アンテナ(ラジオ)

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電波を放射する半波長ダイポール アンテナのアニメーションで、力を示しています中央のアンテナは、無線送信機に接続された2本の垂直な金属棒です(図には示されていません)。送信機はロッドに交流電流流し、ロッドを(+)と(-)に交互に充電します電界のループはアンテナを離れ、光速で移動します。これらは電波です。このアニメーションでは、アクションが大幅に遅くなっています。

無線技術アンテナ又は空中線はとの間のインターフェースである電波空間ととともに使用する金属導体に移動電流、を伝搬する送信機または受信機[1]送信、無線送信機はアンテナの端子に電流を供給し、アンテナは、現在からエネルギーを放射電磁波(電波)。で受信、アンテナは、その端子に電流を生成するために電波の電力の一部を遮断する受信機に適用される増幅しますアンテナは、すべての無線機器に不可欠なコンポーネントです[2]

アンテナは、受信機または送信機に電気的に接続された導体要素)の配列ですアンテナは、すべての水平方向に均等に(全方向性アンテナ)、または優先的に特定の方向に(指向性、または高ゲイン、または「ビーム」アンテナ)電波を送受信するように設計できますアンテナは、送信機、放物面反射鏡ホーン、または寄生要素接続されていないコンポーネントを含み得、これらは、電波をビームまたは他の所望の放射パターンに向けるのに役立つ

最初のアンテナはジェームズクラークマクスウェルの電磁気理論によって予測された波存在を証明するために、ドイツの物理学者ハインリヒヘルツが先駆的な実験で1888年に建設しましたHertzは、送信と受信の両方放物面反射鏡の焦点にダイポールアンテナ配置しました[3] 1895年から、グリエルモマルコーニは長距離無線電信に実用的なアンテナの開発を開始し、ノーベル賞を受賞しました。[4]

用語

アンテナの電子記号

言葉のアンテナ空中を交換可能に使用されます。時折、同等の用語「空中」は、特に高架水平ワイヤーアンテナを意味するために使用されます。無線機器に関連するアンテナという言葉の由来は、イタリアの無線パイオニアであるグリエルモマルコーニに起因しています。 1895年の夏、マルコーニはボローニャ近くの父親の邸宅で屋外でワイヤレスシステムのテストを開始し、すぐにポールから吊り下げられた長いワイヤー「アンテナ」の実験を開始しました。[4]において、イタリアテントポールとして知られているL'アンテナ中央、及びワイヤとポールは単に呼ばれたL'アンテナそれまでは、無線放射送信および受信要素は単に「端末」と呼ばれていました。彼の卓越性のために、マルコーニのアンテナという言葉の使用は、ワイヤレスの研究者や愛好家の間で、そして後に一般の人々にも広まりました。[5] [6] [7]

アンテナは、実際の機能コンポーネントに加えて、サポート構造、エンクロージャ(存在する場合)などを含むアセンブリ全体を広く指す場合があります。受信アンテナは、特にマイクロ波周波数以上で、受動金属受信要素だけでなく、統合されたプリアンプまたはミキサーも含むことができる

概要

アンテナは、無線受信機または送信機がその電気的接続を電磁界に結合するために必要です。[9] ラジオ波である電磁波の空気(または空間を介して)を介して信号を伝送する光の速度はほとんどないと伝送損失が

全方向性アンテナの一般的な例である自動車のホイップアンテナ。

アンテナは、全方向性、すべての方向にほぼ均等にエネルギーを放射する方向性、またはエネルギーが他の方向よりも1つの方向に沿ってより多く放射する指向性分類できます。 (アンテナは相互に作用するため、電波の受信に対しても同じ効果があります。)完全に均一な全方向性アンテナは物理的に不可能です。一部のアンテナタイプは、水平面で均一な放射パターンを持っていますが、上向きまたは下向きにほとんどエネルギーを送りません。 「指向性」アンテナは通常、他のステーションの方向の電磁界への結合を最大化することを目的としています。

垂直アンテナまたはホイップアンテナ水平全方向に放射するが、上方または下方に少ないエネルギーを送ります。同様に、水平に向けられダイポールアンテナは、導体に平行な方向ベクトルにほとんどエネルギーを送りません。この領域はアンテナヌルと呼ばれます。

ほとんどのアンテナ設計の基礎となるダイポールアンテナは、バランスの取れたコンポーネントであり、2つの端子に等しいが反対の電圧と電流が印加されます。垂直アンテナはモノポールアンテナであり、アースに対してバランスが取れていません。地面(または任意の大きな導電性表面)は、ダイポールの2番目の導体の役割を果たします。モノポールアンテナは導電性の表面に依存しているため、地球の表面に取り付ける効果を概算するためにグランドプレーン取り付けることができます

図の電界 (青)磁場 (赤)により放射ダイポールアンテナ (黒棒)送信中。

より複雑なアンテナは、アンテナの指向性を高めます。受信機または送信機に直接接続する必要のないアンテナ構造の追加要素は、その指向性を高めます。アンテナの「ゲイン」は、放射電力が特定の立体角の空間に集中することを表します。 「ゲイン」は、電力の正味の増加を意味するアンプの「ゲイン」と比較すると、おそらく残念ながら選択された用語です。対照的に、アンテナの「ゲイン」の場合、目的の方向に増加した電力は、不要な方向に減少した電力を犠牲にします。増幅器とは異なり、アンテナは電気的に「パッシブ」なデバイスであり、総電力を節約し、電源(送信機)から供給される電力を超える総電力の増加はありません。 その固定合計の分布を改善しただけです。

フェーズド・アレイは、電気ネットワークを介して互いに接続された2つの以上の単純なアンテナから成ります。これには、特定の間隔の多数の並列ダイポールアンテナが含まれることがよくあります。ネットワークによって導入される相対位相に応じて、ダイポールアンテナの同じ組み合わせは、「ブロードサイドアレイ」(要素を接続するラインに垂直な方向)または「エンドファイアアレイ」(要素)。アンテナアレイは、ダイポールアンテナ、ループアンテナ、スロットアンテナなど、基本的な(全方向性または弱指向性)アンテナタイプを使用できます。これらの要素は多くの場合同一です。

対数周期ダイポールアレイのダイポール素子の数から成る異なる非常に広い帯域幅を有する幾分指向性アンテナを得るために長さ。それを構成するダイポールアンテナは、すべて電気的に相互に(および伝送ラインに)接続されているため、すべて「アクティブエレメント」と見なされます。八木・宇田アンテナ(または単に「八木」)は、電気的な接続を持つ唯一のダイポール素子を有します。他の寄生要素狭い帯域幅で指向性アンテナを実現するために、電磁界と相互作用します。伝播方向のアクティブ要素の前にいくつかのいわゆる「ダイレクタ」があり、アクティブ要素の反対側に1つまたは複数の「リフレクタ」があり得る。

