BH7CNC_Jack どんなに優れた機器でも、アンテナが悪いと全く役に立たない。— BH7CNC.OP (つまり私) 本記事は、計算を伴わない概念的な学習に焦点を当てており、数学の公式によって視線がずれるといったことはありません。できる限り分かりやすい表現を使用します。 皆様からのご意見、ご指摘、または補足情報をお待ちしております。 アンテナの分類は様々な種類がありますが、ここでは具体例を用いて説明し、それに適切なカテゴリを割り当てます。 常識 高周波アンテナは一般的に小型化される傾向があり、これは波長が短いことによるものです。一方、低周波の場合は、アンテナを基板や筐体に取り付けることが一般的です。また、アンテナの素材も金、銀、銅、鉄、錫など、様々なものを使用できますし、形状も多様で、例えばDP(ダイポール)を左右に曲げることで放射特性を変えることができます。 事前に、いくつかの性能指標を知っておきたい。 まず、非常に重要なアンテナの性能指標の一つである「ビームパターン」(およびそのゲイン)について説明します。この図は様々な表現方法がありますが、一般的には極座標で表されますが、最も分かりやすいのは3次元表示です。 ここでは、正方形アンテナのシミュレーションを用いて説明します。 これは極座標図で、同一円は増幅を表しています。座標のラベルが付いているため、X軸とY軸が空撮からの視点、Z軸が水平方向からの視点であることを容易に理解できます。そして、この図から想像すると、これは変形したリンゴの波状構造であり、3Dの波状構造は以下のようになります: 青色の正方形アンテナの配置状況。つまり、正方形の中心を通る垂直線が最大の放射(受信)方向であり、そのゲインは3.3dBiです。 アンテナ アンテナは、共振アンテナとも呼ばれ、電流の分布には共振特性があります。 水平磁極 正V: 逆V: 水平双極、正V型、逆V型のアンテナは、わずかにアンテナの形状を変化させますが、ここで言及されているこれらのアンテナはすべて同じ種類の線形アンテナです。なぜ「線形アンテナ」と呼ばれるのでしょうか?それは、アンテナの振幅の直径が波長に対して非常に小さいためです。したがって、「線形アンテナ」と呼ばれます。また、これは駐波アンテナ(一般的には狭帯域)でもあります。なぜなら、アンテナは開いた形状をしており、電流ループがないため、アンテナ全体に駐波が発生し、これは行波アンテナに対応します。この原理に基づいた別の変形には: 偏向アンテナ: エンドフェードも、ある意味では偏置とも言えるが、その度合いが極端である。ただし、フェードポイントが中心にないため、入力インピーダンスや初期電流が異なることによって、波形にもわずかな変化が生じる。 GP: このアンテナは、大地を別の振動子として利用するため、接地抵抗を下げるために接地網を使用し、抵抗を小さくすることで電流のバランスを取ります。一般的に、球形のアンテナは地面に立てて使用されるものであり、そのため全方向への電波放射が可能です。ただし、立てた状態であるため、垂直偏波となります。携帯用のゴム製のアンテナもGP(グラウンドプラン)を使用していますが、携帯電話を別の振動子として扱っています。また、GPの変形として、立てた振動子の等価直径を大きくすることで、「線状アンテナ」としての特性を弱め、帯域幅を持たせるという方法もあります。 コウェブ 蜘蛛網アンテナ: 複数の波状のDP(ダイレクト・プル)が、直角に曲げられて長方形になったとしても、基本的な構造は変わりません。 第一種の八木アンテナ: 励磁コイルのみが駐波アンテナとして機能します。全体としては、行波アンテナです。 これは、特定の方向に向けて電波を送受信するアンテナであり、水平方向の双極子アンテナに、反射素子と誘導素子を加えたものです。アンテナユニットの数が多ければ多いほど、ゲイン(送信電力の指向性)が高くなり、前方・後方の比(180度の方向におけるゲインの比)も大きくなります。 アンテナ(高架アンテナ): これは「線状アンテナ」とは言い切れないほど、帯域が広い。主な理由は、共振子が非常に太いことによる。ここでは細い線を当てはめており、方向特性はDPと同様だが、帯域が広い。