表面波

マイクロ波場理論において、誘電体と導体の界面は「表面波伝送」を支える。表面波は伝送線路の一部として研究されており、一部は単線伝送線路とみなすことができる。

電気表面波現象の特徴と用途は以下のとおりです。

• 波の場成分は、界面からの距離とともに減少する。
• 電磁エネルギーは表面波場から別の形態のエネルギーに変換されない（漏洩または損失のある表面波を除く）^{[ 17 ]}ため、波は界面に垂直な方向に電力を伝達しない、つまりその方向に沿ってエバネッセントである^{[ 18 ] 。}
• 同軸ケーブルでは、TEMモードに加えて、中心導体の周囲領域で表面波として伝搬する横磁界（TM）モード^{[ 19 ]}も存在します。一般的なインピーダンスの同軸ケーブルではこのモードは効果的に抑制されますが、高インピーダンスの同軸ケーブルで、外部シールドのない単一の中心導体では、低減衰で非常に広帯域の伝搬がサポートされます。このモードでの伝送線路の動作はE線と呼ばれます。

表面プラズモンポラリトン（SPP）は、誘電率の異なる2つの媒体間の界面に沿って伝搬できる電磁表面波です。これは、界面を形成する一方の材料の誘電率が負で、もう一方の材料の誘電率が正である場合に存在します^{[ 10 ]} 。これは、プラズマ周波数​​以下の空気と損失のある導電性媒体との界面の場合に該当します。波は界面に平行に伝搬し、界面に垂直な方向に指数関数的に減衰します。この性質はエバネッセンスと呼ばれます。波は損失のある導体と第2の媒体の境界にあるため、これらの振動は、導電性表面への分子の吸着など、境界の変化に敏感になる可能性があります。^{[ 20 ]}

ゾンマーフェルト・ツェネック波またはツェネック波は、誘電率の異なる2つの均質な媒体間の平面または球面界面によって支持される非放射性の導波電磁波です。この表面波は界面に平行に伝搬し、界面に垂直な方向には指数関数的に減衰します。この性質はエバネッセンスとして知られています。この波は、界面を形成する一方の材料の誘電率が負で、もう一方の材料の誘電率が正である条件で存在します。例えば、空気と地上の送電線などの損失のある導電性媒体との間の界面がプラズマ周波数​​以下で存在します。電界強度は、界面に沿った伝搬方向で、1/√d の割合で2次元幾何学的電界が広がることと、周波数依存の指数関数的減衰 (α) (地上の送電線の散逸) が組み合わさって、e ^-αd /√d の割合で減衰します。ここで、α は媒体の導電率に依存します。損失のある地球上での波の伝搬の問題に関するアーノルド・ゾンマーフェルトとジョナサン・ゼネックによる当初の解析から生じたこの波は、マクスウェル方程式の厳密解として存在します。^{[ 21 ]}非放射導波モードであるゼネック表面波は、現実的な地上のゼネック表面波源に関連する放射状地電流のハンケル変換を用いることで導出できます。^{[ 10 ]ゾンマーフェルト・ゼネック表面波は、エネルギーが球の表面ではなく円周上に分布するため、エネルギーが R −1}に比例して減衰すると予測します。電波宇宙波伝搬において、ゾンマーフェルト・ゼネック表面波が伝搬モードであることを示す証拠はありません。伝搬損失指数は一般的に 20  dB/dec ～ 40  dB/dec の間です。

• 「表面波2017-09-03 にWayback Machineにアーカイブ済み」。Telecom Glossary 2000、ATIS 委員会 T1A1、パフォーマンスと信号処理、T1.523–2001。
• 「表面波」、連邦規格1037C。
• 「表面波」、MIL-STD-188
• 「高周波自動リンク確立（HF-ALE）のための複数軍種戦術、技術、および手順：FM 6-02.74、MCRP 3-40.3E、NTTP 6-02.6、AFTTP(I) 3-2.48、COMDTINST M2000.7」2003年9月。

