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特性インピーダンス
(characteristic impedance)

Z₀ ＝ √(μ / ε) ＝ √(μ₀ / ε₀) = 120π ≒ 376.7Ω

となる。

同様に、任意の伝送線路も 特性インピーダンス Z₀ を持ち、これは

Z₀ ＝ √( (R + jωL) / (G + jωC) ) ≒ √(L / C)

となる。 大半の同軸ケーブルは、 特性インピーダンスが 50Ω と 75Ωのいずれかとなるように設計されている。 また、ツイスト・ペア・ケーブルは 100Ω前後の特性インピーダンス (これは同軸ケーブルのように安定したものではないが) を持つ場合が多い。

電磁波の伝搬経路にインピーダンスが変化する点があると、 その点で電磁波の反射が生じるため、 高周波信号の伝送、あるいは長距離伝送のためには、 インピーダンスの管理が重要となる。 例えば、同軸ケーブルの使用に際して、 50Ωのケーブルと 75Ωのケーブルを混在させるべきではないし、 コネクタもケーブルと同一のインピーダンスのものを正しく使用すべきである。 この反射の量はインピーダンスの比率によって決まり、 一般に、扱う信号の周波数が高くなれば、 インピーダンスをより正確に管理することが必要となる。 そのような状況で 伝送路のインピーダンスを変化させる必要がある場合には、 インピーダンス整合 (matching) のための何らかの手段が用いられる。 通常、整合の程度は、VSWR や 反射減衰量 などで表現される。

多くの電子技術者に関係するであろう重要な点は 伝送線路の末端の扱いであり、 ここを単に開放したままにしておけば その点でインピーダンスが無限大にまで変化し、100% の反射が生じることになる。 これは、例えば高速デジタル信号波形に余計な振動を生じ、 動作上の問題を生じるとともに、 エミッションを増大させる可能性を持ち得る。 従って、その伝送路が電気的に長いものである場合 (例えば、信号の立ち上り／立ち下がり時間が伝搬時間よりも短い場合) には、 一般に、インピーダンスの極端な変化を避けるための処置が必要となる。 このような反射を避けるための主な方法は伝送線路の 終端 (termination) であり、 理論的には、通常の伝送線路の場合は特性インピーダンスと等しい抵抗による 終端で整合をとれることになる。

平面波の伝送路においても、 伝送線路の場合と同様、 特性インピーダンスの変化は反射を生じることになる。 この観点からは、電磁シールドは 特性インピーダンスを急激に変化させることによって 電磁波を反射させるものとして見ることもできる。 電磁波が自由空間から電波吸収材に入る箇所でも 同様の反射が生じ得るため、 広帯域で低反射率の電波吸収体の多くは、 その材質を徐々に変化させ、 あるいは楔形やピラミッド形の形状のものを並べることによって、 特性インピーダンスの急激な変化を避けるようにしている。

by Tom Sato, 2003-03-07