アンテナは、無線電磁信号を送受信するために使用される金属製のデバイスであり、これらの信号は何らかの情報を表します。ラジオは主に、マイクロ波とラジオ信号の両方をブロードキャストするためのワイヤレス通信用に設計されています。一般に、アンテナにはさまざまなサイズと形状があります。アンテナを使用する理由はたくさんありますが、主な理由は、信号またはデータを送信する簡単な方法を提供することです。違いがある アンテナの種類 のように利用可能 宇田八木 、絞り、リフレクター、ワイヤーアンテナ、その他多数。この記事では、次のようなアンテナのタイプの 1 つについて説明します。 ワイヤーアンテナ – アプリケーションの操作。
ワイヤーアンテナの定義
ワイヤー アンテナは、地上に吊り下げられた長いワイヤーを含むラジオ アンテナの一種です。アンテナのワイヤーが信号を拾い、さらに放射します。このアンテナでは、ワイヤ アンテナの長さと波長は関係ありません。ワイヤーは、アンテナのチューナーを介して送信機または受信機に接続され、信号を送信または受信します。これらのアンテナは、設置と携帯の容易さからよく知られています。ワイヤー アンテナの図を以下に示します。
ワイヤーアンテナの設計
このワイヤー アンテナの長さは λ/2 の倍数であるため、長いワイヤーを使用したアンテナの構成は簡単です。一般に、λ/2 または λ/4 の長さを持つアンテナは、次のように知られています。 半波長ダイポールアンテナ .しかし、長さが λ/2 を超えるアンテナは、アンテナとして知られています。 ロングワイヤーアンテナ .したがって、長いワイヤを使用したアンテナの長さは、半波長の倍数と見なされます。したがって、長いワイヤを使用したアンテナの長さは (L = n λ/2) として与えられます。
これらの配線は、縦または横に配置されていますが、その方向は地面に対してずさんな場合があります。このアンテナへの外部励起は、給電線がワイヤの長さの端、中央、または任意の場所に単純に提供される給電線全体に提供されます。
ここで、ワイヤー アンテナの偏波は、地面に対するアンテナの方向によって示されます。フィード ポイントの位置はローブの方向を表します。この単純なワイヤ アンテナ構造では、送信局と受信局の間で単純な導線が端から端まで接続されています。したがって、2 つの端の間の直接の長いワイヤ接続により、送信ステーションからの信号が許可され、残りの端で信号を取得できるように信号が放射されます。
ワイヤーアンテナはどのように機能しますか?
長いワイヤーを備えたアンテナは、いくつかの半波長ダイポールの組み合わせです。したがって、その動作原理は半波長ダイポール アンテナと同じです。したがって、これらのアンテナの長さは、半波長に比べて長くなります。そのため、長い導線が入力電圧によって単純に励起されると、その後、電荷キャリアは印加された信号の半分に基づいてドリフトします。信号の前半が適用された場合、電荷キャリアは引力を受けますが、負の半サイクルが使用された場合、電荷キャリアは反発を受けます。そのため、この電荷キャリアの導体内での累積作用により、不安定な電界が生成されます。したがって、信号は長いワイヤ アンテナを介して反対側の端でこのように放射されます。
長いワイヤを使用したアンテナは、半波長よりも長くなります。ロングワイヤーアンテナの長さを長くすると指向性も良くなります。これは、長いワイヤーを備えたアンテナの場合に顕著です。動作周波数が最も低い場合、一般に、長さは半波長と見なされ、最後に外部給電が提供されます。
ワイヤーアンテナの種類
これらのアンテナはさまざまなタイプに分類され、それぞれのタイプについて以下で説明します。
ショートダイポールアンテナ
ワイヤー アンテナの単純な形式は、短いダイポール アンテナです。これは、信号またはデータが中央に供給される開回路です。このアンテナでは、「短い」という用語はアンテナのサイズを指すのではなく、基本的には相対的な波長です。このアンテナには 2 つの端があり、一方の端は開回路で、もう一方の端は AC 電源から供給されます。このアンテナの周波数範囲は 3KHz ～ 30MHz の範囲であるため、主に低周波受信機で使用されます。
ダイポールアンテナ
ダイポール アンテナは、RF アンテナの最も重要な形式の 1 つであり、導電性ワイヤまたは最大優先波長の 1/2 の長さのロッドを含みます。ワイヤまたはロッドは絶縁体を介して中央で分割され、中央のすべての端は、通常は同軸ケーブルへのバランを介して給電線に単純に接続されます。
これらのアンテナは、さまざまな無線通信で広く使用されています。このアンテナは設計が非常に簡単で、RF スペクトルの高周波、超高周波、および超高周波セクションで動作します。詳細については、このリンクを参照してください。 ダイポールアンテナ .