放物面反射鏡やホーンなどのビームフォーミング技術を使用すると、より大きな指向性を得ることができますアンテナの高い指向性は、波長に比べてアンテナが大きいことに依存するため、このタイプの狭いビームは、UHFおよびマイクロ波周波数でより簡単に実現されます。

低周波数(AM放送など)では、垂直タワーのアレイを使用して方向性を実現し[10]、それらは広い土地を占有します。受信の場合、長いビバレージアンテナはかなりの指向性を持つことができます。無指向性のポータブル使用の場合、短い垂直アンテナまたは小さなループアンテナが適切に機能します。主な設計上の課題はインピーダンス整合です。垂直アンテナでは、アンテナの基部にある装荷コイルを使用して、インピーダンスの無効成分をキャンセルすることができます小さなループアンテナは、この目的のために並列コンデンサで調整されています。

アンテナの引き込みは、アンテナを送信機または受信機に接続する伝送ラインまたは給電線です。 「アンテナ給電」は、伝送線路に加えてインピーダンス整合ネットワークなど、アンテナを送信機または受信機に接続するすべてのコンポーネントを指す場合があります。ホーンやパラボリックディッシュなどのいわゆる「アパーチャアンテナ」では、「フィード」は、反射要素のシステム全体に埋め込まれた基本的な放射アンテナを指す場合もあります(通常、パラボリックディッシュの焦点またはホーンのスロート)これは、そのアンテナシステムの1つのアクティブな要素と見なすことができます。マイクロ波アンテナは、(導電性)の代わりに導波管から直接給電することもできます。送電線

アンテナカウンターポイズ、またはグランドプレーンは、接地を改善または代替する導電性材料の構造です。自然の地面に接続するか、自然の地面から絶縁することができます。モノポールアンテナでは、これは自然の地面の機能を支援します。特に、自然の地面の特性の変動(または制限)がその適切な機能を妨げる場合に役立ちます。このような構造は通常、同軸ケーブルのシールドなどの不平衡伝送ラインのリターン接続に接続されます

一部の開口アンテナの電磁波屈折器は、その形状と位置により、通過する電磁波面の一部を選択的に遅延または前進させるように機能するコンポーネントです。屈折望遠鏡は、一方の側の波の空間特性をもう一方の側に対して変更します。たとえば、一般にアンテナシステムの指向性を最大化するために、波を焦点に合わせたり、他の方法で波面を変更したりすることができます。これは、光学レンズと同等の無線です。

アンテナ結合網に使用される受動回路網(誘導性および容量性回路素子の一般的組合せ)でインピーダンス整合アンテナと送信機または受信機の間で。これは、伝送線路での損失を最小限に抑えるために定在波比を改善し、送信機または受信機に最適な動作のために期待される標準的な抵抗インピーダンスを提示するために使用できます

相反性

次のセクションで説明するアンテナの電気的特性(ゲイン放射パターンインピーダンス帯域幅共振周波数偏波など)が、アンテナが送信中受信中かにかかわらず同じであることが、アンテナの基本的な特性です[11] [12]たとえば、受信に使用した場合のアンテナの「受信パターン」(方向の関数としての感度)は、アンテナを駆動したときの放射パターンと同じです。ラジエーターとして機能します。これは、電磁気学相反定理の結果です[12] したがって、アンテナの特性の説明では、通常、受信と送信の用語は区別されず、アンテナは送信または受信のどちらか便利な方と見なすことができます。

前述の相反特性に必要な条件は、アンテナと伝送媒体の材料が線形で相反することです。 逆数(または両側)とは、材料が一方向の電流または磁場に対して、反対方向の電流または電流に対して同じ応答を示すことを意味します。アンテナに使用されるほとんどの材料はこれらの条件を満たすが、一部のマイクロ波アンテナはフェライトなどの非相反性材料で作られたアイソレータサーキュレータなどのハイテクコンポーネントを使用します[11] [12] これらを使用して、アンテナの受信時と送信時の動作を変えることができます。[11]これはレーダーなどのアプリケーションで役立ちます

共振アンテナ

アンテナ設計の大部分は、共振原理に基づいています。これは、光学特性が変化したときに光が反射するのと同じように、誘電率が変化する表面で反射する移動する電子の動作に依存しています。これらの設計では、反射面は導体の端、通常は細い金属線または棒によって作成されます。最も単純な場合は伝送ラインに接続されている一端に給電点があります。導体または要素は、目的の信号の電界と整列します。これは通常、アンテナからソース(または放送アンテナの場合は受信機)までの線に垂直であることを意味します。[13]

無線信号の電気部品は、導体に電圧を誘導します。これにより、信号の瞬間的なフィールドの方向に電流が流れ始めます。結果として生じる電流が導体の端に達すると、それは反射します。これは、180度の位相変化に相当します。導体である場合に1 / 4波長の長いそれが戻っ移動する、給電点からの電流は、それが導体の端に到達するまでに90度の位相変化を起こす180度を反映し、別の90度になります。これは、合計360度の位相変化が発生し、元の信号に戻ったことを意味します。したがって、要素内の電流は、その瞬間にソースから作成されている電流に追加されます。このプロセスは定在波を作成します導体内で、フィードで最大電流が流れます。[14]

通常の半波長ダイポールは、おそらく最も広く使用されているアンテナ設計です。これは、二つで構成されて1 / 4 波長の要素がエンドツーエンドに配置され、そして本質的に同じ軸(または沿って横たわって同一直線上に、二導体伝送線の各給電片側)。 2つの要素の物理的な配置により、180度位相がずれます。つまり、任意の時点で、一方の要素が送電線に電流を流し、もう一方の要素が送電線を引き出します。モノポールアンテナは、本質的に半波長ダイポールの半分、単一である1 / 4 に接続された他側との波長素子グランドまたは同等のグランドプレーン(またはカウンターポイズ)。ダイポールの半分のサイズであるモノポールは、ダイポールが実際には大きくない長波長無線信号に一般的です。もう1つの一般的な設計は、2つ(またはそれ以上)の半波長ダイポールを並べて両端で接続し、そのうちの1つだけを駆動する折り返しダイポールです。

