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アンテナの基礎知識と40種類以上のアンテナの紹介

Feb 06, 2018

アンテナの総入力電力比は、アンテナの最大ゲイン係数を言いました。 これは、アンテナの指向性係数よりも、アンテナ'の総RF電力の効果的な使用をより完全に反映しています。 そしてデシベルで表されます。 最大アンテナ利得係数は、アンテナ指向性係数とアンテナ効率の積に等しいと数学的に推測できます。


アンテナ効率


これは、電力からのアンテナ放射(つまり、電磁波電力の効果的な変換)と、アンテナの有効電力比への入力を指します。 1未満の定数です。


アンテナ偏波


電磁波が空間を伝搬しているときに、電界ベクトルの方向が一定のままであるか、一定の法則に従って回転する場合、この電磁波は偏波と呼ばれ、アンテナ偏波または偏波とも呼ばれます。 一般に、平面偏光(水平および垂直偏光を含む)、円偏光、および楕円偏光に分けることができます。


偏光方向


偏波電磁波の電界の方向を偏波方向と呼びます。


偏光面


偏波と呼ばれる平面によって形成される平面の偏波電磁波の偏波方向と伝搬方向。


垂直偏波


多くの場合、地球を標準表面とする電波の偏波。 偏光面と、偏光に平行な地球の法線面(垂直)は、垂直偏光と呼ばれます。 その電界方向と地球は垂直です。


水平偏波


偏波面と偏波面に垂直な通常の地表面を水平偏波と呼びます。 その電界方向と地球は平行です。


平面偏光


電磁波の偏波方向が固定方向を維持する場合、平面偏波と呼ばれ、直線偏波とも呼ばれます。 地球' s成分(水平成分)に平行で、地球' s表面成分に垂直な電界では、任意の相対サイズの空間振幅は平面分極である可能性があります。 垂直偏波と水平偏波はすべて、平面偏波の特殊なケースです。


円偏光


電波面と地球'の法平面との角度が0°から360°に変化した場合、つまり電界の大きさは変化せず、方向は時間とともに変化します。 電界ベクトルの端は、伝搬方向に垂直な平面にあります。投影が円の場合、円偏光と呼ばれます。 電場の水平成分と垂直成分の振幅が等しく、位相が90°または270°異なる場合、円偏光が得られます。 円偏波は、偏波面が時間と電磁波の方向とともに正しいらせん関係に回転する場合、正しい円偏波と言います。 一方、左のらせん関係の場合、左の円偏光は言いました。


楕円分極


電波偏波面と法線地表面との間の角度が0から2πまで周期的に変化し、電界ベクトルの端の軌道が伝搬方向に垂直な面に投影された楕円である場合、それは楕円偏波と呼ばれます。 電界の垂直成分と水平成分の振幅と位相が任意の値である場合(2つの成分が等しい場合を除く)、楕円偏光を得ることができます。


長波アンテナ、波のアンテナ


長波・中波帯の送信アンテナまたは受信アンテナをまとめて使用しています。 長中波は地上波と空波に基づいており、空波は電離層と地球の間で連続的に反射されます。 この伝搬特性によれば、長い中波アンテナは垂直偏波の電波を生成できるはずです。 長中波アンテナでは、垂直、倒立L型、T型、傘型垂直接地アンテナなど幅広い用途があります。 長い中波アンテナは、良好なネットワークを備えている必要があります。 長中波アンテナには、有効高さ、放射抵抗、低効率、狭い通過帯域、指向性係数など、多くの技術的な問題があります。 これらの問題を解決するために、アンテナ構造は非常に複雑で非常に大きいことがよくあります。


短波アンテナ


総称して短波アンテナと呼ばれる、短波送信または受信アンテナでの作業。 短波は主に電離層で反射された空の波によって送信され、現代の長距離無線通信の重要な手段の1つです。 短波アンテナには多くの形態があり、その中で最も広く使用されているのは、対称アンテナ、同相水平アンテナ、マルチプライヤアンテナ、アングルアンテナ、V字型アンテナ、ロンビックアンテナ、フィッシュボーンアンテナです。 長波アンテナに比べて、短波アンテナの実効高さが高く、放射抵抗が高く、効率が高く、指向性が良く、利得が高く、通過帯域が広い。