• Barlow, HM、および Brown, J.、「電波表面波」、オックスフォード大学出版局、1962 年。
• Budden, KG、「電離層における電波；成層した電離層からの電波反射の数学的理論」。ケンブリッジ大学出版局、1961年。LCCN 61016040 /L/r85
• Budden, KG、「波動伝搬の導波管モード理論」。ロンドン、Logos Press; ニュージャージー州エングルウッド・クリフス、Prentice-Hall、c1961。LCCN 62002870 /L
• Budden, KG、「電波の伝搬 ：電離層および磁気圏における低出力電波の理論」。ケンブリッジ（ケンブリッジシャー）；ニューヨーク ：ケンブリッジ大学出版局、1985年。ISBN 0-521-25461-2LCCN 84028498
• Collin, RE、「導波の場理論」。ニューヨーク：Wiley-IEEE Press、1990年。
• Foti, S.、Lai, CG、Rix, GJ、Strobbia, C.、「地表近傍の地質特性評価のための表面波法」、CRC Press、フロリダ州ボカラトン（米国）、487ページ、ISBN 97804156787662014年 < https://www.crcpress.com/product/isbn/9780415678766 >
• Sommerfeld, A.、「物理学における偏微分方程式」（英語版）、Academic Press Inc.、ニューヨーク、1949年、第6章「ラジオの問題」。
• Polo Jr., JA、Mackay, TG、Lakhtakia, A.、「電磁表面波：現代的視点」。米国マサチューセッツ州ウォルサム：Elsevier、2013年 < https://www.elsevier.com/books/electromagnetic-surface-waves/polo/978-0-12-397024-4 >。
• Rawer, K.「電離層における波動伝播」、ドルトレヒト、Kluwer Acad.Publ. 1993年。
• Sommerfeld, A.、「物理学における偏微分方程式」（英語版）、Academic Press Inc.、ニューヨーク、1949年、第6章「ラジオの問題」。
• ワイナー、メルビン・M.、「モノポールアンテナ」ニューヨーク、マルセル・デッカー、2003年。ISBN 0-8247-0496-7
• Wait, JR、「電磁波理論」、ニューヨーク、Harper and Row、1985年。
• Wait, JR、「成層媒体における波動」。ニューヨーク：パーガモン、1962年。
• ウォルドロン、リチャード・アーサー、「誘導電磁波の理論」。ロンドン、ニューヨーク、ヴァン・ノストランド・ラインホールド、1970年。ISBN 0-442-09167-2LCCN 69019848 //r86
• ワイナー、メルビン・M.、「モノポールアンテナ」ニューヨーク、マルセル・デッカー、2003年。ISBN 0-8247-0496-7

ゼンネック、ゾンマーフェルト、ノートン、グーバウ

• J. Zenneck、（翻訳者: P. Blanchin、G. Guérard、É. Picot）、「Précis de télégraphie sans fil  : complément de l'ouvrage  : Les oscillations électromagnetiques et la télégraphie sans fil」、パリ ：Gauthier-Villars、1911 年。 viii、385ページ。 ： 病気。; 26 センチメートル。 ( Tr .「無線電信の精度: 作業の補足: 電磁振動と無線電信」)
• J. Zenneck、「Über die Fortpflanzung ebener elektromagnetischer Wellen längs einer ebenen Leiterfläche und ihre Beziehung zur drahtlosen Telegraphie」、Annalen der Physik、vol. 23、846–866ページ、1907年9月。 ( Tr .「導体面に沿った電磁平面波の伝播と無線電信との関係について」)
• J. Zenneck、「Elektromagnetische Schwingungen und drahtlose Telegraphie」、gart、F. Enke、1905。xxvii、1019 p。 ： 病気。; 24 センチメートル。 ( Tr .「電磁振動と無線電信」)
• J. ゼネック（翻訳：AE シーリグ）『無線電信』、ニューヨークほか、マグロウヒル・ブック・カンパニー、初版、1915年。xx、443ページ、図版、図表、24cm。LCCN 15024534（編著「参考文献と理論に関する注釈」408～428ページ）。
• A. ゾンマーフェルト、「Über die Fortpflanzung elektrodynamischer Wellen längs eines Drahtes」、アン。物理学と化学、vol. 67、233–290ページ、1899年12月。 ( Tr .「円筒導体に沿った電磁波の伝播」)
• A. ゾンマーフェルト、「Über die Ausbreitung der Wellen in der drahtlosen Telegraphie」、Annalen der Physik、Vol. 28、665–736ページ、1909年3月。 ( Tr .「無線電信における電波の伝播について」)
• A. ゾンマーフェルト、「無線電信における波の伝搬」、Ann. Phys.、第81巻、1367–1153ページ、1926年。
• KA Norton、「地球表面および上層大気における電波の伝搬」、Proc. IRE、第24巻、1367～1387ページ、1936年。
• KA Norton、「有限導電率の球状地球上の地表波場強度の計算」、Proc. IRE、第29巻、623～639ページ、1941年。
• G. Goubau、「表面波とその伝送線路への応用」、J. Appl. Phys.、第21巻、 1119～1128ページ、1950年11月。
• G. Goubau、「Über die Zennecksche Bodenwelle」（Tr . 「On the Zenneck Surface Wave.」）、Zeitschrift für Angewandte Physik、Vol. 1951 年 3 日、Nrs. 3/4、103–107ページ。