ループアンテナ
ループアンテナは、他のアンテナに比べて無線信号をより効率的に受信するワイヤーアンテナの一種です。これらは、消費電力が少なく、広い範囲の周波数 (300 MHZ ～ 3 GHz) で動作するため、他のアンテナよりも効率的なアンテナと見なされます。このアンテナの性能は、主に設計、配置などのさまざまな要因に依存します。
ループ アンテナでは、ワイヤを曲げることで、円形、三角形、長方形、楕円形などのさまざまな形状を形成できます。これらのアンテナは非常にシンプルで用途が広く安価であるため、送信機の位置を検出するための RFID デバイスで使用される、UHF 送信機として使用される、ラジオ受信機内で HF 波を受信するために使用されるなど、幅広い用途で使用されます。
半波長ダイポールアンテナ
ダイポール長が動作周波数での波長の半分であるタイプのダイポール アンテナは、半波長ダイポール アンテナと呼ばれます。これは非常に有名なダイポール アンテナで、ヘルツ アンテナとしても知られています。
このアンテナは、送信および受信アプリケーション用の単純な共振構造を備えています。これらのアンテナはさまざまな複雑なアンテナの設計に役立つため、これらはすべてのアンテナ形状の基本要素です。このアンテナの動作周波数範囲は 3 kHz ～ 300 GHz です。
半波長ダイポール アンテナは、主にラジオやテレビの受信機で使用されます。これらのアンテナを別のタイプのアンテナと併用すると、優れた性能を発揮します。
折り返しダイポールアンテナ
折り返しダイポール アンテナは、2 つの導体を含むアンテナの一種です。これらの導体は、単純に 2 つの側面で接続され、折り畳まれて円筒形の閉じた形を形成します。双極子の長さは波長の半分です。したがって、半波折り返しダイポールアンテナとして知られています。この折り返しダイポール アンテナの周波数範囲は 3 KHz から 300 GHz の範囲で、TV 受信機で最も頻繁に使用されています。
モノポールアンテナ
モノポール アンテナは、通常、電圧源を介してアンテナのベースに給電される単一の導体を含む無線送信アンテナです。このアンテナは非常にシンプルな単線アンテナで、通常は垂直に取り付けられ、通常は信号の送信と受信の両方に使用されます。したがって、これらは放送または通信の目的で使用されます。モノポール アンテナは、下位の RFID 帯域 (2.2 ～ 2.6 GHz)、中間の RFID 帯域 (5.3 ～ 6.8 GHz)、上位の RFID 帯域 (8.7 ～ 9.5 GHz) で動作します。
ヘリカルアンテナ
ヘリカルアンテナはワイヤーアンテナの一種で、アンテナの形状がらせん状であることからヘリックスアンテナとも呼ばれます。このアンテナの周波数範囲は、約 30MHz ～ 3GHz です。したがって、このヘリカル アンテナは VHF と UHF の範囲で動作します。
ヘリカル アンテナは、衛星と宇宙探査機の通信に使用される VHF 信号の送受信に使用され、月と地球の間の通信を確立する電波天文学に使用されます。詳細については、このリンクを参照してください。 ヘリカルアンテナ .
広帯域双極子
ブロードバンド ダイポール アンテナは、主に短距離から中距離の回線に優れた性能を発揮するワイヤー アンテナの一種です。より低い周波数での短距離通信ベースの回路の場合、このアンテナの放射パターンは高い離陸角度を持ちます。同様に、高周波の中距離通信ベースの回路では、このアンテナの放射パターンの離陸角度は小さくなります。
クローバーアンテナ
クローバーアンテナは、円形に偏波されたワイヤ アンテナの一種であり、このアンテナの放射パターンはダイポール アンテナと同じです。このアンテナは主に、円偏波を得るために並列に接続され、特定の方法でツイストされた最低 3 つまたは 4 つのフレームを含みます。
ワイヤーアンテナの利得
の アンテナゲイン 理論上のアンテナと比較して、任意の方向に放射するアンテナの能力です。このゲインは、アンテナが特定の方向に信号を送信または受信できる強さを示しています。ワイヤー アンテナのゲインは次のとおりです。
ショート ダイポールの場合は 1.5 (1.76 dBi) です。
半波ダイポール、それは 1.64 (2.15 dBi) に上昇しています。詳細については、ここをクリックしてください アンテナゲイン。
長所と短所
の ワイヤーアンテナの利点 以下のものが含まれます。
- このアンテナの構造は簡単です
- これらのアンテナは、十分なゲインと指向性を提供します。
- これらのアンテナには、鋭い指向性パターンがあります。
- これらは高価ではありません。
- 低い垂直角では、単純に放射線に焦点を合わせます
- それらは、全長が λ/2 を下回らない範囲の周波数で放射します。
の ワイヤーアンテナの欠点 以下のものが含まれます。
- 低い周波数では、ダイポール アンテナはサイズが大きくなります。
- ループ アンテナはゲインが低く、調整が難しく、非常に狭帯域です。
- ヘリカル アンテナのサイズはかさばり、近くの物体によって非常に簡単にチューニングが外れてしまいます。
- ワイヤー アンテナでより良い結果を得るには、適切なマッチング システムが必要です。
- これらのアンテナには、マッチング システムまたはチューナー ユニットが必要です。
アプリケーション
の ワイヤーアンテナの応用 以下のものが含まれます。
- ワイヤーアンテナは、短波、中波、長波帯の受信アンテナとして広く使用されています。
- これらのアンテナは、構造が単純であるため、ポイント ツー ポイントの長距離通信に使用されます。
- これらのアンテナは、船舶、宇宙船、建物、自動車、衛星、ミサイル、マイクロ波通信、および非常に高いゲインのアプリケーションで使用されます。
したがって、これはワイヤーの概要です アンテナ – 動作中 アプリケーションで。ワイヤーアンテナの例は次のとおりです。ダイポール アンテナ、ヘリックス アンテナ、モノポール アンテナ、ループ アンテナ。ここであなたに質問です、アンテナの機能は何ですか?