超短波アンテナ


超短波帯で動作する送信アンテナと受信アンテナは、超短波アンテナと呼ばれます。 主に宇宙波伝搬による超短波。 このようなアンテナには多くの形態があり、そのうち八木アンテナ、ディスクコーン、ダブルコニカルアンテナ、& quot; batwing" テレビ送信アンテナが最も広く使用されています。


マイクロ波アンテナ


米、デシメートル、センチメートル、ミリ波帯の送信または受信アンテナ(まとめてマイクロ波アンテナと呼ばれる)で作業します。 主に宇宙波伝搬によるマイクロ波、通信距離を伸ばすためにアンテナを高く設置。 マイクロ波アンテナでは、より広く使用されているパラボリックアンテナ、ホーンパラボリックアンテナ、ホーンアンテナ、レンズアンテナ、スロットアンテナ、誘電体アンテナ、ペリスコープアンテナ。


指向性アンテナ


指向性アンテナは、特定の1つまたはいくつかの方向に特に強い電磁波を送受信し、他の方向に電磁波を送受信するアンテナのことです。 指向性送信アンテナを使用する目的は、放射電力の有効利用率を高め、機密性を高めることです。 指向性受信アンテナを使用する主な目的は、干渉防止能力を高めることです。


指向性アンテナではありません


電磁波を全方向に均一に放射または受信するアンテナは、小型通信機のホイップアンテナなど、無指向性アンテナと呼ばれます。


ブロードバンドアンテナ


広帯域アンテナと呼ばれる、ほぼ同じアンテナの広帯域の指向性、インピーダンス、および偏波特性。 ロンビックアンテナ、V字型アンテナ、エコーアンテナ、ディッシュコーンアンテナを備えた初期のブロードバンドアンテナ、新しいブロードバンドアンテナは対数周期アンテナを備えています。


アンテナを調整する


狭い周波数帯域内でのみ所定の指向性を持つアンテナは、調整アンテナまたは調整指向性アンテナと呼ばれます。 一般に、チューニングアンテナは、チューニング周波数の周囲の5%帯域でのみ指向性を維持しますが、他の周波数では、指向性が劇的に変化して通信が破壊されます。 チューニングアンテナは、可変周波数の短波通信には適していません。 同調アンテナには、アンテナ、巻線アンテナなどに相当する同じ位相レベルアンテナが属します。


垂直アンテナ


垂直アンテナとは、地面に対して垂直に配置されたアンテナを指します。 対称性と非対称性の2つの形式がありますが、後者は広く使用されています。 対称垂直アンテナは、多くの場合、中心から給電されます。 非対称垂直アンテナは、アンテナの下部と地面の間に給電され、1/2波長未満の場合の最大放射方向は地面方向に集中し、放送に適合します。 非対称垂直アンテナ。垂直接地アンテナとも呼ばれます。


L逆アンテナ


形成された垂直リード線アンテナに接続された単一の水平線の一端。 英語の文字Lが逆さまになっているような形状のため、逆L字型アンテナ。 ロシア語のアルファベットのΓ単語は、たまたま英語の文字Lの逆です。いわゆるΓアンテナの方が便利です。 垂直接地アンテナの一種です。 アンテナの効率を改善するために、その水平部分は同じ水平面に配置された数本のワイヤーで構成することができます。放射のこの部分は無視でき、放射は垂直部分です。 逆Lアンテナは一般的に長波通信に使用されます。 その利点は、構造が単純で、セットアップが簡単なことです。 欠点は、面積が大きく、耐久性が低いことです。


