マイクロストリップラインと導線上での，波形の進み方の違い

マイクロストリップラインと，導線上での，
波形の進行の仕方＝電荷の伝わり方は，異なるのでしょうか？

マイクロストリップラインでの波形の伝わり方は，
信号線とＧＮＤ上を，同じ方向に伝わると書籍に出ております．
（トラ技スペシャル：ディジタル・データ伝送技術入門にて）

以下に，
入力スイッチを左側に備えて終端をショートしたラインでの，
電荷の進み方を図示してみます．
左側にスイッチがあるとして，そのスイッチを一瞬，ON→OFFしたときの振る舞いです．

　　　　 　+　　　　 　　　　　　　　　 　+　　　　 　　　　　　　　　 　+　　　　　
信号線 －－－－－－　　 －－－－－－　　 －－－－－－　　
　　　　 　　　　　　　　　│→　 　　　　　　　│→　 　　　　　　　│
ＧＮＤ　 －－－－－－ 　　－－－－－－　　 －－－－－－　　
　　　　 　-　　　　 　　　　　　　　　 　-　　　　 　　　　　　　　　 　-
上記はマイクロストリップラインでの電荷伝播でしたが，
同様に，左側にスイッチを備えた，一本の導線の場合も，
スイッチを一瞬，ON→OFFしたときは，

　　　　 　+　　　　 　　　　　　　　　 　+　　　　 　　　　　　　　　 　+　　　　　
信号線 －－－－－－　　 －－－－－－　　 －－－－－－　　
　　　　 　　　　　　　　　│→　 　　　　　　　│→　 　　　　　　　│
ＧＮＤ　 －－－－－－ 　　－－－－－－　　 －－－－－－　　
　　　　 　-　　　　 　　　　　　　　　 　-　　　　 　　　　　　　　　 　-

のように，マイクロストリップラインと同じような流れをしているのでしょうか．
若しくは，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　- -
信号線 －－－－－－　　 －－－－－－　　 －－－－－－　　
　　　　 　　　　　　　　　│→　 　　　　　　　│- -　→　 　　　　　　　│
ＧＮＤ　 －－－－－－ 　　－－－－－－　　 －－－－－－　　
　　　　 　- -　　　　 　　

といった，電荷の濃密が伝わってゆく様な，進み方なのでしょうか？


特に，導線内での信号の進み方は，
電荷の濃密が伝わることによって，信号が進むと読んだことがあります．
（納得する電磁気学．．だったと思います）
電荷をプッシュすることによって，その圧縮が伝わり，電源(電池)の反対側まで伝わる，と．

それに対して，マイクロストリップラインは，
＋－の電荷が発生したことによる電界の発生→磁界の発生→電界・・・
と言った，電波伝搬がマイクロストリップラインと言う「溝」を伝っているに過ぎない
（トラ技スペシャル：ディジタル・データ伝送技術入門にて）
という説明を読みました．

ですので，マイクロストリップラインと導線では，電荷伝播の仕方が異なっているのか？
と疑問に思っている次第です．


また少し話は異なるかと思いますが，
マイクロストリップラインでは，信号線一本の中を伝わっていく信号に対して，
右ねじの法則を満たした磁界が発生している図を見ました．

これは，中学の時に学んだような，導線に電気を流した際，
その一本の導線に発生する磁界と，同じ形をしております．

進み方が異なるとすれば，磁界形も変わるのでは？という絡みも含めて，
両者共に電荷の進み方が同じであるのか，疑問に思っております．


ご回答，宜しくお願い致します．

No.1 ベストアンサー 回答者： foobar 回答日時： 2007/07/12 07:32

どちらも、伝わり方は同じです。

（同じものを、ストリップラインでは空間の電磁界に着目して表現していて、他方は導体内の電荷（電荷の濃密と電界は密接に関連しているかと）に着目して表現している、という違いのような）

この回答への補足

ご意見有難うございます．ただしっくり来ない点がありまして，
マイクロストリップラインでは，信号線とＧＮＤとの間が近いため，コンデンサの様な見方ができ，そこから変異電流としての電界が生じ，それが伝わってゆく，と書いてありました．
それに対し導線は，マイクロストリップラインのように信号線とＧＮＤが近くない＝コンデンサの様な変異電流という考えに至らない，という疑問点が残ります．
この点は，どう考えればよいのでしょうか？

補足日時：2007/07/12 08:38

No.3 回答者： tohoho2 回答日時： 2007/07/30 17:04

マイクロストリップラインを伝搬する波の波長（周波数）を考えればいいんじゃないかな。

マイクロストリップを伝搬させる波の波長は、マイクロストリップの長さと同程度かそれより短く（すなわち、周波数が非常に高く）、電磁波が信号線とグランドを反射しながら（振動しながら）伝搬しているイメージだな。

普通の導線は、その導線の長さに比べて、波長が非常に長い波を伝送するので、電磁波の周期が一瞬に伝わるイメージだな。

実際に、10cmの長さと、20kHzの信号の波長と20GHzの信号の波長を比べて見ればわかりやすい。

No.2 回答者： ymmasayan 回答日時： 2007/07/12 22:15

マイクロストリップラインや同軸ケーブルは分布定数回路として扱う必要が有りますね。

入口→線路→出口のインピーダンスマッチングも考える必要があります。
この辺が短距離の普通の電線と大きく違う所でしょう。

この回答へのお礼

今回は残念ながら、皆様のお力でも困難な質問となったようです。一度締め切らせて頂きます。
ご協力、感謝致します。

お礼日時：2007/08/16 09:47