アンテナは私たちの生活に非常によく使われる通信機器です。しかし、多くの人はアンテナの本当の意味を理解しておらず、信号の送受信に使われることしか知らないかもしれません。
ちなみに、1894年にロシアの科学者ポポフがアンテナの発明に成功して以来、この装置は124年の歴史を持っています。
今日、一般の人々の日々の仕事や生活であれ、科学研究を行っている科学者であれ、アンテナの静かな貢献なしに私たちはやっていけません。
アンテナとはいったいどのような「ワイヤー」なのでしょうか。そして、なぜアンテナは私たちの生活をこれほどまでに大きく変えたのでしょうか。
実際、アンテナがこれほど強力なのは、電磁波が強力だからです。そして、電磁波がこれほど強力な主な理由は、媒体に依存せずに伝播できる唯一の「不思議な力」であるということです。真空中でも自由に移動でき、瞬時に到達することができます。
電磁波伝播の図
この「不思議な力」を最大限に活用するには、アンテナが必要です。簡単に言えば、アンテナは「変換器」であり、伝送線路を伝わる誘導波を自由空間を伝わる電磁波に変換したり、その逆の変換を行ったりします。
アンテナの機能
導波とは何でしょうか？簡単に言うと、導波とは導線に沿って伝わる電磁波です。アンテナはどのようにして導波と空間波を変換するのでしょうか？
下の画像をご覧ください。
基本的な物理学によれば、2 本の平行な電線に交流電流が流れると、電磁波が放射されます。
2 本のワイヤが非常に近い場合、放射は非常に弱くなります (反対方向の電流によって生成される誘導起電力は、ほぼ互いに打ち消し合います)。
2 本のワイヤが離れると、放射が増加します (同じ方向の電流によって生成される誘導起電力も同じ方向になります)。
ワイヤの長さが波長の4分の1に増加すると、比較的強い放射効果が得られます。
電場があるところには磁場があり、磁場があるところには電場があります。このサイクルが繰り返され、電磁場と電磁波が発生します。
図を以下に示します。
電線内の電流の方向が変わると、変化する電界が発生します。
電界を発生させる 2 本の直線のワイヤは双極子と呼ばれます。
通常、両方の腕の長さは等しいため、対称双極子と呼ばれます。
下図のような長さの双極子を半波長対称双極子と呼びます。
半波長対称ダイポールアンテナ
ワイヤの両端を接続すると、半波長対称折り返しダイポールアンテナになります。
半波長対称折り返しダイポールアンテナ
対称ダイポールアンテナは、最も古典的で広く使用されているアンテナです。正確に言うと、放射素子は完全なアンテナではありません。放射素子はアンテナの中核部品であり、その形状はアンテナの設計によって異なります。そして、アンテナには本当に様々な種類があります…本当に…
次号では、アンテナの種類とその特徴についてさらに詳しくご紹介します。
アンテナの詳細については、以下をご覧ください。
投稿日時: 2025年11月28日