Tアンテナ


中央の水平線で、垂直リード線に接続された、英語の文字Tの形状、いわゆるTアンテナ。 これは、最も一般的な種類の垂直接地アンテナです。 放射の水平部分はごくわずかであり、放射は垂直部分です。 効率を上げるために、水平部分を複数のワイヤーで構成することもできます。 T字型アンテナは、同じ逆L字型アンテナを備えています。 一般的に長波および中波通信に使用されます。


傘アンテナ


単一の垂直ワイヤーの上部で、いくつかの傾斜した導体を下っていくつかの方向にあるため、開いた傘のようなアンテナの形状、いわゆる傘アンテナ。 これは、垂直接地アンテナの形式でもあります。 その特徴と逆L字型、T字型アンテナを同じように使用しています。


ホイップアンテナ


ホイップアンテナは、曲げ可能な垂直ロッドアンテナであり、通常、長さは1/4または1/2波長です。 ほとんどのホイップアンテナは、アース線をアースに使用しません。 小型ホイップアンテナは、ネットワークの金属シェルに小型無線機を使用することがよくあります。 ホイップアンテナの有効高さを上げるために、ホイップアンテナをいくつかの小さなラジアルブレードの上部に追加したり、インダクタの中央にホイップアンテナを追加したりすることができます。 ホイップアンテナは、小型通信機、トランシーバー、カーラジオなどに使用できます。


対称アンテナ


2つの等しい長さと中央の切断されて給電されたワイヤは、送信および受信アンテナとして使用できます。アンテナはこのような対称アンテナで構成されています。 アンテナはバイブレーターと呼ばれることもあるため、対称アンテナは対称ダイポールまたはダイポールアンテナとも呼ばれます。 半波長ダイポールアンテナとしても知られる、半波長発振器と呼ばれる対称発振器の半波長の全長。 これは最も基本的なユニットアンテナであり、最も広く使用されており、多くの複雑なアンテナがそれで構成されています。 半波長ダイポール構造は、シンプルで便利な給電、近距離通信でのより多くのアプリケーションです。


ケージアンテナ


広帯域弱指向性アンテナです。 それは、ラジエーターがケージ、いわゆるケージアンテナであったため、対称アンテナ放射本体の単一の導体ではなく、数本のワイヤーで囲まれた中空のシリンダーです。 ケージアンテナは広帯域で動作し、調整が簡単です。 短距離トランク通信に適しています。


角度アンテナ


対称アンテナのクラスに属しますが、そのアームは直線に配置されておらず、90°または120°の角度、いわゆるアングルアンテナに配置されています。 このアンテナは一般的に水平デバイスであり、その指向性は重要ではありません。 広帯域特性を得るために、アンテナの角度は、折り畳まれたアーム、ケージ角度アンテナにすることもできます。


アンテナに相当


発振器は互いに平行に折りたたまれています'折り返しアンテナと呼ばれる対称アンテナ。 2つの折り畳まれたアンテナ、3つの折り畳まれたアンテナ、およびいくつかの形式の複数ラインの折り畳まれたアンテナがあり、曲がっています。対応するポイントは、対称アンテナとして、離れた場所からの同じ位相の各ラインの電流である必要があります。 ただし、対称アンテナと比較したアンテナと同等の放射増強。 入力インピーダンスが増加し、フィーダーとの結合が容易になります。 アンテナに相当するのは同調アンテナで、動作周波数は狭いです。 短波および超短波帯で広く使用されています。


V字型アンテナ


アンテナの英字Vのような形をした、互いに角度を付けた2本の導体で構成されています。 その端子は開いている可能性があり、抵抗器を受け取ることもできます。抵抗器のサイズはアンテナ'の特性インピーダンスに等しくなります。 V字型アンテナは、垂直面の二等分線の方向に一方向の最大放射方向を持っています。 その欠点は、非効率的で広い面積です。


ダイヤモンドアンテナ


広帯域アンテナです。 これは、形成された4つの柱にぶら下がっている水平ダイアモンド、フィーダーに接続された鋭角菱形、およびダイアモンドアンテナ端子抵抗の特性インピーダンスが等しい他の鋭角で構成されています。 垂直面の端子抵抗方向の方向に、一方向で。


