アンテナは電磁エネルギーを放射することで情報を送受信します。そのため、エネルギーと電力はこれらの電磁波に関連する重要なパラメータであり、これらについて議論することは不可欠です。電磁波は電場と磁場の両方から構成されます。
電磁波は、どの瞬間においても、これら2つのベクトルによって記述できる。下の図は、電磁波の電場成分と磁場成分を示している。
電磁波においては、電場は伝播方向に対して垂直であり、磁場も伝播方向に対して垂直である。また、電場と磁場は互いに垂直である。
ポインティングベクトル
ポインティングベクトルは、任意の瞬間における単位時間・単位面積あたりの電磁波のエネルギーを表す。これは1884年にジョン・ヘンリー・ポインティングによって初めて導出され、彼の名にちなんで名付けられた。
定義：ポインティングベクトルは、単位面積あたりのエネルギー伝達速度を表す。
あるいは、波が単位時間・単位面積あたりに運ぶエネルギーは、ポインティングベクトルによって与えられる。
ポインティングベクトルは次のように表される。S.
ユニット
ポインティングベクトルのSI単位はワット毎平方メートル（W/m²）です。
数式
電磁波に関連する電力を表す瞬時ポインティングベクトルは、次のように定義される。
どこEは電界強度ベクトルであり、Hは磁場強度ベクトルです。
ポインティングベクトルの導出
ポインティングベクトルをよりよく理解するために、その式を段階的に導出してみましょう。
伝播方向（X軸とする）に直交する領域Aを垂直に横切る電磁波を考えます。微小時間間隔dtの間に、波は距離dxを進みます。
どこSはポインティングベクトルです。上記の式は、任意の瞬間における単位時間・単位面積あたりのエネルギーを表します。これがポインティングベクトルの物理的な意味です。
アンテナについてさらに詳しく知りたい場合は、以下をご覧ください。
投稿日時：2026年5月15日