定在波の設計動作周波数でこの所望のパターンを有する形態、F O、及びアンテナは、通常、この大きさになるように設計されています。ただし、でその要素を供給する3 fは0(波長が1 / 3のことをF Oにも定在波パターンをもたらすであろう)。このように、アンテナ素子は、また、その長さである場合、共振3 / 4波長の。これは、すべての奇数倍のために真である1 / 4 波長。これにより、アンテナの長さと給電点に関して設計にある程度の柔軟性がもたらされます。このような方法で使用されるアンテナは、調和的に作動します。[15]共振アンテナは通常、線形導体(または要素)、またはそのような要素のペアを使用します。各要素の長さは波長の約1/4です(1/4波長の奇数倍も共振します)。波長に比べて小型である必要があり、効率を犠牲にする必要があり、指向性があまり高くないアンテナ。波長は高周波(UHFマイクロ波では非常に小さいため、通常、パフォーマンスをトレードオフして物理的なサイズを小さくする必要はありません。

共振周波数で駆動される半波ダイポール上の定在波波は(色の棒でグラフで示されている電圧、赤V、電流の青I幅がアンテナ上のその点における量の振幅に比例します)。

電流と電圧の分布

1/4波要素は、導体に沿って存在する定在波により直列共振電気要素を模倣します。共振周波数では、定在波はフィードに電流ピークと電圧ノード(最小)を持ちます。電気的には、これは要素のリアクタンスが最小であり、最小電圧に対して最大電流を生成することを意味します。これは理想的な状況です。最小の入力に対して最大の出力を生成し、可能な限り最高の効率を生成するからです。理想的な(無損失の)直列共振回路とは異なり、アンテナの放射抵抗と実際の電気的損失のために、有限の抵抗が残ります(給電点の比較的小さな電圧に対応します)

材料の電気的特性に変化があると、電流が反映されることを思い出してください。受信信号を伝送線路に効率的に転送するには、伝送線路のインピーダンスがアンテナの接続ポイントと同じであることが重要です。そうでない場合、信号の一部がアンテナ本体に逆反射します。同様に、給電線がアンテナに接続する場所で電気インピーダンスに変化があった場合、送信機の信号電力の一部が反射されて送信機に戻ります。これは、インピーダンス整合の概念、アンテナと伝送ラインのシステム全体の設計につながり、インピーダンスが可能な限り近くなり、それによってこれらの損失が減少します。インピーダンス整合は、送信機とアンテナ間のアンテナチューナーまたはインピーダンス整合ネットワーク。給電線とアンテナ間のインピーダンス整合は、給電線の定在波比(SWR)と呼ばれるパラメーターによって測定されます

波長1mの信号で動作するように設計された半波長ダイポールについて考えてみます。つまり、アンテナは先端から先端まで約50cmになります。エレメントの長さ対直径の比率が1000の場合、固有のインピーダンスは約63オームの抵抗になります。適切な伝送線またはバランを使用して、その抵抗を一致させ、信号の反射を最小限に抑えます。そのアンテナに1アンペアの電流を供給するには、63ボルトが必要であり、アンテナは63ワット(損失を無視)の無線周波数電力を放射します。ここで、アンテナに波長1.25mの信号が供給される場合を考えてみます。この場合、信号によって誘導された電流は、信号と位相がずれたアンテナのフィードポイントに到達し、電圧が同じままで正味電流が低下します。電気的には、これは非常に高いインピーダンスのようです。アンテナと伝送ラインのインピーダンスは同じではなくなり、信号は反射してアンテナに戻り、出力が低下します。これは、アンテナと伝送ライン間のマッチングシステムを変更することで対処できますが、そのソリューションは新しい設計周波数でのみうまく機能します。

その結果、共振アンテナは、ソース信号の周波数がアンテナの設計周波数または共振倍数の1つに近い場合にのみ、信号を伝送ラインに効率的に供給します。これにより、共振アンテナの設計は本質的に狭帯域になります。共振を中心とする狭い範囲の周波数にのみ役立ちます。

電気的に短いアンテナ

装荷コイルを備えた典型的な中央負荷モバイルCBアンテナ

簡単な使用することが可能であるインピーダンス整合よりも実質的に短いモノポール又はダイポールのアンテナを使用可能にする技術を1 / 4または1 / 2  、それらが共振されるときのそれぞれの波長を、。これらのアンテナが(特定の周波数に対して)短くなると、それらのインピーダンスは直列容量性(負)リアクタンスによって支配されるようになります。適切なサイズの装荷コイル」を追加する–等しく反対の(正の)リアクタンスを持つ直列インダクタンス–アンテナの容量性リアクタンスはキャンセルされ、純粋な抵抗のみが残ります。そのようなシステム(アンテナとマッチングネットワーク)の結果として生じる(より低い)電気共振周波数は、電気長の概念を使用して記述されることがあります。そのため、その共振周波数よりも低い周波数で使用されるアンテナは、電気的に短いアンテナと呼ばれます[16]。

例えば、30メガヘルツ(10μM波長)で真の共振1 / 4 波長モノポールは、ほぼ2.5メートルの長さであろう、そしてわずか1.5メートルの高さのアンテナを使用してロードコイルの添加を必要とするであろう。そして、コイルがアンテナを長くして、2.5メートルの電気的長さを達成したと言えます。しかし、達成得られた抵抗性インピーダンスは、かなり低い真のよりなり1 / 4 波(共振)モノポール。多くの場合、目的の伝送ラインへのインピーダンス整合(トランス)がさらに必要になります。これまでにない短いアンテナ(より大きな「電気的延長」が必要)の場合、放射抵抗は急降下し(アンテナ長の2乗にほぼ比例)、電気共振から離れた正味リアクタンスによる不一致が悪化します。あるいは、アンテナシステムの等価共振回路はQ値が高く、したがって帯域幅が狭くなっていると言うこともできます[16]。これは送信信号のスペクトルに対しても不十分になる可能性があります。装荷コイルによる抵抗損失は、放射抵抗の減少と比較して、電気効率の低下を伴います、これは送信アンテナにとって大きな懸念事項となる可能性がありますが、アンテナのサイズを1 MHz以下の周波数に設定する主な要因は、帯域幅です[疑わしい ] [疑わしい ]

アレイとリフレクター

このような屋上テレビ八木・宇田アンテナは、VHFおよびUHF周波数で広く使用されています。

遠方の送信元から受信される信号の量は、逆二乗の法則により本質的に幾何学的であり、これが有効面積の概念につながります。これは、測定量と比較することによりアンテナの性能が平方メートル当たりのワットの信号の電力密度に換算して測定元の信号のパワーの量に生成します。半波ダイポールの有効面積はより高い性能が必要な場合、アンテナを単純に大きくすることはできません。これは信号からより多くのエネルギーを遮断しますが、上記の考慮事項により、共振長から離れるために出力が大幅に減少します。より高いパフォーマンスが必要な役割では、設計者は多くの場合、複数の要素を組み合わせて使用​​します。