ロンビックアンテナの利点は、高ゲイン、強力な指向性、幅広い使用範囲、セットアップと保守が容易なことです。 欠点は面積が大きいことです。 ロンビックアンテナの変形後、2つのダイアモンドアンテナ、フィードバックダイアモンドアンテナ、折り返しロンビックアンテナの3つの形態があります。 ダイアモンドアンテナは、一般的に大中型の短波受信ラジオに使用されます。


コーンディッシュ


超短波アンテナです。 ディスクの上部(つまり、ラジエーター)で、同軸線によって、円錐形の同軸外部導体の下で心臓に給電します。 コーンの傾斜角度の変更と同様のコーンと無限の地面の役割により、最大アンテナ放射方向を変更できます。 それは非常に広い周波数帯域を持っています。


魚の骨アンテナ


サイドファイアアンテナとも呼ばれるフィッシュボーンアンテナは、専用の短波受信アンテナです。 これは、両方のラインセットに一定の間隔で接続された対称発振器で構成されており、すべて非常に小さなコンデンサを介して組立ラインに接続されています。 組立ラインの端、つまり通信方向を向いている端に、積分ラインと同じ特性インピーダンスの抵抗を接続し、もう一方の端をフィーダーを介してレシーバーに接続します。 菱形アンテナと比較して、フィッシュボーンアンテナの利点は、サイドローブが小さいこと(つまり、メインローブの受信方向が強く、弱いものが他の方向に受信されること)であり、アンテナ間の相互影響があります。は小さく、面積は小さいです。 欠点は、効率が低く、設置と使用がより複雑になることです。


八木アンテナ


アンテナとも呼ばれます。 それはいくつかの金属棒を持っており、そのうちの1つはラジエーターであり、ラジエーターはリフレクター用の長い方の後ろにあり、最初のいくつかの短いものはディレクターです。 ラジエーターは通常、折りたたまれた半波長ダイポールを使用します。 アンテナの最大放射方向は、ダイレクタの最大放射方向と同じです。 八木アンテナには、構造がシンプルで、軽くて頑丈で、給電が便利であるという利点があります。 欠点狭帯域、免疫力の低下。 超短波通信およびレーダーへの応用。


セクターアンテナ


金属板と金属線の2種類があります。 その中で、扇形の金属板は扇形の金属線です。 このアンテナはアンテナ断面積が大きいため、アンテナ帯域を広げます。 ラインセクターアンテナは、3本、4本、または5本の金属線を使用できます。 超短波受信用セクターアンテナ。


ダブルコニカルアンテナ


ダブルコーンアンテナは、反対側のコーンを持つ2つのコーンで構成され、コーンの上部で給電されます。 コーンは、金属表面、金属ワイヤー、または金属メッシュ組成物である可能性があります。 ケージアンテナと同様に、アンテナの断面積が大きくなるとアンテナ帯域が広がります。 ダブルコニカルアンテナは主に超短波受信に使用されます。


パラボラアンテナ


パラボラアンテナは、放物面反射鏡と、放物面反射鏡の焦点または焦点軸に取り付けられたラジエーターで構成される指向性マイクロ波アンテナです。 放物面反射、高指向性ビームの形成を介してラジエーターによって放出される電磁波。


導電性の良い金属製の放物面反射鏡は、主に次の4つの方法で使用されます。回転放物面、円筒放物面、カット放物面、楕円エッジ放物面。最も一般的に使用されるのは、回転放物面と円筒放物面です。 ラジエーターは通常、半波長発振器、開放導波管、スロット導波管を使用します。


パラボラアンテナには、シンプルな構造、強い指向性、広い動作周波数帯域という利点があります。 欠点は次のとおりです。ラジエーターが放物面反射鏡の電界内にあるため、ラジエーターに対する反射鏡の反応が大きく、アンテナとフィーダーを適切に一致させることが困難です。 逆放射が大きい; 不十分な保護; 高精度の生産。 このアンテナは、マイクロ波中継通信、熱帯散乱通信、レーダー、テレビで広く使用されています。


