1/4波長垂直接地アンテナ入力インピーダンス水平面内無指向性電気影像電流分布

無線工学 > １アマ > H13年08月期 > B-04
B-04	次の記述は、四分の一波長垂直接地アンテナについて述べたものである。このうち正しいものを１、誤っているものを２として解答せよ。

ア	放射抵抗は約73 [Ω]である。
イ	水平面の指向性は無指向性である。
ウ	アンテナの電流分布は先端で最大である。
エ	電気影像の理により半波長ダイポールアンテナと同じような動作原理である。
オ	進行波アンテナの一種である。

［１］1/4波長垂直接地アンテナとは

　まずは、1/4波長垂直接地アンテナの全体像を掴みます。

1/4波長垂直接地アンテナ（Fig.HH0501_a）

項　目	特　　性
構造・動作原理	給電線（不平衡）にλ/4のエレメントを接続、片側は接地。接地側が電気影像として動作するので、λ/2ダイポールの半分の長さ（高さ）で済む
指向性・偏波面	指向性：水平面内＝無指向性　垂直面内＝半円形偏波面：垂直
インピーダンス	約 36 [Ω]　（λ/2ダイポールの半分）
利得・実効長（高）	利得：λ/2ダイポールとほぼ同じ　実効高：λ/2π [m]
電流分布	給電部が電流最大で末端に行くほど正弦的に減少する分布。先端では原理的にゼロ
周波数帯域	共振周波数を中心とする、狭い帯域
特徴・用途等	モービルホイップ等のホイップアンテナもこのλ/4垂直接地アンテナの仲間。自動車の場合は車体が大地とのカウンターポイズ（容量接地）となる。中波放送局などで巨大な鉄塔としっかりした接地で給電しているのもこれ。厳密には容量環（キャパシティハット）が付いていたり、フェージング防止のためにエレメントの長さを変えたりで、正確にλ/4ではないことが多い。アマチュアでは、「バーチカルアンテナ」としても使用

　早い話が、λ/2ダイポールアンテナを縦にして、地面に近い側を接地して電気影像を利用してしまえば、全長がλ/4で済んでしまうではないか、という発想のアンテナです。
　従って、特性もλ/2ダイポールに似ている、と言いたいところですが、片側を接地しているために、インピーダンスが約半分の36 [Ω]になり、（垂直面内）指向性もダイポールの８の字を半分に切ったようになります。また、接地抵抗が十分低くないと効率が低下しますし、利得も半分なので、あまり有利ではありません。

Fig.HH0502_a
垂直系無指向性アンテナの構造と動作

それでは、解答に移ります。
　ア…インピーダンスはλ/2ダイポールの約半分で36 [Ω]で２誤り
　イ…垂直接地アンテナの水平面内指向性は無指向性なので１正しい
　ウ…垂直接地アンテナの電流分布は先端で最小なので２誤り
　エ…電気影像を考えるとλ/2ダイポールと動作原理が同じなので１正しい
　オ…垂直接地アンテナはλ/2ダイポールと同様定在波アンテナなので２誤り
となります。