□ H16年12月期 A-20  Code:[HH0506] : キュビカルクワッドアンテナの特徴(構造形状、指向性、発射波の偏波面)
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更新履歴
2014年
12/14 12月期問題頁掲載
08/31 08月期問題頁掲載
04/15 04月期問題頁掲載
H1612A20 Counter
A-20 次の記述は、図に示すキュビカルクワッドアンテナについて述べたものである。[ ]内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。
(1) キュビカルクワッドアンテナは、一辺の長さが 1/4波長で全長がほぼ1波長の四角形ループの放射器と、全長が放射器より数パーセント[A]四角形ループの反射器とを0.1〜0.25 波長の間隔で配置したアンテナである。
(2) キュビカルクワッドアンテナの指向特性は、ループの面と[B]の方向が最大であり、また、放射される電波は[C]偏波である。


長い 直角 水平
長い 平行 垂直
短い 直角 垂直
短い 平行 水平
問題図 H1612A20a
Fig.H1612A20a

 この問題では、キュビカルクワッドについての一般的な内容が問われています。

[1]キュビカルクワッドアンテナの構造と動作

 キュビカルクワッドの概要をまとめておきます。
項 目 特  性
構造・動作原理 ループアンテナの中でも1波長分の導線を方形にし、下辺の中心部に給電して放射器とし、ループ長が放射器よりわずかに長い反射器や、短い導波器と組み合わせて指向性を持たせたもの
指向性・偏波面 指向性:導波器方向又は反射器と反対方向に単一指向性
偏波面:給電部分が水平の辺なら水平
インピーダンス ループ単体で100 [Ω]程度
(導波器、反射器を付けると数10 [Ω]に下がる)
利得・実効長(高) 2エレで7 [dBi]程度
電流分布 給電する辺とそれに平行な辺では給電部分(真中)が最大で、両端に行くほど減少する分布。他の辺は、互いに逆位相の分布になるので、放射には寄与せず
周波数帯域 ダイポールよりは広い
特徴・用途等  キュビカルクワッドはループアンテナの一種と考えられるが、ループサイズが波長オーダーと大きいので、小さいループアンテナとは性質が違う。アマチュアでは主にHF〜VHFで主に用いられ、F/B比が大きい、同エレメント数なら八木より利得が大きい等の利点があるが、受風面積が大きく、エレメントを支持する構造が必要

Fig.HH0506_a キュビカルクワッドの構造と特性
Fig.HH0506_a
キュビカルクワッドの構造と特性
 アマチュアでHFをやるのにこのアンテナを上げられる人(家?)はあまり多くありません。見ての通りHFでやるとなるとかなり大型になります。
 電流分布の項にも書いていますが、給電部の辺とその対辺がそれぞれ放射エレメントです。ですから、この辺が水平なら水平偏波が、垂直なら垂直偏波が発射されます。通常、この辺は水平で用いますので、水平偏波、ということになります。
 指向性は、ループの面に垂直な方向に、単一指向性です。

それでは、解答に移ります。
 …反射器は、ループの長さが1波長よりも数%長いエレメントです
 …指向性は、ループ面に直角方向が最大放射方向となります
 …問題図のような構造なら、放射される電波は水平偏波です
となりますので、正解はと分かります。