八木アンテナの設計式:寄生要素などを理解する!

アンテナは、電子信号を送受信するために使用されるデバイスです。周波数放射を使用するすべてのデバイスはアンテナを使用します。非常に多くの異なる種類のアンテナがあります。たとえば、指向性アンテナ、無指向性アンテナ、スロット アンテナ、八木宇田アンテナなどです。この記事では、八木アンテナの設計式について詳しく説明します。この記事は、アンテナの動作と、自分でアンテナを設計する方法を正確に理解するのに役立ちます。

八木アンテナとは?

八木宇田型のアンテナは半球状のアンテナですが、他の多くのアンテナと同様に、FM 信号を送信するように設計されています。この形のアンテナの背後にいる天才は、宇田晋太郎と友人の八木秀次です。そのため、八木宇田アンテナと呼ばれています。

八木宇田は長い距離をトラップして送信できるため、FM 信号に適しています。この伝送距離は、1W の RF 電力を使用して、長さ 5km までカバーできます。八木アンテナは、他のアンテナとは異なり、サイズが小さいです。その結果、そのゲイン能力は深遠です。

また、寄生素子と呼ばれる棒の集まりだけで構成されています。これらの寄生要素により、アンテナの効率が保証されます。また、要素には、反射要素、単一または複数のディレクタ要素、および双極子要素が含まれます。

これらの要素の配置は正確である必要があります。これは、単一のアンテナに欠けていることが多い指向性パターンをアンテナに与えるのに役立つためです。

(衛星放送受信アンテナに近い八木宇田アンテナ .)

八木アンテナ設計式

八木宇田アンテナ タイプを設計するときは、特定の物理パラメータを考慮する必要があります。特に、これらのアンテナ ロッドの長さと間隔は、アンテナ構造における最優先事項です。

八木アンテナは、設計者が指定したさまざまな周波数の信号を収集できます。さらに、波長で測定された長さと間隔を使用して、特定の周波数のアンテナを設計できます。さらに、使用する頻度によって、使用するサイズと帯域幅が決まります。

(適切に設計されたアンテナ )

リフレクター。

多くの場合、反射板は他の 2 つの要素の背後にあります。通常、アクティブな被駆動要素よりも 5% 長くなります。特に、0.1⋋ から 0.25⋋ の間は、被駆動要素とリフレクタの間の間隔です。この制限を超えると、信号強度が乱れます。さらに、この間隔は、周波数と帯域幅の比率およびサイドローブ パターンの仕様に依存する場合があります。

帯域幅、ゲインの DB、フィード インピーダンス、および前後比は、八木アンテナの開発で考慮する必要不可欠な仕様です。また、これらは八木アンテナ計算機の入力値にもなります。

双極子。

被駆動要素の中央にフィード ポイントがあります。給電点は、このアンテナ片の別名です。送信機の給電線が受信機の給電線と出会うため、給電点と呼びます。重要なことは、この給電線が送信​​機からアンテナへの周波数伝送に役立つことです。

場合によっては、これらのアンテナには折り返しダイポールがあります。この機能により、リレーのインピーダンスが増加します。ただし、電気長が周波数波長の約半分になると、アンテナは共振周波数を発生します。

(アンテナ アイコン セット )

ディレクター。

ディレクターは他のすべての要素の中で最も短いため、簡単に選択できます。重要なのは、アクティブな被駆動要素よりも 5% 短い長さに配置することです。アンテナのディレクタ要素の主な目的は、電磁場内で電磁周波数を受信することです。

ただし、ディレクタは被駆動素子よりも高い共振周波数を持っています。さらに、ディレクタは、指向性パターンと目的のゲインを達成するのに役立ちます。この特性により、八木宇田は指向性アンテナとして機能します。

前述のように、八木宇田アンテナは 1 つまたは複数のディレクターを持つことができます。複数のディレクターは、アンテナの利点の 1 つです。重要なことに、取締役間の間隔は 0.1⋋ から 0.5⋋ の範囲です。

ただし、使用するディレクターの数は八木のディレクターのゲインを決定しませんが、アンテナ アレイの長さは決定します。

たとえば、200MHZ の非常に高い周波数のフィールドでは、要素のおおよその数値は、八木アンテナ計算機から次のように測定されます。

• リフレクターの長さ=150/f =150/200 =0.075m
• 被駆動要素の長さ =138/f =138/200 =0.69m
• 双極子の長さ
• 双極子とディレクターの間隔
• リフレクタから双極子までの間隔
• 第 1 ディレクターの長さ =140/f =140/200=0.7m
• 2 番目のディレクターの長さ =136/f =136/200 =0.68m
• ブームの長さ

(アンテナのコレクション )

八木アンテナ設計ソフトウェア

このアンテナの設計に役立つさまざまなソフトウェアがあります。この記事では、八木デザイナー 2.0 と MS-DOS アンテナ メーカーについて説明します。

八木デザイナー 2.0 は、多くの機能を表示する八木アンテナ計算機です。アンテナのこれらの特性には、水平放射パターン、垂直放射パターン、E プレーン、H プレーンが含まれます。また、フィード ポイントの抵抗とリアクタンス、およびアンテナ ゲインの考慮事項である F/B 比は、このソフトウェアで必要な機能です。

一方、MS-DOS ソフトウェアは、より迅速かつ正確な寸法計算を行います。

(送信機の写真 )

八木アンテナの設計方法

300MHzの動作周波数と単一のディレクターを使用して、八木宇田のアンテナ全体の構築を行います。積分方程式を使用して手動で計算を行うか、ソフトウェアに簡単に入力できることを知っておく必要があります。ただし、ソフトウェアまたは八木アンテナ計算機に初期データを提供する場合、ソフトウェアは事前に詳細な最適化を行う必要があります。

180,000,000m/s の速度速度 (v) と 300MHz の周波数 (f) を使用します。したがって、周波数に対する速度比（v / f）を使用してラムダを計算します。また、反射器の長さを 0.495⋋、双極子の長さを 0.473⋋、ダイレクタの長さを 0.440⋋、反射器と双極子の間隔を 0.125⋋ にします。これらは、ソフトウェアまたは八木アンテナ計算機に与える初期値です。

次に、3素子八木アンテナ計算機またはソフトウェアが計算を行います。これは、前の式から約 1.67 を見つけた v/f を置き換えます。間違いなく、これらの式を使用すると、使用する正しいアンテナ パラメーターの要素長を簡単に見つけることができます。アンテナの性能を高めるには、正確な寸法分布が必要です。

この一次アンテナを自宅で設計するのは簡単です。また、アルミパイプを使ったアンテナは、測定が正しく行われて初めて完全に機能します。

(複数のディレクターを持つアンテナ。)

八木アンテナの応用

• 八木アンテナは、電波ビームの送信に使用する RF アンテナの一種です。
• 偏波により、このアンテナは半球アンテナの下に配置されます。電波天文学には、これらのアンテナが必要です。

まとめ

Yagi Uda アンテナは、市場で最もよく使用されているアンテナの 1 つです。小型で効率的なため、家庭やオフィスでよく見かけます。

この記事がアンテナについて学ぶのに役立つことを願っています。私たちのウェブサイトから私たちの他の作品のいくつかをチェックしてください.それ以外の場合は、このトピックまたはヘルプに関するお問い合わせをお待ちしております!