アンテナの指向性とは

アンテナ理論の一般的なルールは、低い指向性を生成するには電気的に小さなアンテナが必要であるということです。つまり、合計サイズが 0.25 ～ 0.5 波長のアンテナを使用すると、指向性が最小限になります。半波長ダイポール アンテナまたは半波長スロット アンテナの指向性は通常 3 dB 未満です。これは、実際に得られる方向性としては低いものです。

結局のところ、アンテナの効率とアンテナの帯域幅を低下させずに、アンテナを 4 分の 1 波長よりも小さくすることはできません。アンテナ効率とアンテナ帯域幅については、後の章で説明します。

指向性の高いアンテナを実現するには、多くの波長サイズのアンテナが必要になります。パラボラアンテナやホーンアンテナなどは高い指向性を持っています。これは部分的には、波長が長いためです。

何故ですか？結局のところ、その理由はフーリエ変換の特性に関係しています。短いパルスをフーリエ変換すると、広いスペクトルが得られます。この類似性は、アンテナの放射パターンを決定する場合には存在しません。放射パターンは、アンテナに沿った電流または電圧の分布のフーリエ変換として考えることができます。したがって、小型アンテナは広い放射パターン (および指向性が低い) を持ちます。大きく均一な電圧または電流分布を持つアンテナ 非常に指向性の高いパターン (および高い指向性)。