ブックタイトル実装技術5月号2021年特別編集版

概要

実装技術5月号2021年特別編集版

折率σ は1 以下になる場合はあります（図3）。　しかし、屈折率がマイナスになることはありません（図4）。　屈折率がマイナス時なるためには透磁率（μ）か誘電率（ε）のどちらかがマイナスの値をもつ必要があります。　こんな物質は、少なくとの現在のところ存在しないはずです。　もし、そよような物質が存在するならば、相対性理論の「真空中の光よりも早いものは存在しない」を否定してしまいます。　「メタマテリアル」が一躍世界的な研究テーマとなり、20年が過ぎ、当初の「メタマテリアルの現象は実現するのか？」から、「実現できる」へ、「研究」から「実際への応用」へと段階が進んできました。2. 伝送線路モデル　メタマテリアルの性質を考えるため、伝送線路の等価回路モデルを考えてみましょう。　無損失の伝送線路は直列にL成分、並列にC成分が均等に分布しています（図5）。　実際には微小なR 成分も直列、並列に分布しています。　このR 成分が「損失」に相当します（図6）。LとCは信号の位相を変化させます。　伝送線路ではLとC の分布がマッチしているので電流と電圧の位相差は生じませんが、電流と電圧が同位相のまま、少しづつ遅れが生じます。　この位相遅れが伝搬遅延になります（図7）。　もしこれが逆に直列にC 成分、並列にL 成分が均等に分布した回路を考えると（図8）、信号は位相進みながら伝搬します（図9）。　つまりレシーバー側の信号がドライバー側の信号より位相が進んでいることになります。　つまり、レシーバからドライバーに信号が伝搬する現象が発生します。　一般に電界、磁界、電力の方向を示すのにフレミングの右手系の法則なっています（図10）。　しかし図8のような電力の移動は左手系の世界になっています（図11）。　「因果律」が逆転し、ドライバ信号より、レシーバー信号の方が位相が早い、「光速より早く」信号が伝搬する現象が発生します。　実世界の物質ではこのようなことは起こり得ません。　しかし「メタマテリアル」ではこのような現象が観測されるというのです。　実際の伝送線路では図6のように配線にはL成分が現れ配線に流れる電流の変化によって磁界が発生します。また、配線と周囲の電位差により、電界が発生し、近隣の配線や隣り合ったプレーン層の間に容量（C 成分）をもちます（図12）。前田真一の最新実装技術 あれこれ塾図5　伝送線路モデル図9　信号伝搬と位相が逆転図12　配線に流れる電流が発生させる電界と磁界図10　フレミングの右手の法則図11　左手系モデル図4　マイナスの屈折率図8　L、Cが逆転したモデル図7　信号伝搬と位相図6　損失のある伝送損失モデル53