□ H12年08月期 B-04  Code:[HH0902] : 短縮形アンテナの電流分布とローディングコイルの位置、容量冠
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	λ/4垂直接地アンテナの電流分布と、コイルやコンデンサによる短縮・延長の原理を復習しておきましょう。 ［１］λ/4垂直接地アンテナの電流分布 　まず、1/4波長垂直接地型（いわゆるλ/4バーチカル）の電流分布をλ/2ダイポールアンテナのそれとの比較で見ておきましょう。Fig.HH0902_aがその説明図です。 λ/4垂直接地アンテナは、早い話がλ/2ダイポールアンテナを垂直に立てて、片方の極を接地したものと考えます。この時、大地を理想的な導体と仮定すると、地面の下に、長さも電流分布も同じの導線が仮想的に現れます。これを「電気影像」といいます。 　このようにして、片側を地球に持たせたダイポールアンテナとして動作するλ/4垂直接地アンテナは、その電流分布の形もλ/2ダイポールの片側と同じです。 （ただし、インピーダンスは片側がGNDと「ショート」状態のため、λ/2ダイポールの半分の約36 [Ω]となります。） Fig.HH0902_a λ/4垂直接地アンテナの電流分布 　λ/2ダイポールの電流分布は、給電点で最大で、先の方に行くほど電流が減少するような分布ですから、λ/4バーチカルも先端では電流がゼロになります。つまり、電波は主にアンテナの低いところから放射されていることを意味します。 ［２］長いアンテナエレメントを短縮する方法 　波長が長いと、高さが高くなって扱いづらいので、トップには容量冠（キャパシティハット）を付けます。中波の放送局などによく見られます。これは、大地との間に容量分を多く持たせることで、（この後に述べる）アンテナの等価回路上のキャパシタンス分を増やし、共振周波数を下げるものです。 　我々アマチュアではエレメントの途中には延長コイル（ローディングコイル）を入れます。アンテナのエレメントの等価回路は、一般に、電波を放射する「抵抗Ｒ」分と、共振周波数を与えるインダクタンス（コイル）のＬ分、それにキャパシタンス（コンデンサ）のＣ分が直列になった、直列共振回路で表されます。 　このうち、延長コイルはインダクタンス分を増やして、共振周波数を下げる働きをしますから、長いエレメントに替えたのと同じ効果を持ちます。つまり、短いエレメントを低い周波数で使う場合に用います。コイルに損失（抵抗分）がなければ、エレメントのどの部分に挿入しても効果は同じはずですが、実際にはコイルには抵抗分があるので、その位置によって得失が出てきます。 　Fig.HH0902_bに種々のアンテナの短縮方法と電流分布のイメージを示します。 Fig.HH0902_b 長いエレメントの短縮方法 　コイルの持つ抵抗分（＝電力損失）をを避けるため、電流が少ない頂点付近に付ける（トップローディング）のが電気的には有利ですが、エレメントが細いと頭が重くなってフラフラするので、しっかりしたエレメントが必要になります。 　一方、給電点付近にコイルを付ければ（ボトムローディング）、構造は安定ですが、電流が最大の場所にコイルを入れることになるので、エレメントの高い部分からの放射が減ってしまうとともに、抵抗分で高周波エネルギーが熱になってしまいます。センターローディングはその中間です。 　いずれの方法においても、程度の差はあれ、フルサイズよりは実効高が低くなってしまいますので、その分利得が低下してしまうことは避けられません。 それでは、解答に移ります。 　ア…λ/4垂直接地アンテナの電流分布は、基部において５最大です 　イ…λ/4垂直接地アンテナの電流分布は、頂部において４零です 　ウ…頂部に容量環や２延長コイルを挿入して、実効高を稼ぎます 　エ…頂部にコイルを入れたアンテナは、６トップロードです 　オ…基部にコイルを入れたアンテナは、８ボトムローディングです となります。
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