5．アンテナの基礎 線状アンテナからの電波の放射 アンテナの諸定数

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1 5．アンテナの基礎 線状アンテナからの電波の放射 アンテナの諸定数
5.1　微小ダイポールからの電波の放射 線状アンテナは微小ダイポールの集合として取り扱える 真空におかれた微小ダイポールからの放射 5.1.1　微小ダイポール l<<λ 全長にわたって角周波数ωの電流 　　　　が一様に分布 観測点Pにおける微小ダイポールから 放射される電界と磁界

2 波数 微小ダイポールからの電磁界 静電界：1/r3に比例　誘導電磁界：1/r2に比例　放射界：1/rに比例 例題5.1　 で静電界と誘導電磁界と放射界が等しくなる距離 より

3 無損失の空間中の電流源Ｊによって生じる電磁界
波源が原点にあるのでr0=0 電流源はz方向成分のみであるのでA2.26の積分は と置くと

4 球面座標系での勾配 A.2.28のar成分は

5 aθ成分は aφ成分は０である。

6 次に磁界を求める。球面座標系の回転は を代入すると Hr, Hθ成分は０である。

7 と の比は真空中の固有インピーダンス (=120πΩ)に等しい
5.1.2　微小ダイポールの放射特性 [1] 放射界 位相項はe-jkrで， と はr方向に速度 で伝播する進行波 　　と　　は互いに直交し 伝播方向とも直交 　　と　　の比は真空中の固有インピーダンス (=120πΩ)に等しい

8 [2] 放射電力 アンテナから放射される全電力 r>>λの球Srを考え，この球面を通過する放射界の全電力 球面Srの単位面積を通過するポインチング電力 放射電力はポインチング電力をSr上で面積分する。 点Pを通る微小領域dAの面積：

9 [3]放射抵抗 微小ダイポールを電気回路とみなすと，電流　　　　が流れたときの 有効電力がWr 微小ダイポールにはRr=Wr/I02の抵抗があることに等しい [4]指向性係数 指向性：アンテナからの放射界は方向により強度が異なる。 これを表すのが指向性係数D(θ,φ)で，図示したのが放射パターン 指向性係数：原点にアンテナを置いたときの，球Sr上の放射界の電界 強度と最大放射方向の電界強度の比 電界パターンD(θ,φ)と電力パターンD2(θ,φ) 微小ダイポールの指向性係数

10 E面放射パターン：電界ベクトルを含む面における指向性
H面放射パターン：磁界ベクトルを含む面における指向性 [5]　最大放射方向の電界強度 微小ダイポールの最大放射方向はθ=π/2で 式5.5のWrを用いI0を消去 放射電力Wrが与えられたときの 微小ダイポールの最大放射方向 の電界強度

11 例題5.2　Wr=5Wのとき微小ダイポールから10km離れたときの電界強度