導体に電流が流れるという基本的な概念に戻り、半波ダイポールが給電点に接続されておらず、代わりに短絡された場合にどうなるかを考えてみましょう。電気これは、単一の構成1 / 2 波長要素。しかし、全体的な現在のパターンは同じです。電流は両端でゼロになり、中央で最大になります。したがって、設計周波数に近い信号は、定在波パターンを作成し続けます。エレメント内の定在波のように、変化する電流は信号を放射します。この場合、エレメントの抵抗損失を除けば、再ブロードキャスト信号は、大きさと形状の両方で元の信号と大幅に類似しています。この要素が配置され、その信号が同相のメインダイポールに到達すると、元の信号が強化され、ダイポールの電流が増加します。このように使用される要素は、「パッシブ要素」と呼ばれます。

A八木・宇田アレイを大幅に利得を増加させるために受動素子を使用します。これは、信号に向けられたサポートブームに沿って構築されているため、誘導信号は見られず、アンテナの動作に寄与しません。ソースに近い方の端をフロントと呼びます。後部の近くには、単一のアクティブな要素、通常は半波ダイポールまたは折り返しダイポールがあります。受動素子は前(ディレクター)と後ろ(リフレクター)に配置されます)ブームに沿ったアクティブな要素。八木は、要素の数が増えるにつれて方向性が増すという固有の品質を備えているため、ゲインが高くなります。ただし、これにより、周波数の変化に対する感度も高まります。信号周波数が変化すると、アクティブエレメントが直接受け取るエネルギーが少なくなるだけでなく、その信号に追加されるすべてのパッシブエレメントも出力を低下させ、信号がアクティブエレメントに同相で到達しなくなります。

複数のアクティブエレメントを使用し、それらを伝送ラインと組み合わせて、位相が加算されて出力を強化する同様のシステムを作成することもできます。アンテナアレイと非常によく似たアンテナ反射アレイ複数の要素、しばしば半波長ダイポール、平面上に離間し、出力において単一の同相信号を生成するために特定の位相長を有する伝送線路と一緒に有線から成ります。対数周期アンテナは、八木・宇田に外観が類似する複数のインライン要素を使用するが、出力を生成する要素間の伝送ラインを使用して、より複雑な設計です。

元の信号の反射は、ミラーと同様に、拡張された導電性表面に当たったときにも発生します。この効果は、通常はアクティブエレメントの後ろに配置され、反射信号がエレメントと同相に到達するように間隔を空けて配置されリフレクターを使用して信号を増加させるためにも使用できます。一般に、リフレクターは、固体でなくても高い反射率を維持します。ギャップ未満の1 / 10 通常、結果にはほとんど影響しません。このため、リフレクターはワイヤーメッシュまたは受動素子の列の形をとることが多く、周囲の構造物に対してより高い高さに取り付ける場合に特に重要な、軽量で風荷重の影響を受けにくくなります。パラボラ反射器は、恐らく単独能動素子よりはるかに大きな有効面積を有するリフレクタベースアンテナの最もよく知られた例です。

一次方程式によるアンテナのモデリング

ワイヤアンテナにおける電流の流れを支配する方程式はと同一である電信方程式[17] :7-10   [18] :232 アンテナセグメントは双方向、単一導体伝送線路としてモデル化することができるように。アンテナは複数の線分に分割され、各線分はほぼ一定の一次線分パラメータRLCおよびGを持ち、電流はインピーダンスに基づいて各接合部で分割されます。[NS]

アンテナ線の先端では、伝送線路のインピーダンスは本質的に無限大であり(同等に、アドミタンスはほぼゼロです)、給電点に注入された波は方向を逆にし、給電点に向かって逆流します。重なり合う反対方向の波の組み合わせは、実際のアンテナ構築で最もよく考えられるおなじみの定在波を形成します。さらに、部分反射は、2つ以上の要素の接合部でインピーダンスが不一致である場合は常にアンテナ内で発生し、これらの反射波は、ワイヤの長さに沿った定在波にも寄与します。[17] [18]アンテナが共振しているとき、定在波は定位置に固定されます。非共振の場合、電流波と電圧波は互いにドリフトし、常に先端の電流はゼロになりますが、それ以外の場合は、時間の経過とともにワイヤに沿ってシフトする複雑な位相関係になります。

特徴

アンテナのパワーゲイン(または単に「ゲイン」)もアンテナの効率を考慮に入れており、多くの場合、主要な性能指数です。アンテナは、ユーザーが特定のアプリケーション用のアンテナを選択または設計する際に懸念するいくつかのパフォーマンス測定値によって特徴付けられます。アンテナを取り巻く空間の指向特性のプロットは、その放射パターンです。

帯域幅

アンテナが適切に機能する周波数範囲または帯域幅は、非常に広い場合(対数周期アンテナの場合など)または狭い場合(小さなループアンテナの場合など)です。この範囲外では、アンテナインピーダンスは伝送ラインと送信機(または受信機)とのマッチングが悪くなります。アンテナを設計周波数から十分に離して使用すると、放射パターン影響を与え、指向性ゲインが低下します。

一般に、アンテナの給電点インピーダンスは伝送線路のインピーダンスと一致しません。アンテナ端子と伝送線路間のマッチングネットワークは、アンテナへの電力伝送を改善します。調整不可能なマッチングネットワークは、アンテナシステムの使用可能な帯域幅をさらに制限する可能性があります。アンテナを作るために、細いワイヤーの代わりに管状の要素を使用することが望ましい場合があります。これらにより、より広い帯域幅が可能になります。または、複数の細いワイヤーをケージグループ化して、より太い要素をシミュレートすることもできます。これにより、共振の帯域幅が広がります。

互いに広く離れているいくつかの周波数帯域で動作するアマチュア無線アンテナは、それらの異なる周波数で共振する要素を並列に接続する場合があります。送信機の電力の大部分は共振素子に流れ込みますが、他の電力は高インピーダンスを示します。別の解決策はトラップを使用します、長いアンテナ要素で作成されたブレークに戦略的に配置された並列共振回路。トラップの特定の共振周波数で使用すると、トラップは非常に高いインピーダンス(並列共振)を示し、トラップの位置で要素を効果的に切り捨てます。正しく配置されている場合、切り捨てられた要素はトラップ周波数で適切な共振アンテナを作成します。実質的により高いまたはより低い周波数では、トラップは壊れた要素の全長を使用することを可能にしますが、共振周波数はトラップによって追加された正味のリアクタンスによってシフトされます。

