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設計技術シリーズ

-はじめて学ぶ電磁波工学と実践設計法-
マイクロ波加熱応用の基礎・設計

著者: 三谷友彦氏(京都大学)
価格: 3,600円(本体)+税
判型: A5
ページ数: 294 ページ
ISBN: 978-4-904774-18-2
発売日: 2015/1/24
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【著者紹介】

三谷 友彦(みたに ともひこ)
昭和52年生まれ
平成11年 京都大学工学部電気電子工学科卒
平成13年 京都大学大学院情報学研究科修士課程修了
平成15年 京都大学宙空電波科学研究センター助手
平成24年 京都大学生存圏研究所准教授となり現在に至る。
主として無線電力伝送、電磁波を用いた化学反応プロセスに関する研究に従事。京都大学博士(工学)。

【目次】

序文

第1章 はじめに

第2章 電磁気学の基礎

  1. 2-1 クーロンの法則
  2. 2-2 電界
  3. 2-3 電位
  4. 2-4 磁界
  5. 2-5 電流とアンペールの法則
  6. 2-6 ビオ・サバールの法則
  7. 2-7 電荷の連続式

第3章 媒質の電気定数

  1. 3-1 透磁率
  2. 3-2 誘電率
  3. 3-3 導電率
  4. 3-4 正弦波と三角関数
  5. 3-5 正弦波の複素数表現
  6. 3-6 誘電率・透磁率の複素数表現
  7. 3-7 誘電正接
  8. 3-8 デバイの式と緩和時間
  9. 3-9 コール-コールの円弧則
  10. 3-10  デビッドソン-コールの経験則

第4章 電磁波伝搬の基礎

  1. 4-1 ガウスの法則
  2. 4-2 ファラデーの電磁誘導の法則
  3. 4-3 変位電流
  4. 4-4 マクスウェル方程式
  5. 4-5 ヘルムホルツ方程式
  6. 4-6 直交座標系でのマクスウェル方程式・ヘルムホルツ方程式
  7. 4-7 平面波
  8. 4-8 偏波
  9. 4-9 ポインティングベクトル
  10. 4-10  異なる媒質の境界面における電磁界の境界条件
  11. 4-11  平面波の反射・透過・屈折
  12. 4-12  表皮深さ
  13. 4-13  媒質内における吸収電力と浸透深さ

第5章 電気回路の基礎

  1. 5-1 抵抗・インダクタ・キャパシタ
  2. 5-2 インピーダンス・アドミタンス
  3. 5-3 キルヒホッフの法則
  4. 5-4 直列接続と並列接続
  5. 5-5 瞬時電力と平均電力
  6. 5-6 変圧器(トランス)・理想変成器
  7. 5-7 4端子回路の行列表現
  8. 5-8 インピーダンス行列・アドミタンス行列
  9. 5-9 入力インピーダンス・出力インピーダンス

第6章 分布定数線路の基礎

  1. 6-1 分布定数回路
  2. 6-2 伝搬定数・位相速度・群速度・波長
  3. 6-3 前進波・後進波と特性インピーダンス
  4. 6-4 分布定数線路の4端子回路表現
  5. 6-5 分布定数線路を含む回路の入力インピーダンス

第7章 スミス図表とインピーダンス整合

  1. 7-1 集中定数回路における最大電力供給条件
  2. 7-2 電圧反射係数
  3. 7-3 定在波と電圧定在波比
  4. 7-4 スミス図表
  5. 7-5 スミス図表の使用方法
  6. 7-6 インピーダンス整合
  7. 7-7 単一スタブによるインピーダンス整合
  8. 7-8 二重スタブによるインピーダンス整合
  9. 7-9 三重スタブによるインピーダンス整合
  10. 7-10 λ/4変成器

