主要

アンテナ理論 – 半波長ダイポールアンテナ

ダイポールアンテナは、効率的な放射を実現するために切断および曲げ加工されています。ダイポールとして使用されるワイヤの全長は半波長(つまり、l=λ/2)に等しくなります。このタイプのアンテナは半波長ダイポールアンテナと呼ばれます。その利点から、最も広く使用されているアンテナであり、ヘルツアンテナとしても知られています。

周波数範囲

半波長ダイポールアンテナは、約3kHzから300GHzの周波数範囲で動作し、主に無線受信機で使用されます。

半波長ダイポールの構造と動作原理

これは、動作周波数が波長の半分に相当する基本的なダイポールアンテナであり、そのため半波長ダイポールアンテナと呼ばれます。
双極子の両端には最大電圧がかかり、これは交流(AC)です。電圧の正のピークでは電子は一方向に移動する傾向があり、負のピークでは反対方向に移動する傾向があります。これは下の図で説明できます。

半波長ダイポール

上の図は、半波長ダイポールの動作原理を示しています。

図1は、誘導電圧の正の半サイクルにあるときの双極子を示している。このとき、電子は正電荷に向かって移動する傾向がある。

図2は、誘導電圧の負の半サイクルにおける双極子を示している。この状態では、電子は双極子から遠ざかる方向に移動する傾向がある。

図3は、次の正の半サイクルにおける双極子を示している。この時点で、電子は再び電荷に向かって移動する。

 

この累積効果により、ダイポール自体で発生する電磁場と同じパターンで外部に放射される、変動する電磁場が生成されます。その結果、アンテナの出力は出力電圧の周期的なパターンに従う有効な放射となります。このようにして、半波長ダイポールは効率的な放射を実現します。

効果的に放射する

上の図は、半波長ダイポールアンテナにおける電流分布を示しています。半波長ダイポールアンテナの利得は2.15 dBiで、これは非常に良好な値です。ここで、「i」は等方性放射器を表します。

放射モード

この半波長ダイポールアンテナの放射パターンはH面において無指向性であるため、移動体通信や無線受信など、幅広い用途に適しています。

全方向

上の図は、半波長ダイポールアンテナのH面およびV面における放射パターンを示している。
半波長(すなわち、最初の共振長)の長さを持つダイポールアンテナの場合、その半径は入力インピーダンスに影響を与えません。アンテナは共振周波数で最も効率的に動作し、その周波数は共振長で発生します。

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6月5日

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