1 アンテナの最適放射長#
1.1 垂直単極アンテナ#
理想的な直立アンテナにおいて、その最適放射効率は長さが約 $$
L=\frac{\lambda}{4}
すなわち、アンテナの長さが電磁波の波長の $\frac{1}{4}$ の時、放射効率が最も良い。
## 半波振子アンテナ
L=\frac{\lambda}{2}
## 全波アンテナ
L=\lambda
## 補足
接地された垂直アンテナは、長さが $\frac{\lambda}{4}$ の時、アンテナの頂端電圧が最大で、電流は 0、基座電流が最大となり、最も理想的な放射点である。
# 2 アンテナのロード
アンテナにロードをかけることで、アンテナの電気的長さを延ばし、物理的に短いアンテナを使用する。本質的には、アンテナの共振条件を調整することに他ならない。
## 2.1 感性ロード
- $\frac{\lambda}{4}$ より短いアンテナに使用し、その電抗部分の容量特性を補償する。
- アンテナの適切な位置にインダクタを直列接続する。通常は底部または中部に近い位置。
- $\frac{\lambda}{4}$ より短いアンテナは容量性（電抗が負）を示し、インダクタ（正電抗）を追加して補償し、アンテナが共振に達する。
## 2.2 容性ロード
- アンテナの等価長を増加させるために使用する。
- アンテナの頂端に容量構造を追加する。
- アンテナの頂端電圧を高め、放射効率を向上させ、アンテナの対地電抗を低下させ、電流分布の引き伸ばし効果を高める。
|項目|感性ロード|容性ロード|
|---|---|---|
|理由|短いアンテナの容量を補償|端電圧を強化し、効率を向上|
|位置|底部/中部に直列|頂部に並列/「キャパシタ帽」をロード|
|作用|共振を実現|電気的に長さを延長|
|一般的な応用|短波鞭状アンテナ|移動局、車載アンテナなど|
## ロード位置の影響
- 底部ロード：電流への影響は小さく、必要なインダクタ値は大きく、効率は低い。
- 中部ロード：効率は良好だが、構造は複雑。
- 頂部ロード：放射効率は最も良いが、構造は複雑で、風抵抗が大きい。