技術

アンテナは、電波を送受信するために使用される重要な要素です。つまり、アンテナは電磁波を生成して放射します。使用環境、アンテナの製造素材、およびアンテナ自体の性能は、アンテナに影響を与える要因です。

基本的なアンテナパラメータとは何ですか？

共振周波数、インピーダンス、利得、開口部または放射パターン、偏波、効率、帯域幅など、多くのパラメータがアンテナの性能に影響します。これらのパラメータはアンテナ設計プロセス中に調整可能です。さらに、送信アンテナには最大定格出力が考慮され、受信アンテナにはノイズ抑制のパラメータがあります。

電気通信において、アンテナにはどのような種類がありますか？

アンテナには多くの種類があります。一般的なアンテナの種類には、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナ、逆Fアンテナ（PIFA）、パッチアンテナ、マイクロストリップアンテナ、アレイアンテナ（直列型、並列型）などがあります。

共振周波数とは何ですか？アンテナの帯域幅とは何ですか？

LTE、Wi-Fi、GPS、そして第5世代通信（5G）のようなアンテナ周波数は、各国で定められた標準周波数の範囲で使用する必要があります。一般に、インピーダンスの帯域幅は周波数に比例します。たとえば、低周波数では帯域幅が狭く、インピーダンスの調整が難しくなります。逆もまた同様です。

なぜ50オームのインピーダンスを使用するのですか？

50オームという値は、ベル研究所による多くの実験の結果、30オームと77オームの特性インピーダンスを持つ同軸ケーブルが高出力伝送と低損失に最も適していることが分かり、それらの平均値として選ばれました。30オームの同軸ケーブルは最大出力を伝送でき、77オームは最小の信号損失を持ちます。算術平均は53.5オーム、幾何平均は48オームであり、50オームはその中間で、実用的な妥協点とされています。これにより、ダイポールアンテナ（半波長）やモノポールアンテナ（1/4波長）とも良好に整合し、反射損失が最小になります。

アンテナ効率とは何ですか？

アンテナ効率とは、アンテナに入力された有効電力に対して、アンテナが電磁波として放射する電力の比率です。理論的には効率が高いほど良いですが、実際には1未満であり、アンテナの設置環境、素材、設計などが影響します。

アンテナの利得とは何を意味しますか？

アンテナの利得は受動的な特性であり、アンテナの最も強い放射方向の放射強度と、基準アンテナとの比の対数で表されます。基準アンテナが全方向性である場合、単位はdBiになります。たとえば、ダイポールアンテナの利得は2.15dBiです。利得が高いほど有効放射角度は狭くなりますが、これはよく見落とされます。高利得アンテナは、他の方向の電力を集めて必要な方向に集中させています。

アンテナにおける偏波とは何ですか？

電磁波が空間を伝搬する際に、電界ベクトルの方向が一定か、特定の規則に従って回転する場合、この電磁波は偏波と呼ばれます。偏波には、水平偏波、垂直偏波、45度偏波があります。