マイクロ波アンテナの設計においては、最適な利得は性能と実用性のバランスをとる必要があります。利得を高くすると信号強度が向上しますが、サイズの増加、放熱の問題、コストの増加といった問題が生じます。重要な考慮事項は以下のとおりです。
1. アプリケーションに合わせたゲインのマッチング
5G基地局（ミリ波AAU）：24～28dBi、 必要真空ろう付け長期にわたる高出力動作を保証する水冷プレート。
衛星通信（Kaバンド）：40～45dBi大口径アンテナの放熱問題を解決するために、埋設銅管水冷を採用しました。
電子戦/レーダー:20～30dBi攪拌摩擦溶接液体冷却を使用して、高い動的熱負荷に適応します。
EMCテスト:10～15dBi通常の溶接ヒートシンクでニーズを満たすことができます。
カセグレンアンテナ（40dBi）
円偏波ホーンアンテナ（20dBi）
2. 高利得の技術的限界
放熱のボトルネック: 25dBi を超えるアンテナでは通常、液体冷却 (真空ろう付けや攪拌摩擦溶接水冷プレートなど) が必要です。そうでない場合、電力容量が制限されます。
サイズの制約: 30dBi を超えるアンテナは Ka 帯域で 1 メートルを超える場合があり、構造設計を最適化する必要があります。
コスト要因: ゲインが 3dB 増加するごとに、冷却システムのコストが 20% ～ 30% 増加する可能性があります。
平面アンテナ（30dBi)
デュアル円偏波ホーンアンテナ（10dBi）
3. 最適化の提案
一致するアプリケーション要件を優先し、過剰な高利益の追求を避けます。
冷却ソリューションによって電力容量が決まり、高利得アンテナには効率的な冷却機能（液体冷却など）が装備されている必要があります。
帯域幅とゲインのバランスをとる。狭帯域システムではより高いゲインを追求できますが、広帯域システムでは適切な妥協が必要です。
結論: 最適なゲインは特定のアプリケーションによって異なりますが、通常は 20 ～ 35dBi の範囲で、信頼性の高い動作を確保するには高度な冷却技術 (真空ろう付けや攪拌摩擦溶接水冷など) と組み合わせる必要があります。
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6月12日