第8章 導波路

  1. 8-1 波数
  2. 8-2 電磁波の伝搬モード
  3. 8-3 同軸線路
  4. 8-4 方形導波管のTEモード伝搬
  5. 8-5 方形導波管のTMモード伝搬
  6. 8-6 方形導波管の遮断周波数・位相速度・管内波長
  7. 8-7 方形導波管の基本モード(TE10モード)
  8. 8-8 円形導波管のTEモード伝搬・TMモード伝搬

第9章 共振器

  1. 9-1 電気回路における共振現象およびQ値
  2. 9-2 内部Q値と外部Q値
  3. 9-3 分布定数線路共振器
  4. 9-4 方形導波管を用いた短絡板共振器
  5. 9-5 直方体空洞共振器

第10章 Sパラメータ

  1. 10-1 デシベル(dB)
  2. 10-2 Sパラメータ
  3. 10-3 Sパラメータの物理的意味

第11章 電磁界解析ソフトウェアを用いた設計例

  1. 11-1 誘電体挿入による方形導波管でのλ/4変成器の設計
  2. 11-2 直方体空洞共振器を模擬したマイクロ波加熱容器の設計
  3. 11-3 誘電率変化による直方体空洞共振器の共振周波数のずれ

付録A

  1. A-1 指数関数・対数関数
  2. A-2 複素数
  3. A-3 三角関数
  4. A-4 2×2行列
  5. A-5 ベクトルおよびベクトルの内積・外積
  6. A-6 微分・積分
  7. A-7 2階の微分方程式
  8. A-8 直交座標系と円柱座標系
  9. A-9 スカラの勾配とベクトルの発散・回転
  10. A-10 ストークスの定理とガウスの発散定理

【参考文献】

  • 日本電子機械工業会電子管史研究会編、電子管の歴史-エレクトロニクスの生い立ち-、オーム社、1987
  • 越島 哲夫(編)、普及版マイクロ波加熱技術集成、NTS、1994
  • 株式会社エヌ・ティー・エス(編)、マイクロ波の新しい工業利用技術 -ナノ・微粒子製造から殺菌・環境修復まで-、NTS、2003
  • H. M. (Skip) Kingston (Ed.) and Stephen J. Hasewell (Ed.), Microwave-Enhanced Chemistry-Fundamentals, Sample Preparation, and Applications-, American Chemical Society, 2010
  • 堀越智、谷正彦、佐々木政子、図解よくわかる電磁波化学 -マイクロ波化学・テラヘルツ波化学・光化学・メタマテリアル-、日刊工業新聞社、2012
  • R. Roy, D. Agrawal, J. Cheng, and S. Gedevanshvili, “Full sintering of powdered-metal bodies in a microwave field”, Nature, vol.399, pp.668-670, 1999
  • T. Mitani, M. Oyadomari, H. Suzuki, K. Yano, N. Shinohara, T. Tsumiya, H. Sego and T. Watanabe, “A Feasibility Study on a Continuous-Flow-Type Microwave Pretreatment System for Bioethanol Production from Woody Biomass”, 日本エネルギー学会誌, vol.90, no.9, pp.881-885, 2011
  • 卯本重郎、電磁気学、昭晃堂、1975
  • 国立天文台編、平成25年理科年表、丸善出版、2012
  • 電気学会、誘電体現象論、オーム社、第2章、1973
  • 川端昭、電子材料・部品と計測、コロナ社、第6章、1982
  • 柴田長吉郎、工業用マイクロ波応用技術、電気書院、序章、1986
  • 長谷部望、電波工学 (改訂版)、コロナ社、第3章、2005
  • 石原照也 (監修)、メタマテリアルの技術と応用 (普及版)、シーエムシー出版、基礎編第1章、2011
  • 岡田文明、マイクロ波工学 -基礎と応用-、学献社、3.4節、1993
  • 中島将光、マイクロ波工学 -基礎と原理-、森北出版、1975
  • 岡田文明、マイクロ波工学 -基礎と応用-、学献社、1993
  • 国立天文台編、平成25年理科年表、丸善出版、2012
  • 小西良弘、実用マイクロ波技術講座 理論と実際 第1巻、日刊工業新聞社、2001

【口コミ】

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