マイクロ波の性質

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3.マイクロ波の性質

3.1 波長

マイクロ波とは、既に述べたように周波数300MHz〜30GHz(波長1cm〜1m)の電波の総称である。ここではマイクロ波に限らず電波の周波数、周期及び波長の関係を説明する。次頁の図3.1.1 は、伝播している電波のある位置における時間経過に対する電界の変化を表している。電界が最大になった点から次に電界が最大になるまでの距離、或いは電界が「0から0」となる図のような距離を波長と称しており、一般的には「λ(ラムダ)」で表す。次にある一点でこの波動を観察すると、この波は「Vc」という光速度で進んでおり、時間経過とともに電界は大きくなったり、小さくなったりを絶えず繰り返すこととなる。1秒間に何回これを繰り返すか…?これが「周波数」である。周波数fの逆数を「周期T」と称しているが、1Hz分の時間を表わしている。尚、fとλ、Vc 間の関係は次頁の(3.1.1)式の通りとなっている。

図3.1.1 電波の伝播
図3.1.1 電波の伝播

λο=Vc / f・・・・・(3.1.1)

ここで、λο:波長(m)…波長λοは、導波管内を伝播する場合の波長である「管内波長λg」に対し空間を伝播する観点から「自由空間波長λο」と称する場合もある。

Vc:光速(m/s)。電波の場合、光速=3*108(m/s)となる。

f:周波数(Hz)、

即ち、マイクロ波帯である周波数300MHz〜30GHzの波長は1m〜1cmで、家庭或いは業務用電子レンジ、工業用加熱に利用されているマイクロ波の周波数は2450MHz(2.45*109Hz)であるから、(自由空間)波長λοは「122.4mm」となる。915MHzの場合には「327.9mm」程度となる。

☆補足説明:

*光の速度Vcは(3.1.2)式のように誘電率と透磁率の積の平方根と定義されている。

Vc=1/・・・・・(3.1.2)

ここで、

ε :誘電率。真空中:εο=10-9/(36*π)(F/m)

μ :透磁率。真空中:μο=4*π*10-7(H/m)

となる。尚、空気の誘電率、透磁率とも真空のεο、μοを利用して差し支えない。

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