スピーカーパラボラアンテナ


ホーンパラボラアンテナは、ホーンと放物面で構成されています。 放物線カバースピーカーで、ホーンは放物線の焦点にあります。 スピーカーはラジエーターであり、放物面に電磁波を放射し、放物面反射によって電磁波を放射し、放射される狭いビームに集束させます。 ホーンパラボラアンテナの利点は次のとおりです。リフレクターはラジエーターに悪影響を与えません。ラジエーターは反射電波にシールド効果を与えません。アンテナは給電装置によりよく適合し、逆放射は小さく、保護度は高くなります。 、動作周波数帯域は非常に広く、構造は単純です。 ホーンパラボラアンテナは、トランクリレー通信で広く使用されています。


ホーンアンテナ


ホーンアンテナとも呼ばれます。 これは、均一な導波管と、ゆっくりと増加するトランペット型の導波管コンポーネントのセクションで構成されています。 ホーンアンテナには、ファンホーンアンテナ、ホーンコーンホーンアンテナ、コーンホーンの3種類があります。 ホーンアンテナは、最も一般的に使用されているマイクロ波アンテナの1つであり、一般的にラジエーターとして使用されます。 利点は広い周波数帯域です。 欠点は、サイズが大きく、口径が同じで、パラボラアンテナよりも方向が鋭くないことです。


ホーンレンズアンテナ


スピーカーによってホーン径レンズ構成に取り付けられ、ホーンレンズアンテナと呼ばれます。 レンズの原理はレンズアンテナを見て、このアンテナはかなり広い動作帯域を持ち、パラボラアンテナよりも高度な保護を備えており、より多くのチャネルとのマイクロ波チャネル通信で広く使用されています。


レンズアンテナ


センチメートル帯域では、アンテナ領域で多くの光学原理を使用できます。 光学では、レンズを使用することにより、レンズの焦点に配置された点光源から放射された球面波が、レンズによって屈折された後、平面波になることが可能になります。 レンズアンテナはこの原理で作られています。 これは、レンズとレンズの焦点に配置されたラジエーターで構成されています。 レンズアンテナメディア減速レンズアンテナと金属加速レンズアンテナの2種類があります。 レンズは、中心が厚く、周辺が薄い、低損失、高周波のメディアで作られています。 放射源から放出された球面波は、誘電体レンズを通して減速されます。 そのため、球面波はレンズの中央で減速し、周囲で短絡します。 したがって、球面波はレンズを通過した後、平面波になります。つまり、放射は指向性になります。 レンズは、長さの異なる多くの金属板を並列に並べて作られています。 金属板は地面に対して垂直であり、金属板が短いほど中心に近くなります。 平行な金属板の電波


加速の広がりに。 光源からの球面波が金属レンズを通過するとき、レンズのエッジが近いほど、パスの加速が長くなり、パスの中央での加速が速くなります。 したがって、金属レンズを通過した後、球面波は平面波になります。


レンズアンテナには次の利点があります。


1、サイドローブと小さなフラップなので、方向が良くなります。


2、レンズの製造精度が高くないので、製造がより便利です。 欠点は、効率が低く、構造が複雑で、高価なことです。 レンズアンテナはマイクロ波中継通信に使用されます。


スロットアンテナ


大きな金属プレートの1つまたはいくつかの狭いスロットには、同軸ケーブルまたは導波管が供給されます。 このように形成されたアンテナはスロットアンテナと呼ばれ、クラックアンテナとも呼ばれます。 一方向の放射を得るために、金属板の裏側は、導波管によって直接供給される空洞に作られています。 スロットアンテナの構造はシンプルで膨らみがなく、特に高速航空機での使用に適しています。 その欠点は、チューニングが難しいことです。


