導体表面でのマイクロ波

質問

平行平面伝送路をマイクロ波が伝搬するときに，金属表面を流れる面電流の総和を電流と呼ぶそうですが，この電流がどのように流れているかいまいち分かりません．

説明では，2枚の金属板に偏波面が垂直になるようにマイクロ波を入射した場合について書かれており，そこからマイクロストリップなどの説明に繋がる項目となっています．
正弦関数的に電流の大きさが変化するそうですが，これがどのような状況下理解できていません．

二枚の平行金属板に平行な磁界，垂直な電界がある図は見つけられましたが，そこにどのような電流が流れるのかが載っている図は見つかりません．
できればこの「正弦関数的に変化する」表面電流がどのようなものか教えていただけないでしょうか．
できればその際に，正弦関数的な変化を図に盛り込む方法などがあれば助言して頂けると助かります．

どなたかよろしくお願いします．

回答No.4

veryyoung · ベストアンサー

＞面電流の総和を電流と呼ぶ
＞二枚の平行金属板に平行な磁界，垂直な電界がある図は見つけられました
＞「正弦関数的に変化する」表面電流

TEM ですから、電流の方向は線路に平行、二枚は往復関係、伝搬方向各位置の大きさは、アンペアの周回積分通り磁界強度の正弦波形図に比例せざるを得ません。

次のようにも考えられます。二枚の平行金属板間には各断面で電界に比例する電圧が定義できます。その断面で負荷方向を覗き込んだインピーダンスで除すと電流が求まります。無損失線路、後退波なしを条件とすれば、この負荷インピーダンスは一律純抵抗特性インピーダンスです。電圧は位置に関し正弦波状、電流も同位相でこれに従います。

お礼

ありがとうございます
大変詳しくありがとうございます

回答No.3

take0_0

平行平板だと、導波管の原理を説明するときに途中で出てきます。
導波管関連の資料を見てみてください。
図の描き方も参考になると思います。

電磁気学とか、高周波電磁気学の教科書を見てみるとわかると思います。
こういうのは、あまりwebに良いものはないので。

回答No.2

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

あと、わかっているだろうと思いますが、表皮効果で金属表面しか電磁波が侵入しないので、電流も表面のみしか流れません。ですので、電磁界が閉じ込められるのです。具体的なモードは数式を解かないとです。

例えば、i=i0sin(kx)と書いた場合、xの位置によってプラス方向だったりマイナス方向だったりします。
私がNo.1でイメージして書いた文章は、このような数式で表されます。

回答No.1

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

見ている感じ、マイクロ波に関して回答する人がほとんどいないので、マイクロ波は専門ではありませんが私がとりあえず回答しておきます。

マイクロ波の電界の空間分布はGHz帯では波長が数cmかそれ以下になっていることから、平面内に流れる電流は分布定数回路のように分布します。
おそらく、マイクロ波の電界に引っ張られる形で金属中の電子が移動するため、波動としてのマイクロ波の形と同じように電流も変化しているから、正弦関数的という表現をしているものと思われます。