共振アンテナ要素の帯域幅特性は、そのQに従って特徴付けることができます。ここで、関係する抵抗は、共振アンテナから自由空間へのエネルギーの放出を表す放射抵抗です。

狭帯域アンテナQは15まで高くなる可能性があります。一方、厚いエレメントを使用するアンテナと同じオフ共振周波数でのリアクタンスははるかに小さいため、Qは5まで低くなります。これら2つのアンテナは共振周波数で同等に機能する可能性がありますが、2番目のアンテナは細い導体で構成されるアンテナの3倍の幅の帯域幅で機能します。

はるかに広い周波数範囲で使用するためのアンテナは、さらなる技術を使用して実現されます。マッチングネットワークの調整により、原則として、任意のアンテナを任意の周波数でマッチングさせることができます。したがって、ほとんどのAM放送(中波)受信機に組み込まれている小さなループアンテナの帯域幅は非常に狭いですが、受信機の調整に従って調整される並列容量を使用して調整されます。一方、対数周期アンテナはない任意の周波数で共振するが、任意の周波数範囲にわたって(給電点インピーダンスを含む)同様の特性を達成するために構築することができます。したがって、これらはテレビアンテナとして一般的に使用されます(指向性対数周期ダイポールアレイの形で)。

ゲイン

ゲイン、アンテナの放射パターン指向性程度を測定するパラメータです。高利得アンテナはその電力の大部分を特定の方向に放射しますが、低利得アンテナは広角に放射します。アンテナ利得、または電力利得アンテナは、の比として定義される強度(単位面積当たりのパワー) 任意の距離で最大出力の方向にアンテナから放射され、強度で除算されます すべての方向に等しい電力を放射する架空の等方性アンテナによって同じ距離で放射されます。この無次元比は通常デシベル対数的表さます。これらの単位は「デシベル-等方性」(dBi)と呼ばれます。

ゲインの測定に使用される2番目の単位は、半波長ダイポールアンテナから放射される電力に対するアンテナから放射される電力の比率です。; これらの単位は「デシベル-双極子」(dBd)と呼ばれます

半波長ダイポールのゲインは2.15dBiであり、積の対数は加算的であるため、dBiのゲインはdBdのゲインよりもわずか2.15デシベル大きくなります。

高ゲインアンテナには、距離が長く信号品質が優れているという利点がありますが、他のアンテナに注意深く向ける必要があります。高利得アンテナの例は、衛星テレビアンテナなどの放物面アンテナです。低ゲインアンテナは距離が短くなりますが、アンテナの向きは比較的重要ではありません。低ゲインアンテナの例は、携帯ラジオやコードレス電話に見られるホイップアンテナです。アンテナゲインをアンプゲインと混同しないでください。アンプゲインは、低ノイズアンプなど、システムのフロントエンドに配置された増幅デバイスによる信号電力の増加を測定する別のパラメータです。

有効面積または絞り

受信アンテナ有効面積または有効開口は、アンテナがその端子に供給する通過電磁波の電力の一部を、等価面積で表します。たとえば、特定の場所を通過する電波のフラックスが1 pW / m 2 1平方メートルあたり10 -12ワット)で、アンテナの有効面積が12 m 2の場合、アンテナは12pWのRFを供給します。受信機への電力(75オームで30マイクロボルトRMS)。受信アンテナはすべての方向から受信した信号に等しく敏感ではないため、有効面積はソースへの方向の関数です。

相反性(前述)により、送信に使用されるアンテナのゲインは、受信に使用される場合の有効面積に比例する必要があります。損失のないアンテナ、つまり電気効率が100%のアンテナを考えてみましょう。その有効面積が等しくなければならない全方向にわたって平均化することを示すことができるλ 2 /4πで割っ二乗、波長。ゲインは、電気効率100%のアンテナの全方向の平均ゲインが1に等しくなるように定義されます。したがって、特定の方向のゲインGに関する有効面積A effは、次の式で与えられます。

効率が100%未満のアンテナの場合、有効面積とゲインの両方が同じ量だけ減少します。したがって、ゲインと有効面積の間の上記の関係は依然として成り立ちます。したがって、これらは同じ量を表現する2つの異なる方法です。effは、上記の例で示すように、所定のゲインのアンテナによって受信される電力を計算するときに特に便利です。

放射線パターン

(仮想)八木・宇田アンテナの水平断面の極座標プロット。アウトラインは、ISOエミッターと比較して3dBのフィールドパワーでポイントを接続します。

アンテナ放射パターンは、遠方界のさまざまな角度でアンテナから放射される電波の相対的な電界強度のプロットです。これは通常、3次元グラフ、または水平断面と垂直断面の極座標プロットで表されます。すべての方向に均等に放射する理想的な等方性アンテナのパターンは、球のように見えますモノポールダイポールなどの多くの無指向性アンテナは、すべての水平方向に等しい電力を放出し、電力はより高い角度とより低い角度で低下します。これは全方向性パターン呼ばれ、プロットするとトーラスまたはドーナツのように見えます。

多くのアンテナの放射は、放射がゼロになる角度であるヌル」で区切られた、さまざまな角度での最大値または「ローブ」のパターンを示します。これは、アンテナのさまざまな部分から放射される電波が通常干渉し、電波が位相の離れた点到達する角度で最大になり、電波が位相のずれて到達する他の角度で放射がゼロになるためです特定の方向に電波を投射するように設計され指向性アンテナでは、その方向のローブは他の方向よりも大きく設計されており、「メインローブと呼ばれます。他のローブは通常、不要な放射線を表し、「サイドローブ」。メインローブを通る軸は、「主軸」または「ボアサイトと呼ばれます。

八木アンテナの極座標図(したがって効率とゲイン)は、アンテナがより狭い周波数範囲に調整されている場合、たとえば広帯域と比較してグループ化されたアンテナの場合、よりタイトになります。同様に、水平に分極されたヤギの極座標プロットは、垂直に分極されたものよりもタイトです。[19]

フィールド領域

アンテナを取り巻く空間は、3つの同心円状の領域に分割できます。反応性近接場(誘導性近接場とも呼ばれます)、放射性近接場(フレネル領域)、および遠方場(フラウンホーファー)領域です。これらの領域は、それぞれのフィールド構造を識別するのに役立ちますが、それらの間の遷移は段階的であり、正確な境界はありません。

