マイクロ波工学における無反射終端条件

質問

マイクロ波工学における無反射終端条件を教えていただきたいのです。終端を特性インピーダンスで終端すれば無反射であることがわかりますが、理由がよくわかりません。なぜ、無反射が成立するのでしょうか？それと、整合条件と無反射終端条件とは違うものなのでしょうか？よろしくお願いします。

回答No.5

tocoche

マイクロ波工学に適した説明でないかもしれませんが、電気，音波を含めた一般的な反射の説明をします。

［反射はなぜ起こるか］
みんなで縦一列に並んで前の人の背中を押しながら、一番前の人が荷物を押して一定の速度で進んでいる状態を考えます。
何もなければ、そのまま整然と進んでいくのですが、荷物が段差に乗り上げたとき、急に前に進まなくなるので、押している人たちに後ろ向きの力が加わり、みんな次々と後ろに倒れていきます。（これが正反射）
逆に荷物が下り坂に入ったとき、急に軽くなってしまうので、押している人たちは次々と前のめりに倒れていきます。（これが負反射）
電気では、荷物が伝わってきた電圧によって充電されつつある部分、人の質量が伝送路のインダクタンス、人の間隔（？ちょっと違うかな？）が伝送路のキャパシタンスに相当し、整合とは荷物が重くも軽くもならない状態、つまり伝送路特性が一定である状態ということになります。また伝送路における波とは、正弦波のような定常的なきれいな波というよりも、電圧等が変化している部分といえます。

［反射しない終端］
波が伝送路から終端の入り口に来たとき、インピーダンスが等しい終端ならば、「まだこの先に伝送路がずっと続いているんだな」と思い（等価無限長伝送路）、波は反射を起こさずに終端の中に消えていきます。波のエネルギーは終端の中で消費され熱に変わります。

回答No.4

guiter

ymmasayan さんが紹介しておられるURLの説明が詳しいので
ここで私が読みづらい数式を書くよりも
そちらを参考にされたほうがいいように思います。
（同じような内容を説明するつもりでしたので）

その内容でわからない部分があれば補足してください。

回答No.3

ymmasayan

ＵＲＬの記載漏れで大変失礼しました。下記ＵＲＬに次の記述が有ります。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
反射波の入射波に対する比を(電圧)反射係数 (reflection constant)と呼びますが、これは、

r = (Z - Z0)/(Z + Z0) (2.8)
ここに Z = 任意の点から線路を見込んだインピーダンス (Ohm)

になります。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
Z=Z0なら無反射、Z>Z0なら同相で反射、Z<Z0なら逆相で反射としてあります。
式を導き出す経緯はＵＲＬ中に詳しいのでご覧ください。

ただ、ＵＲＬ中でも断ってある通り、これはあくまでも工学的説明で、厳密には、マックスウエルの電磁方程式に溯らないといけないらしいです。説明中には相対性理論まで出てきますので相当奥が深いようです。

参考URL：

http://www.mogami-wire.co.jp/paper/tline/tline-01.html

回答No.2

guiter

電磁波は波ですから、うまい条件を作ってやれば
反射波の成分が重ね合わせによって消えてしまう、
というのではいけませんか？
もう少し、数式じみた答えを要求しているのでしょうか？

整合条件という言葉だけなら、
終端ではない場合にでも使えそうな気がするのですが、
専門外ですので自信はないです。

お礼

回答ありがとうございました。もう少し、電気的に数式じみた答えをだしていただければうれしいです。

回答No.1

ymmasayan

反射については下記ＵＲＬが詳細です。
ちょっと骨が折れますが。
反射を起こさないようにするのがインピーダンス整合です。

お礼

回答ありがとうございます。ところで、下記URLとはどちらになるのでしょうか？電気的に反射波がたつということを証明したいのです。