Loading article…
マイクロ波工学は、マイクロ波回路、コンポーネント、システムの研究と設計に関係しています。この分野の分析、設計、測定技術には、基本原理が適用されます。この分野は、関係する波長が短いため、電子工学とは異なります。これは、マイクロ波周波数では、回路、伝送、伝播特性との相互作用が異なるためです。
この分野に関連する理論やデバイスとしては、アンテナ、レーダー、伝送線路、宇宙ベースシステム（リモートセンシング）、測定、マイクロ波放射の危険性、安全対策などがあります。
第二次世界大戦中、マイクロ波工学は、電磁放射の集束ビームで敵の船や飛行機の位置を正確に特定できるレーダーの開発に重要な役割を果たしました。この分野の基礎は、マクスウェル方程式とハインリッヒ・ヘルツの研究、ウィリアム・トムソンの導波管理論、JC・ボーズ、ラッセルとバリアン・ブロスのクライストロン、ペリー・スペンサーなどの貢献にあります。[1]
マイクロ波領域
マイクロ波は、10 3メガヘルツ (1 ギガヘルツ) から 300 ギガヘルツまでの電磁波を指す用語です。これらの周波数の物理的波長が短いためです。短波長エネルギーは、多くの用途で明確な利点があります。たとえば、比較的小型のアンテナと低電力送信機を使用して十分な指向性を得ることができます。これらの特性は、軍事用と民間用の両方のレーダーおよび通信用途に最適です。小型アンテナやその他の小型コンポーネントは、マイクロ波周波数の用途によって可能になります。サイズの利点は、スペース、重量、またはその両方の問題に対する解決策の一部と見なすことができます。マイクロ波周波数の使用は、より小型のターゲットの検出を可能にするため、船舶用レーダーの設計に重要です。マイクロ波周波数は、低周波数では発生しない送信、生成、および回路設計の特別な問題を引き起こします。従来の回路理論は電圧と電流に基づいていますが、マイクロ波理論は電磁場に基づいています。[2]
装置の信号波長が装置の大きさとほぼ同じで、集中素子モデルが不正確な場合、装置や技術は定性的に「マイクロ波」と表現されることがあります。その結果、実際のマイクロ波技術は、低周波の電波で使用される個別の抵抗器、コンデンサ、インダクタから離れる傾向があります。代わりに、分布素子モデルと伝送線路理論が、設計と解析のためのより有用な方法です。オープンワイヤと同軸伝送線路は導波管とストリップラインに取って代わられ、集中素子同調回路は空洞共振器または共振線に置き換えられました。可視光に通常関連する反射、偏光、散乱、回折、大気吸収の影響は、マイクロ波伝搬の研究において実際的な重要性を持っています。すべての周波数で同じ電磁気理論の方程式が適用されます。 [1] [3]
関連性
マイクロ波工学の分野は、マイクロ波領域が商業分野に進出するにつれて重要性を増し、もはや20世紀と21世紀の軍事技術にのみ適用されるものではなくなりました。マイクロ波領域の安価な部品とデジタル通信は、この分野に関連する領域を開拓しました。これらの領域には、レーダー、衛星、無線通信、光通信、高速コンピュータ回路、衝突回避レーダーなどがあります。[4]
教育
多くの大学ではマイクロ波工学を教えています。以下にいくつかの例を示します。
マサチューセッツ大学アマースト校は、マイクロ波リモートセンシング、アンテナ設計、通信システムの研究および教育プログラムを提供しています。大学院の学位取得につながるコースとプロジェクトワークが提供されています。専門分野には、マイクロ波およびRF集積回路設計、アンテナ工学、計算電磁気学、電波伝搬、レーダーおよびリモートセンシングシステム、画像処理、THzイメージングなどがあります。[5] [6]
タフツ大学は、大学院課程の一環としてマイクロ波および無線工学の認定プログラムを提供しています。このプログラムは電気工学の修士号取得に応用できます。このプログラムに入学するには、学生は適切な学士号を取得している必要があります。[4]
オーバーン大学はマイクロ波分野の研究を行っています。無線工学研究教育センターは3つの研究センターのうちの1つです。大学では無線電気工学専攻の無線工学学士号も提供しています。[7] [8] [9]
ブラッドリー大学は、マイクロ波および無線工学プログラムで学部および大学院の学位を提供しています。同大学には、先端マイクロ波研究所、無線通信研究所、その他の研究関連施設があります。[10]
社会
この分野に関連する専門団体が存在します。
IEEEマイクロ波理論技術協会（MTT-S）は「マイクロ波理論とその応用の進歩を促進します...」。この協会は査読付きジャーナルと雑誌も発行しています。[11]
ジャーナルおよびその他の学術雑誌
マイクロ波工学に関するトピックスを取り扱う査読付きジャーナルやその他の学術雑誌があります。これらの中には、IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques、IEEE Microwave and Wireless Components Letters、Microwave Magazine、[12] IET Microwaves, Antennas & Propagation、[13] Microwave Journalなどがあります。[14]
参照
参考文献
- ^ ab Das, Annapurna; Sisir K. Das (2000–2009). マイクロ波工学。McGraw-Hill 電気工学シリーズの中核 概念。(第 1 版)。McGraw-Hill Higher Education。ISBN 978-0-07-352950-9。
- ^ 「モジュール 11 — マイクロ波の原理」（無料 PDF ダウンロード） .海軍電気電子訓練シリーズ (NEETS) .アメリカ海軍. 1998 年 . pp. 1–1 から 1–10 . 2011 年 9 月 4 日閲覧。
FTCM フランク・E・スローンが作成
この記事には、米国海軍のウェブサイトまたは文書からのパブリック ドメインの資料が組み込まれています。
- ^この段落は、Wikipedia の 「マイクロ波」という記事(2011 年 9 月 4 日) から直接コピーされました。ただし、この資料は、この記事で提供されている信頼できるソース (Das, Annapurna、および Sisir K. Das. Microwave Engineering . McGraw-Hill Higher Education) によってカバーされています。
- ^ ab Microwave and Wireless Engineering (2011). 「認定プログラム」（オンラインウェブページ） .タフツ大学. 2011年9月12日閲覧。
- ^ 「Research Center & Labs」（オンラインウェブページ） .マサチューセッツ大学アマースト校. 2011年. 2011年10月18日閲覧。
- ^ 「大学院学位」（オンラインウェブページ）マサチューセッツ大学アマースト校。2011年。 2011年10月18日閲覧。
- ^ Research and Outreach (2011). 「概要」（オンラインウェブページ） .オーバーン大学（アラバマ州） . 2011年9月12日閲覧。
- ^ 「学部課程」（オンラインウェブページ）オーバーン大学（アラバマ州） 2011年2011年9月12日閲覧。
- ^ 「ワイヤレス エンジニアリング プログラム オプション」(オンライン ウェブ ページ)。オーバーン大学(アラバマ州)。2011 年。2011 年 9 月 12 日閲覧。
- ^ 「マイクロ波および無線エンジニアリング プログラム」（オンライン ウェブ ページ）。ブラッドリー大学(イリノイ州) 。2011 年。2011 年 9 月 12 日閲覧。
- ^ 「MTT-Sについて」（オンラインウェブページ） 。 2011年9月12日閲覧。
- ^ 「MTT-S Publications」（オンラインウェブページ） 。 2011年9月12日閲覧。
- ^ 「IET マイクロ波、アンテナ、伝搬」（オンライン ウェブ ページ）。Institution of Engineering and Technology。2011年 9 月 12 日閲覧。
- ^ 「Microwave Journal」（オンラインウェブページ） Horizon House Publications 2011年9月12日閲覧。