遠方界領域は、アンテナからそのサイズと形状を無視するのに十分な距離です。電磁波は純粋に放射平面波であると見なすことができます(電界と磁界は同相であり、互いに垂直であり、伝搬)。これにより、放射フィールドの数学的分析が簡素化されます。

効率

送信アンテナの効率は、アンテナ端子によって吸収される電力に対する(すべての方向に)実際に放射される電力の比率です。放射されていないアンテナ端子に供給された電力は熱に変換されます。これは通常、アンテナの導体の損失抵抗、またはパラボラアンテナのリフレクターとフィードホーンの間の損失によるものです。

アンテナ効率はインピーダンス整合とは別のものであり、特定の送信機を使用して放射される電力量を減らすこともできます。SWRメーターが150Wの入射電力と50Wの反射電力を読み取る場合、100 Wが実際にアンテナに吸収されていることを意味します(伝送線路の損失は無視します)。その電力のどれだけが実際に放射されているかは、アンテナ端子での(またはその前の)電気測定では直接決定できませんが、(たとえば)電界強度の注意深い測定が必要になります。アンテナの損失抵抗と効率は、電界強度がわかれば、アンテナに供給される電力と比較することで計算できます。

損失抵抗は、一般に、その抵抗成分に加えて、給電点インピーダンスに影響を与えます。その抵抗は、の和から構成されることになる放射抵抗 RがR及び損失抵抗Rの損失。電流がIはアンテナの端子に送達される、その後の電力IRのRが照射されると電力IRの損失は熱として失われます。したがって、アンテナの効率はR rR r + R損失)に等しくなります。直接測定できるのは、全抵抗R r + R損失のみです。

相反性よれば、受信アンテナとして使用されるアンテナの効率は、上記の送信アンテナとしての効率と同じである。アンテナが受信機に供給する電力(適切なインピーダンス整合がある場合))は同じ量だけ減少します。一部の受信アプリケーションでは、非常に非効率的なアンテナがパフォーマンスにほとんど影響を与えない場合があります。たとえば、低周波数では、大気または人工のノイズがアンテナの非効率性を隠す可能性があります。たとえば、CCIRRep。258-3は、40MHzの住宅環境での人為的ノイズが熱雑音フロアより約28dB高いことを示しています。その結果、(非効率性のために)損失が20 dBのアンテナは、システムのノイズ性能にほとんど影響を与えません。アンテナ内の損失は、目的の信号とノイズ/干渉に同じように影響し、信号対ノイズ比(SNR)の低下にはつながりません。

サイズが波長のかなりの部分ではないアンテナは、放射抵抗が小さいため、必然的に非効率的です。 AM放送ラジオには、受信用の小さなループアンテナが含まれていますが、効率が非常に低くなっています。これは受信機の性能にほとんど影響を与えませんが、受信機の電子機器によるより大きな増幅が必要なだけです。この小さなコンポーネントを、AM放送局で使用される、非常に同じ周波数で送信するための巨大で非常に高いタワーと比較してください。アンテナ効率が低下するすべてのパーセンテージポイントには、かなりのコストがかかります。

アンテナゲインまたはパワーゲインの定義には、アンテナの効率の影響がすでに含まれています。したがって、特定の電力の送信機を使用して受信機に向けて信号を放射しようとする場合、効率も考慮するのではなく、さまざまなアンテナのゲインを比較するだけで済みます。これは、非常に高い(特にマイクロ波)周波数の受信アンテナにも同様に当てはまります。この場合、ポイントは、受信機の雑音温度と比較して強い信号を受信することです。ただし、異なる方向からの干渉排除する目的で信号を受信するために使用される指向性アンテナの場合、前述のように、アンテナの効率はもはや関係ありません。この場合、引用するのではなくアンテナ利得は、一方が複数と関係するであろう指令ゲイン、又は単に指向ない効率(IN)は、アンテナの効果を含みます。アンテナの指向性ゲインは、公開されたゲインをアンテナの効率で割って計算できます。方程式の形式では、ゲイン=指向性×効率。

偏光

アンテナの向きと物理的構造によって、アンテナが送信する電波の電界の偏波決まります。たとえば、垂直に向けられた線形導体で構成されるアンテナ(ダイポールアンテナホイップアンテナなど)は、垂直偏波になります。横向きにすると、同じアンテナの偏波が水平になります。

反射は一般的に分極に影響を与えます。電離層で反射された電波は、波の偏波を変える可能性があります。ため視線通信又は地上波伝播、水平または垂直偏波の送信は、一般に、受信位置で同じ偏光状態の周りに留まります。垂直偏波アンテナを使用して水平偏波を受信すると(またはその逆)、受信状態が比較的悪くなります。

アンテナの偏波は、アンテナの形状から直接推測できる場合があります。基準位置から見たアンテナの導体が1つの線に沿って表示される場合、アンテナの偏波はその方向に線形になります。より一般的なケースでは、アンテナの偏波は分析によって決定する必要があります。たとえば、地球上の離れた場所から(通常どおり)水平に取り付けられ回転式改札口アンテナは、水平線分として表示されるため、そこで受信される放射は水平偏波になります。しかし、飛行機から下向きの角度で見ると、同じアンテナはそうではありませこの要件を満たします。実際、その方向から見た場合、その放射は楕円偏光になっています。一部のアンテナでは、偏波の状態は送信周波数によって変化します。商用アンテナの偏波は必須の仕様です。

最も一般的なケースでは、分極は楕円形です。つまり、各サイクルで電界ベクトルが楕円をトレースします。 2つの特殊なケースは、前述の直線偏光(楕円が線に折りたたまれる)と円偏光(楕円の2つの軸が等しい)です。直線偏波では、電波の電界は一方向に振動します。円偏波では、電波の電界が伝搬軸を中心に回転します。円形または楕円偏波の電波は、右回りまたは左回りとして指定されます「伝播方向の親指」ルールを使用します。円偏波の場合、光学研究者は、無線エンジニアが使用するものとは反対の右手の法則[要出典]使用することに注意してください

最適な受信のためには、受信アンテナが送信波の偏波と一致することが最適です。そうでなければ、信号強度の損失があるだろう:直線偏波アンテナは、θの相対角度で直線偏光放射を受信した場合、次にCOSの電力損失が存在することになる2 θ。円偏波アンテナを使用すると、垂直または水平の直線偏波に等しくよく一致し、  3dBの信号が減少します。ただし、反対方向の円偏波信号は認識されません。