メディアアンテナ


アンテナアンテナは、低損失の高周波誘電体材料(通常はポリスチレン)で作られた丸いロッドであり、その一端は同軸線または導波管によって給電されます。 電磁波を励起するためのバイブレータを形成するための同軸線の内部導体の延長である。 3は同軸線です。 4は金属スリーブです。 誘電体ロッドをクランプすることに加えてスリーブの役割は、同軸内部導体励起電磁波によって、そして誘電体ロッド伝搬の自由端に確実にするために、電磁波の反射である。 誘電体アンテナの利点は、サイズが小さく、指向性が鋭いことです。 欠点は、メディアに損失があり、したがって非効率的であるということです。


ペリスコープアンテナ


マイクロ波中継通信では、アンテナは背の高いラックに配置されることが多いため、アンテナへの給電には長い給電線が必要です。 過度の供給は、複雑な構造、大きなエネルギー損失、フィーダー接合部でのエネルギー反射による歪みなど、多くの問題を引き起こします。 これらの困難を克服するために、ペリスコープアンテナを使用することができます。 ペリスコープアンテナは、地面に取り付けられた下部ミラーラジエーターとブラケットに取り付けられた上部ミラーリフレクターで構成されています。 ミラーラジエーターの下には、通常、パラボラアンテナ、金属板用のミラーリフレクターがあります。 鏡の下で電磁放射を上向きに放出し、金属板を通して反射します。 ペリスコープアンテナには、エネルギー損失が少なく、歪みが少なく、効率が高いという利点があります。 主に小容量のマイクロ波リレーに使用されます。


スパイラルアンテナ


スパイラル状のアンテナです。 それは、良好な電気伝導性を備えた金属らせんで構成されており、通常、中心線がらせんの一端に接続されている同軸線によって給電されます。 同軸線の外部導体は、接地された金属メッシュ(またはプレート)接続に接続されています。 ヘリカルアンテナの放射方向とらせん円周に関連します。 らせん'の円周が1つの波長よりもはるかに小さい場合、最も強い放射の方向はらせん軸に垂直です。 らせんの円周が1波長のオーダーである場合、最も強い放射はらせん軸の方向に現れます。


アンテナチューナー


送信機をアンテナに接続するインピーダンス整合ネットワークは、アンテナチューナーと呼ばれます。 アンテナの入力インピーダンスは周波数によって大きく変化し、送信機の出力インピーダンスは一定です。 送信機がアンテナに直接接続されている場合、送信機とアンテナの間のインピーダンスの不一致により、送信機の周波数が電力を変更したときの放射が減少します。 アンテナチューナーを使用すると、送信機とアンテナの間のインピーダンスを整合させて、アンテナが任意の周波数で最大の放射電力を持つようにすることができます。 アンテナチューナーは、地上、自動車、船上、短波の空中ラジオで広く使用されています。


対数周期アンテナ


広帯域アンテナ、または周波数に依存しないアンテナです。 その中には、単純な対数周期性アンテナがあり、そのダイポールの長さと間隔は次の関係に一致します。τダイポールは均一な2線式伝送ラインによって給電され、伝送ラインは隣接するダイポール間で位置を変更する必要があります。 このアンテナには1つの特性があります。ここで、f周波数の特性は、τⁿfで与えられるすべての周波数で繰り返されます。ここで、nは整数です。 これらの周波数は対数目盛で等間隔に配置され、周期はτの対数に等しくなります。 対数周期アンテナはこの結果です。 対数周期アンテナは、放射パターンとインピーダンス特性を定期的に繰り返すだけです。 ただし、このような構造のアンテナでは、τが1以上の場合、その特性は1周期にわたってほとんど変化しないため、本質的に周波数に依存しません。 対数周期ダイポールおよびモノポール、対数周期共振V字型アンテナ、対数周期ヘリカルアンテナなど、多くの種類の対数周期アンテナが存在する。 最も一般的なものは、対数周期ダイポールアンテナです。 これらのアンテナは、上記の短波および短波帯域で広く使用されています。


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