等に広がるため、厚い壁を通過してもさまざまな空間で強さと一貫性が保たれます。実験結果では、リーク同軸ケーブルは40cmの厚さのコンクリート壁を通過する際に3dB未満の損失しか発生しておらず、同様の条件下で一般的な天井設置型アンテナよりも約15dB優れた性能を示しています。
ケーススタディ：デュアルバンド漏洩同軸ケーブルを用いて12階建ての病院で99.2%のカバレッジ均一性を達成
12階建ての都市部の病院は最近、MRI室、地下駐車場、放射線防護実験室などの重要なエリアで発生していた深刻な通信問題を解決するため、デュアルバンド対応のリークケーブルシステムを導入しました。このシステムは700MHz帯のFirstNetと2.5GHz帯の新しい5G NR信号の両方を、単一の同軸ケーブル配線で伝送できます。設置が完了した後に行われたテストでは、建物全体の99.2%で一貫した電波カバーが確認されました。各フロアおよびすべての部門で信号強度が-95dBm以上を記録し、かつてはまったく受信できなかった場所にも電波が届くようになりました。実際に緊急対応チームが訓練中にこのシステムを試したところ、無線機は非常に良好に機能し、異なるケーブル区間間の切り替え時を除いてほとんど問題が発生しませんでした。このソリューションが他と一線を画す点は、従来の方法と比較してその優れた性能にあります。建築構造を踏まえた適切な計画立案と周波数特性の理解により、病院は古いパッシブ型またはアクティブ型のアンテナ分配システムでは到底達成できない信頼性の高い通信基準を実現できるのです。
よくある質問
リークケーブルはどのように機能しますか？
リークケーブルは放射モードと結合モードを使用して動作します。放射モードでは、ケーブルのスロットを通じて信号を直接放出し、結合モードでは電磁界を利用して直接的な放出なしに信号を伝送します。
複雑な建物内でのリークケーブルの利点は何ですか？
リークケーブルは、通常信号を遮断する素材で作られた建物内でも信号強度と一貫性を高めることができ、信頼性を約40%向上させます。
リークケーブル設計において信号損失を低減するために役立つ材料や特徴は何ですか？
スロットの形状、内導体のシロフォーム構造（コルゲーション設計）、およびスロット密度が重要です。これらの要因により、放射パターンや周波数選択を制御し、信号損失を抑えることができます。
リークケーブルは、携帯電話通信やWi-Fiなどの複数のサービスをどのようにサポートしますか？
リークケーブルは周波数適応型の設計を採用しており、700 MHzから3.8 GHzまでのさまざまな周波数に対応することで、干渉なく同時に多様なサービスをサポートします。
構造上の課題があるエリアのカバレッジを、リークケーブルで改善できますか？
はい、障害物内部に放射点を配置することで、コンクリートや鋼材などの素材のバリアを通過しても強い信号を分配することが可能になります。