□ H29年08月期 A-18  Code:[HH0513] : ディスコーンアンテナの構造と特徴
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更新履歴
2019年
12/18 12月期問題頁掲載
09/02 08月期問題頁掲載
04/13 04月期問題頁掲載
H2908A18 Counter
無線工学 > 1アマ > H29年08月期 > A-18
A-18 次の記述は、ディスコーン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) 図に示すように、円錐形の導体の頂点に円盤形の導体を置き、円錐形の導体に同軸ケーブルの外部導体を、円盤形の導体に内部導体をそれぞれ接続したものであり、給電点は、円錐形の導体の[A]にある。実際には、線状導体を円盤の中心及び円錐の頂点から放射状に配置した構造のものが多い。
(2) 水平面内の指向性は全方向性であり、[B]の電波の送受信に用いられる。スリーブアンテナやブラウンアンテナに比べて[C]特性である。


底点 水平偏波 広帯域
底点 垂直偏波 狭帯域
頂点 円偏波 広帯域
頂点 水平偏波 狭帯域
頂点 垂直偏波 広帯域
問題図 H2908A18a
Fig.H2908A18a

 ディスコーンアンテナは、今回(H29年8月期)に始めて出題されました。アマチュア的には、問題の図にあるような「面」で構成されたものよりも、「破れ傘」のような形の、「線」で構成されたものの方が一般的かもしれません。

[1]ディスコーンアンテナの構造と動作

 ディスコーンアンテナの概要をまとめておきます。
項 目 特  性
構造・動作原理 円錐(コーン)導体の上に円盤(ディスク)導体を載せた形状で、同軸ケーブルで給電する場合は、芯線側を円盤に、編線側を円錐に接続する。不平衡型アンテナなので、同軸で直接給電可能である
指向性・偏波面 問題の図のように置いた場合は垂直偏波
垂直面内は8字指向性(但し、上側が少し潰れた8の字。波長によって形状が変わる)。水平面内は無指向性
インピーダンス 数10〜数100 [Ω]
利得 1〜数 [dBi]程度で高くはない
周波数帯域 非常に広帯域。Fig.HH0513_aのようなD,Lに取れば、f=c/λとして、f〜8f程度の周波数まで実用帯域(VSWRが2程度以下)になる
特徴・用途等 受風面積を減らすため、左図のような「板」ではなく「線」状の導体で構成したものもある。広帯域なので、電波監視用などに用いられる

Fig.HH0513_a ディスコーンアンテナの構造と特性
Fig.HH0513_a
ディスコーンの構造と特性
 このアンテナが広帯域である理由は、以下のようです。このアンテナのコーンの部分だけ二つ用意して尖った方を対向させ、それらに平衡給電するアンテナを「バイコニカルアンテナ」といい、自己補対アンテナの一種です。自己補対アンテナについては、1アマの範囲を超えるので、詳しくは書きませんが、給電点から見ると、理想的には周波数によらず定インピーダンス(=広帯域)となるアンテナです。
 ディスコーンアンテナは、このバイコニカルアンテナの「片側」を切り取った形状としているので、元のバイコニカルアンテナの広帯域性を引き継いでいる、というわけです。
 同軸で直接給電できるうえ、広帯域なので、世界中のアマチュアが設計・製作記事を公開しています。"Discone Antenna Design"で検索してみると、多く出てきます。寸法的にはV,UHFが作りやすいですが、中には7MHzから上のHFバンドを狙った猛者もいます。

それでは、解答に移ります。
 …給電点は、円錐導体の頂点に置きます
 …問題図のように置くと、垂直偏波が放射されます
 …スリーブアンテナやブラウンアンテナは、波長で寸法が決まっている(つまり、特定の周波数で共振する)アンテナですが、ディスコーンアンテナは共振を用いない広帯域アンテナです
となりますので、正解はと分かります。