アンテナ指向性パターン
アンテナの種別と素子の長さ・本数を変えると、電波がどの向きに強く飛ぶか(指向性)と利得がどう変わるかを、極座標パターンで可視化します。
0.50 λ
1 本
0.50 λ
最大利得
—
半値幅 HPBW
—
ローブ数
—
前後比 F/B
—
最大利得は 3D 指向性 D = 2 / ∫₀^π F²(θ) sinθ dθ(θ: 対称軸からの角)の数値積分値。
等方性・ダイポール・アレー(等方性素子)は軸対称パターンとして厳密に計算し、八木のみ簡易モデルによる推定値(≈ 表示)です。
アンテナ素子の配置(上から見た図)
指向性パターン(極座標・正規化、リング = −3 / −10 / −20 dB)
アンテナは全方向へ均一に電波を出すとは限りません。電波が強く飛ぶ向きと弱い向きの分布を指向性パターンといい、特に強い方向の出っ張りをメインローブ、その脇の小さな出っ張りをサイドローブと呼びます。
ある方向にエネルギーを集中させるほど、基準(等方性アンテナ)に対する利得が高くなります。
半波長ダイポールは横方向に強い8の字パターン、素子を並べたアレーや反射器・導波器を加えた八木・宇田アンテナでは前方に鋭く尖り、利得が上がります。種別とスライダーを動かして形の変化を確かめましょう。
ある方向にエネルギーを集中させるほど、基準(等方性アンテナ)に対する利得が高くなります。
半波長ダイポールは横方向に強い8の字パターン、素子を並べたアレーや反射器・導波器を加えた八木・宇田アンテナでは前方に鋭く尖り、利得が上がります。種別とスライダーを動かして形の変化を確かめましょう。
いま何が起きている?
ここがポイント
- 指向性 = エネルギーの偏り ── ある方向に絞るほど、その方向の利得が高くなる(総放射エネルギーは保存)。
- 半波長ダイポールは8の字 ── 素子と直角な方向に最大、軸方向はヌル。利得は約 2.15 dBi。
- アレーは本数 N と間隔 d で鋭くなる ── 多素子を同相給電すると主ビームが細くなり、サイドローブが現れる。
- 八木は前方へ片寄る ── 反射器と導波器で後方を打ち消し、前後比(F/B)の大きい単一指向性になる。