インピーダンス整合

最大の電力伝送には、アンテナシステムのインピーダンス(伝送ラインを調べて見た場合)を受信機または送信機のインピーダンスの複素共役一致させる必要があります。ただし、送信機の場合、必要な整合インピーダンスは、ソースインピーダンスとして分析された送信機の動的出力インピーダンスに対応しない場合があります。むしろ、送信回路の効率的で安全な動作に必要な設計値(通常は50オーム)です。意図されたインピーダンスは通常抵抗性ですが、送信機(および一部の受信機)は、一致を「微調整」するために、特定の量のリアクタンスをキャンセルするために追加の調整を行う場合があります。伝送線路は、アンテナと送信機(または受信機)との間で使用されるとき一つは、一般的に、そのインピーダンスの抵抗であり、周辺のアンテナシステムたい特性インピーダンスを最小化するために、その伝送線路のを定在波比(SWR)をと送信機(または受信機)が期待するインピーダンスに一致することに加えて、それに伴う伝送線路損失の増加。

アンテナの調整は、アンテナ自体を変更する場合、一般にアンテナ端子で見られるリアクタンスのキャンセルのみを指し、抵抗インピーダンスのみを残します。抵抗インピーダンスは、正確に目的のインピーダンス(伝送ラインのインピーダンス)である場合とそうでない場合があります。アンテナは、純粋に抵抗性の給電点インピーダンス(半波長の97%のダイポールなど)を持つように設計されている場合がありますが、これは、最終的に使用される周波数では正確に当てはまらない場合があります。場合によっては、アンテナの物理的な長さを「トリミング」して、純粋な抵抗を得ることができます。一方、直列インダクタンスまたは並列容量の追加は、それぞれ残留容量性または誘導性リアクタンスをキャンセルするために使用できます。インピーダンス整合のコンテキストで使用されるアンテナチューニングアンテナチューナーと呼ばれるデバイスには、リアクタンスの除去と、残りの抵抗をラジオまたはフィードラインに一致するように変換することの両方が含まれます。

場合によっては、これは、単に少量の残留リアクタンスをキャンセルするだけでなく、共振周波数が意図した動作周波数とはかなり異なるアンテナを共振させるために、より極端な方法で行われます。例えば、「ホイップアンテナ」よりも大幅に短くすることができ、1 / 4 所謂使用共振次いで、実用的な理由のために、長波長、およびロードコイル。アンテナのベースにあるこの物理的に大きなインダクタは、短い垂直アンテナが目的の動作周波数で持つ容量性リアクタンスとは逆の誘導性リアクタンスを持っています。その結果、装荷コイルの給電点で見られる純粋な抵抗が得られます。その抵抗は、商用同軸ケーブルに一致するために望まれるよりもいくらか低いです[要出典]

追加の問題は、残りの抵抗インピーダンスを伝送ラインの特性インピーダンス一致させることです。一般的なマッチングネットワーク(アンテナチューナーまたはATU)には、インピーダンスの両方の成分を補正するために、少なくとも2つの調整可能な要素があります。マッチングネットワークは、送信に使用すると損失と電力制限が発生します。市販のアンテナは一般に、標準の同軸ケーブルとほぼ一致するように設計されており、一致するネットワークを使用して残りの不一致を「微調整」するだけです。あらゆる種類のアンテナは、フィードポイントにバランを組み込んで、インピーダンスの抵抗部分をフィードラインに近づけるように変換することができます

インピーダンス整合のもう1つの極端なケースは、小さなループアンテナ(通常は受信用ですが、常にではありません)を比較的低い周波数で使用し、ほとんど純粋なインダクターのように見える場合に発生します。このようなインダクタを動作周波数でコンデンサと共振させると、リアクタンスがキャンセルされるだけでなく、このようなループの非常に小さな放射抵抗が大幅に拡大されます。[要出典]これはほとんどのAM放送受信機に実装されており、AM放送帯域で共振を維持するために、受信機の調整に伴って変化するコンデンサによって共振する小さなフェライトループアンテナがあります。

地面の影響

地面の反射は、マルチパスの一般的なタイプの1つです。[20] [21] [22]

アンテナの放射パターンや駆動点インピーダンスでさえ、誘電率、特に近くの物体の導電率の影響を受ける可能があります。地上アンテナの場合、通常、地面はそのような重要なオブジェクトの1つです。その場合、アンテナの地面からの高さ、および地面の電気的特性(誘電率と導電率)が重要になる可能性があります。また、モノポールアンテナの特定のケースでは、グランド(または人工グランドプレーン)がアンテナ電流のリターン接続として機能するため、特に給電線から見たインピーダンスに追加の影響があります。

電磁波が地面などの平面に当たると、フレネル係数に従って、波の一部が地面に伝わり、一部が反射されます。地面が非常に優れた導体である場合、ほとんどすべての波が反射されます(180°位相がずれます)が、(損失のある)誘電体としてモデル化された地面は、波の電力を大量に吸収できます。反射波に残っているパワーと反射時の位相シフトは、波の入射角偏光に強く依存します。誘電率と導電率(または単に複素誘電率)は土壌の種類に依存し、周波数の関数です。

以下のために非常に低い周波数高周波数(<30 MHz)で、非可逆として接地挙動誘電体[23]このように地面は両方によって特徴付けられる導電率[24]及び誘電所与の土壌測定することができる(誘電定数) (ただし、変動する水分レベルの影響を受けます)または特定のマップから推定できます。より低い周波数では、地面は主に優れた導体として機能し、AM中波放送(0.5〜1.6 MHz)アンテナが依存します。

3〜30 MHzの周波数では、水平偏波アンテナからのエネルギーの大部分が地面で反射し、地面の波の伝播に重要なかすめ角でのほぼ全反射があります。その反射波は、その位相が反転して、いずれかの波長と(のための仰角でアンテナの高さに応じて、直接波をキャンセルするか、補強することができる空の波)。

一方、垂直偏波放射は、かすめ入射または海水などの非常に導電性の高い表面を除いて、地面で十分に反射されません。[25]ただし、垂直偏波を使用した地上波伝搬に重要なかすめ角反射は、直接波と同相であり、以下に詳述するように、最大​​6dBのブーストを提供します。

地球で反射された波は、イメージアンテナから放射されたものと見なすことができます。

VHF以上(> 30 MHz)では、地面の反射率が低くなります。ただし、特に水平偏光とかすめ入射角に対しては、優れた反射体のままです。これらのより高い周波数は通常、水平方向の見通し内伝搬(衛星通信を除く)に依存し、地面はほとんど鏡のように動作するため、これは重要です

