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アンテナを作るのに1/2波長とか1/4波長とかありますがなぜぴったりの波長じゃなくてもいいのですか?

回答(6件)

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敢えてですが、9/10波長とかなんでもいいんです。 現に1/4波長とかその整数倍で無いアンテナはいくらでもあります。ロングワイヤーアンテナと称しているアンテナは、そういった1/4波長とかその整数倍ピッタリの長さのモノもありますが、中途半端な長さのモノが大部分です。 ただ波長とその給電部の位置によって給電し易いかどうかが決まります。給電し難いアンテナは事実ダメな波長のアンテナになってしまいます。それなりに工夫すれば何とかなるんですけどね、難しかったりコストが掛かってしまうんですね。 ダイポールアンテナみたいな非接地型でも事情は似ています。ただ多少、接地型アンテナに比べれば1/4波長とかその整数倍のアンテナは比較的給電がやりやすいので、作っただけで他にコストを掛けずにそのまま給電して使えるので使いやすいんですね。 アンテナの結果的な指向性がどうとか、は別問題といえますね。

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「なぜぴったりの波長じゃなくてもいいのですか?」というのは、「なぜちょうど1波長じゃなくてもいいのですか?」という質問ですか。 もしそうなら、答えは「気柱の共鳴と同じで、アンテナも4分の1波長で共振するから」です。4分の1波長だけでなく、その奇数倍でも共振します。 「なぜアンテナが気柱とおなじふるまいをするのか」とか「なぜアンテナは共振していなければならないのか」という事については話が長くなるので、もし興味があれば別に質問を立ててください。 また、気柱の共鳴については中学校か高校の理科で習うと思いますが、ネットで検索すれば、詳しい解説がたくさんあります。

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アンテナの長さは、指向性に関係します。 指向性が鋭いとか広いとか言いますよね。GPでは打ち上げ角が高いとか低いとかになります。 指向性ですが、打ち上げ角が高いと、HFではEスポではメリットがありますが、DXではデメリットになります。 このような特徴を活かすため、長さを決めます。 他に、アンテナの形により調整しやすさが変わります。DPは1/2波長でないと、本来の性能が出せないんです。なので、DPは1/2波長になるんです。

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「アンテナを作るのに1/2波長とか1/4波長とかありますがなぜぴったりの波長じゃなくてもいいのですか?」 接地タイプのアンテナは 1/4 波長の奇数倍の長さ、非接地タイプのアンテナは 1/2 波長の整数倍の長さで、共振現象が観測され、通信波を効率よく電磁波に変換できることがわかっています。なので、無線のアンテナはそれらの波長を基準に設計します。 アマチュア無線の市販の製品には 5/8 波長などの「中途半端な」長さのものもありますが、これは物理的には 5/8 波長でも、電気的には 6/8 (3/4 = 1/4 x 3) 波長になるよう、根元にコイル等が挿入され共振を起こすように設計されています。5/8 波長が使われるのは、1/4~1/2波長の長さの中で 5/8 波長が、エレメントの直交面に最も強い指向性が出ることが、観測で判っているからですね。 「最終的には9/10波長とかなんでもいいようになる気がする」 電気的に共振させられれば、物理的な長さはどのようにでも変えられます。ただし、物理的な長さにより指向性が変化するので、長ければよいとは限りません。例えば1波長の垂直アンテナの場合、上半分と下半分で逆相の電流が流れ、エレメントの直交面への指向性が一番弱くなるので、直交面を水平線に向ける垂直アンテナとしては、使い物にならなくなります。 なので、V/UHF 帯のホイップアンテナや GP アンテナは、1/4, 1/2, 5/8 波長のいずれかが基本になっているのが普通で、それ以外の長さは使われません。

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1/4波長がその周波数のアンテナとして有効であるということです。 1/4波長のエレメントを、左右に並べて、中央で給電するのが、ダイポールアンテナと呼ばれる形です。この時の給電部のインピーダンスが、約73Ωになります。 これがアンテナの標準と考えて良いでしょう。 この標準を踏襲すると全ての周波数でよく働くアンテナが作れるということです。 適当な長さのエレメントで作ったアンテナの給電部にアンテナチューナーを挿入すれば、そのアンテナチューナーの守備範囲で能率には差が出るでしょうが、働きます。 この知恵袋で、アンテナについて断片的なことを知るよりも、本屋さんへ行ってアンテナについての色々な本(例えば、アンテナハンドブック)がありますから、それを読んで、その内容を理解してください。そのほうが、先々役に立つと思います。

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