待って

• 待ってください、JR、「側波と故ケネス・A・ノートンの先駆的な研究」。
• Wait, JR、および DA Hill、「垂直および水平開口部による HF 表面波の励起」。Radio Science、14、1979、pp 767–780。
• Wait, JR、および DA Hill、「垂直開口によるゼネック表面波の励起」、Radio Science、第 13 巻、第 6 号、1978 年 11 月～12 月、pp. 969–977。
• Wait, JR、「表面波と地表波に関する注記」、IEEE Transactions on Antennas and Propagation、1965年11月、第13巻、第6号、996～997ページ、ISSN 0096-1973 
• Wait, JR、「電磁地表波伝搬の古代および現代史」。IEEE Antennas Propagat. Mag.、第40巻、7～24ページ、1998年10月。
• Wait, JR、「付録C：わずかに粗い曲面地球上の地表波伝播の理論について」、地球物理学における電磁探査。コロラド州ボルダー、Golem、1971年、37～381ページ。
• Wait, JR、「電磁表面波」、Advances in Radio Research、1、ニューヨーク、Academic Press、1964年、pp. 157–219。

その他

• RE Collin、「損失のある地球または海上で放射されるヘルツダイポール：20世紀初頭と後期のいくつかの論争」、アンテナと伝播マガジン、46、2004、pp. 64–79。
• FJ Zucker、「表面波アンテナと表面波励起アレイ」、アンテナ工学ハンドブック、第2版、RC JohnsonおよびH. Jasik編、ニューヨーク：McGraw-Hill、1984年。
• Yu. V. Kistovich、「小さな垂直開口を持つ光源からの放射におけるゼンネック表面波の観測の可能性」、ソビエト物理学技術物理学、第34巻、第4号、1989年4月、391-394頁。
• VI バイバコフ、VN ダツコ、ユウ。 V. Kistovich、「ゼネックの表面電磁波の実験的発見」、Sov Phys Uspekhi、1989、32 (4)、378–379。
• Corum, KL および JF Corum、「ゼンネック表面波」、ニコラ・テスラ、雷の観測、および定常波、付録 II。1994年。
• MJ King および JC Wiltse、「ミリ波帯における被覆または非被覆金属ワイヤ上の表面波伝搬」。J. Appl. Phys.、vol. 21、pp.  1119–1128、11月、
• MJ King および JC Wiltse、「電気断面積の誘電体ロッド上の表面波伝搬」。Electronic Communications, Inc.、Tirnonium: kld. Sci. Rept.'No. 1、AFCKL 契約番号 AF 19(601)-5475、1960 年 8 月。
• T. Kahan および G. Eckart、「ゾンマーフェルトの電磁表面波について」、Phys. Rev. 76、406–410 (1949)。

• L.A. オストロフスキー編「移動する球体による表面波変調の実験モデル化と理論的研究」、海洋大気研究所、2002年。OCLC 50325097