第一級アマチュア無線技士(1アマ)直前講座 アンテナ・給電線編
試験が直前にせまってきたので、空中線系について要点などまとめてみます。
アンテナの種類と特徴
・半波長ダイポールアンテナ
平衡アンテナ。絶対利得2.15dBi, 相対利得0dB。インピーダンス73Ω。
不平衡の同軸ケーブルと接続するにはバランが必要。
ちょうど1/2波長では誘導性のため、若干短縮して純抵抗とする。
・1/4波長垂直接地アンテナ
インピーダンス37Ω。接地が不完全だと放射効率が低下する。
地面による鏡像を利用する。接地アンテナ。
・ホイップアンテナ
1/4波長では給電部で電流分布最大、1/2波長では給電部で電圧分布最大。
定在波アンテナで、先端で電流分布はゼロとなる。
不平衡アンテナ。3/8波長だと50Ω系の給電線と整合が取りやすくなる。
垂直偏波、指向性は水平面内無指向性、垂直面内8の字特性。
・スリーブアンテナ
不平衡アンテナ。垂直半波長ダイポールとほぼ同じ特性ですが
スリーブが太いので入力インピーダンスは70～65Ω程度となります。
75Ω系の同軸給電線と直接接続可能。指向特性は垂直半波長ダイポールと同じ。
エレメント長、スリーブ長ともに1/4波長。
・ブラウンアンテナ（グランドプレーンアンテナ）
入力インピーダンス約20Ω。ラジアルの角度を変える、エレメントを折り返すなどで
給電線と整合を取ります。同軸ケーブルを直接接続可能。
垂直偏波、水平面内無指向性。ラジアル長は1/4波長。
・キュビカルクワッドアンテナ
水平偏波です。一周が1波長の放射器とそれよりわずかに長い反射器からなります。
水平面内単一指向性。放射器と反射器の距離によりインピーダンスが変化します。
ループ面と垂直な方向に放射します。
・ループアンテナ
ループ面内に8の字指向特性を持ちます。キュビカルクワッドアンテナとは
垂直な指向特性を持ちます。中波帯などでよく使われます。
実効高は巻数とループ面積に比例し、波長に反比例します。
垂直アンテナとの組み合わせ・合成でカージオイド形の指向特性が得られます。
受信感度が最小になる方向に対して鋭い特性を持ちます。
方向探知用アンテナなど。
水平面内鋭い単一指向性。水平・垂直両偏波で使用されます。
放射器を折り返すと広帯域、高インピーダンス、実効長が長くなります。
放射器は半波長ダイポール、導波器は容量性、反射器は誘導性です。
スタックにすると指向性および利得が向上します。
・コリニアアレーアンテナ
垂直半波長ダイポールを多段にした特性。
放射エレメントは1/2波長の同軸アンテナ、それぞれ同相・同振幅で励振します。
水平面無指向性、高利得。
・ロンビックアンテナ
進行波アンテナ。広帯域。単一指向性。
・対数周期アンテナ
広帯域、自己補対アンテナ。測定用など。隣接するエレメントは逆位相で給電する。
・ディスコーンアンテナ
広帯域、VHF～UHF。垂直偏波。水平面内無指向性。インピーダンス約50Ω。
同軸ケーブルと直接接続。
・パラボラアンテナ
反射器は回転放物面。放射する電波は平面波。直径が大きいほど、波長が短いほど
指向性は鋭い。利得は開口面積に比例し、波長の2乗に反比例する。
・アルホードループアンテナ
水平偏波、一辺が1/4波長の正方形。主にVHF帯で使用。
水平面内ほぼ無指向性。
・双ループアンテナ
一周が1波長のループを1/2波長の給電線で2つ以上接続したもの。
水平偏波、UHF帯、高利得、広帯域
給電線
・平行二線式ケーブル
平衡アンテナに直接給電できる。外部のノイズの影響を受けやすい。
300Ω程度の高インピーダンスのものもある。TEMモード。
不平衡給電線。平衡アンテナに接続するにはバランが必要。
外部のノイズの影響を受けにくい。TEMモードで使用する。
・導波管
TEモードなどで使用する。TEMモードでは伝搬できない。
遮断周波数以下の電磁波は伝送できない。
管内波長は自由空間よりも長い。マイクロ波を効率的に伝送できる。
不要輻射の低減
・給電線にBPFを設ける。
・高調波トラップを設ける。
・給電線からの輻射を避ける。
アンテナにおいては、同じものを送信と受信に用いた場合において
指向性、利得、入力インピーダンスなどは一致するが、電流分布は異なる。
同軸ケーブルは周波数が高くなると、誘電損、表皮効果による抵抗損が増加する。
また、耐電圧に注意する。
自由空間および給電線の特性インピーダンスはテスターでは測定できない。
電圧反射係数は複素数（ベクトル量）である。絶対値は実数である。
各種計算上必要な公式は参考書などを参照してください。