地面の反射の正味の品質は、表面の地形に依存します。表面の不規則性が波長よりもはるかに小さい場合、支配的な領域は鏡面反射の領域であり、受信機は反射によって実際のアンテナと地下のアンテナの画像の両方を認識します。しかし、地面に波長と比較して小さくない不規則性がある場合、反射はコヒーレントではなく、ランダムな位相によってシフトされます。より短い波長(より高い周波数)では、これは一般的に当てはまります。

受信アンテナと送信アンテナの両方が(波長に対して)地面からかなりの高さに配置されている場合は常に、地面で鏡面反射された波は直接波よりも長い距離を移動し、位相シフトを引き起こします。スカイウェーブがそのようなアンテナによって発射されるとき、アンテナが(波長と比較して)地面に非常に近くない限り、その位相シフトは常に重要です。

電磁波の反射位相は、入射波の波に依存します。大きい所定の屈折率は接地(通常のN 空気(と比較≈2)のn  = 1)、水平方向に偏光された放射の位相は、反射(位相シフトの際に逆転されますラジアンまたは180°)。一方、波の電界の垂直成分は、ほぼ同相のかすめ入射角で反射されます。これらの位相シフトは、優れた導電体としてモデル化されたアースにも適用されます。

アンテナの電流は、かすめ角で反射すると逆位相の画像として表示されます。これにより、水平偏波アンテナ(中央)から放射された波の位相反転が発生しますが、垂直偏波アンテナ(左)では発生しません。

これは、受信アンテナが水平に向けられている(したがって水平に偏波されている)場合、受信アンテナは放射アンテナの画像を「見る」が、「逆」電流(方向/位相の反対)を伴うことを意味します。ただし、放射アンテナが垂直方向/偏波の場合、受信電流は同じ絶対方向/位相になります。

元の波を送信している実際のアンテナ、地面からの自身の画像から強い信号を受信する可能性があります。これにより、アンテナエレメントに追加の電流が誘導され、特定のフィードポイント電圧に対するフィードポイントの電流が変化します。したがって、電流に対する給電点電圧の比率によって与えられるアンテナのインピーダンスは、アンテナが地面に近接しているために変化します。これは、アンテナが地面から1〜2波長以内にある場合に非常に大きな影響を与える可能性があります。ただし、アンテナの高さが高くなると、反射波の電力が減少するため(逆二乗の法則により)、アンテナは理論で与えられる漸近的な給電点インピーダンスに近づくことができます。より低い高さでは、アンテナのインピーダンスへの影響はアンテナの電流に対する反射波の位相に影響を与えるため、地面からの正確な距離に非常に敏感です。アンテナの高さを1/4波長変更すると、反射の位相が180°変更され、アンテナのインピーダンスへの影響はまったく異なります。

地上反射は、垂直面の正味の遠方界放射パターン重要な影響を及ぼします。つまり、仰角の関数として、垂直偏波アンテナと水平偏波アンテナで異なります。仰角θで考慮された波を送信する、地上からの高さhのアンテナについて考えてみます。垂直偏波伝送の場合、直接光線と反射光線によって生成される電磁波の電界の大きさは次のとおりです。

したがって、受信される電力は、余弦の2乗 続いて、直接波のみによる場合(θ = 0の場合など)の4倍にもなる可能性があります代わりに、水平偏光放射の反射の符号反転により、次の結果が得られます。

どこ:

  • は、接地がない場合に直接波が受け取る電界です。
  • θは、考慮されている波の仰角です。
  • 波長です。
  • はアンテナの高さです(アンテナとその画像の間の距離の半分)。
アンテナの放射パターンと地面で反射されたそれらの画像。左側では、偏光は垂直であり、常に最大値があります。偏光が右のように水平である場合、

互いに適度に離れた地面の近くに配置された送信アンテナと受信アンテナの間の水平伝搬の場合、直接光線と反射光線が移動する距離はほぼ同じです。相対的な位相シフトはほとんどありません。放射が垂直に偏光されている場合、2つのフィールド(直接および反射)が加算され、最大の受信信号があります。信号が水平方向に偏波されている場合、2つの信号が減算され、受信信号は大幅にキャンセルされます。右の画像は、垂直面の放射パターンを示しています。垂直偏波では、θには常に最大値があります = 0、水平伝搬(左パターン)。水平偏光の場合、その角度でキャンセルがあります。上記の式とこれらのプロットは、地面を完全導体として想定していることに注意してください。放射パターンのこれらのプロットは、アンテナとその画像の間の距離2.5λに対応します。アンテナの高さが高くなると、ローブの数も増えます。

θ  = 0の場合の上記の要因の違いは、ほとんどの放送(公衆向けの送信)が垂直偏波を使用する理由です。地上近くの受信機の場合、水平偏波の送信はキャンセルされます。最良の受信のために、これらの信号の受信アンテナは同様に垂直偏波です。携帯電話のように、受信アンテナが任意の位置で動作する必要がある一部のアプリケーションでは基地局アンテナは、ある角度での直線偏波(垂直成分と水平成分の両方)や円偏波などの混合偏波を使用します

一方、アナログテレビの送信は通常、水平偏波です。これは、都市部では、建物が電磁波を反射し、マルチパス伝搬によってゴースト画像を作成する可能性があるためです。水平偏光を使用すると、建物の側面から離れた水平偏光での反射量が一般に垂直方向よりも少ないため、ゴーストが減少します。垂直偏波アナログテレビは、一部の農村地域で使用されています。地上デジタルテレビかかる反射は、バイナリ伝送のロバスト性のためにあまり問題と誤り訂正

アンテナ間の相互インピーダンスと相互作用

1つのアンテナを循環する電流は、通常、近くのアンテナまたはアンテナ要素の給電点に電圧を誘導します。このような相互作用は、アンテナのグループのパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。

特定の形状では、近くのアンテナ間の相互インピーダンスがゼロになる可能性があります。これは、たとえば、回転式改札口アンテナで使用される交差したダイポール間の場合です。

アンテナタイプ

アンテナは、動作原理またはその用途によって分類できます。

も参照してください

脚注

  1. ^ 放射によって失われる電圧は通常、アンテナのサージインピーダンスによって必要とされる電圧に比べて小さいため、また乾燥空気は非常に優れた絶縁体であるため、アンテナは無損失としてモデル化されることがよくあります: R = G = 0送電または送電による電圧の本質的な損失または利得は、通常、送電線の解の後に事後的に挿入されますが複素数での作業を犠牲にしてRの小さな値としてモデル化することもできます

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ウィクショナリー でのアンテナの辞書定義