その他の形状(扇形アンテナ、双円錐アンテナ、バットアンテナなど)も、共振子を等価に太くすることで実現できる: 上記で紹介されている内容は全て網羅されているわけではありませんが、アンテナに関する基本的な知識は得られたはずです。「線形アンテナ」についてもある程度の理解があると思います。 アンテナ マイクロ波や電磁波は、いずれもアンテナ波とみなすことができます。前節の内容と対応しており、電波は反転しません。そのため、アンテナ電流の分布が異なりますが、一般的にはこのようなアンテナは閉ループ(特殊な状況では駐波アンテナにもなる)となり、帯域幅も広くなります(例:マイクロリング)。以下に代表的なものをいくつか紹介します。 アンテナ: 実際には、この形状は長方形、三角形、六角形などでも構いません。重要なのは「リングアンテナ」であること。ただし、リングの大きさも重要で、小さなリングと大きなリングでは電流の分布に大きな違いがあり、そのため放射方向が異なります。例えば、最初にシミュレーションした正方形のリングは大きなリングであり、小さなリングの放射方向は大きなリングの放射方向と垂直です!また、リングの放射方向には制限があり、複数の空間方向に直交する構造で全方位アンテナを作ることができます。例えば、半リング、二重リング、三重リングなどは、それぞれ波の向きを変えています 3次アンテナ: 半環アンテナ: 対数周波数アンテナ: これは広帯域指向性アンテナですが、非放射励起領域では伝搬となり、放射領域では駐波に類似した特性を示します。 また、短波用のものもありますが、かなり大きいです。 応急的な振動子: このタイプのアンテナは、「折畳み型」という言葉の通り、アンテナを折りたたむことで構成されます。2回折りたたむとT2FD、3回折りたたむとT3FD(三線アンテナ)となり、無限に折りたたむことができますが、終端抵抗があるため、帯域幅が広い行波アンテナとなります。 T2FD: T3FD (三線アンテナ): 第二種類のヤギアンタナ: この八木アンテナにおける励起振動子は、折れ線形振動子として機能するため、指向性とある程度の帯域幅を兼ね備えている。 らせんアンテナ: 注意:一部誤解を避けるため、GPアンテナの共振コイルと混同しないようにしてください。螺旋アンテナ全体が螺旋状になっており、電流がコイル内で回転するように設計されているため、円極性を持っています。通常、このようなアンテナには反射板(円形の金属板)が付属しています。 六角形のアンテナ: また、T2FDの変種です。 アンテナ(V型): これは、六角形のアンテナの半分です。 様々なマイクロ波アンテナ: スピーカーや、鍋のようなものも、ホイップ天線として機能します。このようなアンテナは、一般的に高い周波数を使用します。電波はすでに光のような性質(マイクロ波)を示していますが、鍋の出力部分は、上記のいずれかの形式になる可能性があります。スピーカーは、正方形、円形、あるいは奇妙な形状のものなど、さまざまな種類があります。 短い結びの言葉 アンテナは、奇妙な形や、複数のバフを組み合わせたようなデザインにすることも可能です。 例えば、複数の十字形のマヤ口アンテナは、双方向帯に対応し、V極性またはU極性を持ちます。また、90度ずつ隣接するアンテナを接続することで、45度の極性を持つマヤ口アンテナを作成することも可能です。彼らは全く同じように見えるのでしょうか? 例えば、複数の帯域で異なる放射方向の短波ラジオを受信するアンテナの場合、A帯は正V字形、B帯は水平、C帯は逆V字形とし、アンテナの末端を絶縁線で接続して吊り下げる、といった構成が考えられます。扇形アンテナと似ている感じでしょうか? したがって、具体的なアンテナについて詳細に検討し、その原理を理解することが重要です。大まかな抽象的な概念と想像力を身につければ、アンテナの仕組みは容易に理解できます。
BG5VWW これは初心者向けの投稿なので、初心者の質問をします。どうか教えてください。 805、771、770などのアンテナについてですが、これらの数字には具体的な意味があるのでしょうか?それとも、単にメーカーが独自に設定した番号なのでしょうか? 最初は、長さか周波数かと思っていたのですが、今はそれらとは関係がないことがわかりました。