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グーバウ線路またはゾンマーフェルト・グーバウ線路[1]、または略してG線路は、UHFおよびマイクロ波周波数で電波を伝導するために使用される単線伝送線路です。[2] [3] [4] 誘電体コーティングされた伝送線路は、 1899年のアーノルド・ゾンマーフェルトによる電線上の表面波の研究に基づいて、 1907年にF.ハームズ[5]、1950年にジョージ・J・E・グーバウ[6]によって発明されました。[7] [8] これは、UHFで高周波送信機と受信機をアンテナにリンクするための給電線として使用され、[2] [3]科学研究にも使用されています。[8]
説明
グーバウ線路自体は、誘電材料でコーティングされた単一のワイヤ導体で構成されています。[2] G 線路との結合は、円錐形の金属製の「ランチャー」または「キャッチャー」で行われます。これらの狭い端は、たとえば同軸給電線のシールドに接続され、伝送線路は円錐の先端の穴を通過します。[2]グーバウ線路の利点は、他の種類の伝送線路 よりも高周波での誘電損失による減衰が少ないことです。低周波の無線信号を伝送するために使用される平行線路 (ツインリード) と同軸ケーブルは、 UHF帯域の上限で損失が大きく、100 フィート (33 メートル) を超える距離ではほとんど役に立ちません。[2]グーバウ線路は、これらの周波数から、導波管を使用しなければならないマイクロ波周波数まで、低損失のアンテナ給電線 として機能します。" [2]
G ラインは、電気回路内のワイヤではなく、導波管の一種です。G ラインは、電磁波の伝播速度を自由空間速度よりも遅くすることで機能し、波面を導体に向かってわずかに内側に曲げて、波を同調させます。大きな半径の曲げは許容されますが、単一のワイヤを急激に曲げると、ラインが放射してエネルギーを空間に失います。理論上は誘電体コーティングが必須であり、波を遅くしてワイヤに沿って集中させます。ただし、実際には金属の有限の導電性が同様の効果を生み出す可能性があり、むき出しの G ラインが伝播する波を同調させる可能性があると指摘するユーザーもいます。
ホーン以外の構造も、グーバウ線路への電波の出し入れに使用されてきた。テーパード共平面導波管のような平面構造から、テラヘルツ帯のはるかに高い周波数で電波を「発射」することができる。単一の金属導体の寸法は通常 1 μm である。 [9]
グーバウ線は、一次元の電磁表面波を介してエネルギーを伝導します。これは、中波AM 放送局から家庭用 AM ラジオに信号を運ぶ地上波と呼ばれる二次元の表面波に似ています。表面波が曲がって導体の輪郭に沿う性質により、丘の向こう側で AM ラジオ局を受信できる理由や、地平線越えレーダーの仕組みが説明されます。
参照
特許
- 米国特許 2,685,068、「表面波伝送線路」。ジョージ JE グーバウ
- 米国特許 2,921,277、「表面波の発射と受信」。George JE Goubau。
参考文献
- ^ Yeh, C.; Shimabukuro, F. (2000). 誘電体導波管の本質。Springer Science & Business Media。ISBN 0387497994。
- ^ abcdef Straw, R. Dean編 (2000). ARRL アンテナブック、第 19 版。pp. 18.2–18.3。ISBN 0872598179。
{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ abc Lieberman, Leonard (1955年4月). 「Gラインアンテナリードイン」(PDF) .ラジオとテレビのニュース. 53 (4): 124–125 . 2014年9月14日閲覧。
- ^ グリフィス、B. ホイットフィールド Jr. (2000)。無線電子伝送の基礎。SciTech Publishing。pp. 307–308。ISBN 1884932134。
- ^ Harms、F. (1907)。 「Elektromagnetische Wellen an einem Draht mit isolierender zylindrischer Hulle」[円筒形の絶縁シースを備えたワイヤ上の電磁波]。アンナレン・デア・フィジーク。23 (6):44-60。ビブコード:1907AnP...328...44H。土井：10.1002/andp.19073280603。Stulle, Bergoz 2012 The Goubau line、p.148 に引用。2014-11-24 にWayback Machineでアーカイブ。
- ^ Goubau, G. (1950). 「表面波と伝送線路への応用」. Journal of Applied Physics . 21 (11): 1119–1128. Bibcode :1950JAP....21.1119G. doi :10.1063/1.1699553.Stulle, Bergoz 2012 The Goubau line、p.148 に引用。2014-11-24 にWayback Machineでアーカイブ。
- ^ ゾンマーフェルト、A. (1899)。 「Ueber die Fortpflanzung elektrodynamischer Wellen längs eines Drahtes」。物理学と化学のアナレン。67 (2): 233–290。ビブコード:1899AnP...303..233S。土井：10.1002/andp.18993030202。Stulle, Bergoz 2012 The Goubau line、p.148 に引用。2014-11-24 にWayback Machineでアーカイブ。
- ^ ab Stulle, F.; Bergoz, J. (2012 年 4 月 15 ～ 19 日)。「グーバウ線 - 高周波でのビーム計測ベンチテスト用表面波」。BIW2012: 第 15 回ビーム計測ワークショップ(PDF)。バージニア州ニューポートニューズ: Joint Accelerator Conferences ウェブサイト。pp. 146 ～148。ISBN 978-3-95450-121-2. 2014年11月24日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2014年9月15日閲覧。
- ^ T. Akalin、「THz 周波数での表面波伝送線路に基づく高解像度バイオセンサー」、第 35 回ヨーロッパマイクロ波会議、2005 年 10 月 3 ～ 7 日、フランス、パリ、および T. Akalin、「テラヘルツ周波数での単線伝送線路」、IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (IEEE-MTT)、第 54 巻、第 6 号、2006 年 6 月、ページ: 2762 - 2767