アンテナの原理

アンテナは、伝送線路を伝播する誘導波を自由空間を伝播する電磁波に変換したり、その逆の変換を実行します。誘導波は、電磁エネルギーのすべてまたは大部分が有限の断面内で特定の方向に伝播するように制約されている電磁波です。

鉄道旅行に例えると、乗客は電磁波のようなものであり、送電線は電車のようなものです。

乗客は電車に乗車した後は車内でしか移動できません。乗客は列車の方向に移動します。列車は誘導波のようなもので、有限の断面内に拘束され、特定の方向に伝達されます。

駅を出た後、乗客は自由に移動できますが、これは自由空間を伝播する電磁波のようなものです。ここの電車のドアはアンテナに似ています。

電車のドアは乗客の乗車と降車の両方に使用できます。

同様に、アンテナを使用して、誘導波を自由空間電磁波に変換したり、自由空間電磁波を誘導波に変換したりすることができます。これがアンテナの相反原理です。

アンテナは自由空間でどのようにして誘導波を電磁波に変換するのでしょうか?

1894年、科学者ポポフは実験で、受信機が電波を検出する距離が通常に比べて大幅に増加したことを発見しました。いくつかの探索の後、ポポフはワイヤーが金属片検出器に当たったことを発見しました。実験距離を大幅に延長するのはこのワイヤーです。このワイヤーは世界初のアンテナと考えられています。

ポポフの実験では、ワイヤーが誤って金属片検出器に遭遇し、目に見えない形で伝送線路の形状が変化しました。

ポポフの実験的アプローチに従って、科学者たちは、伝送線路の角度が増加するにつれて、放射される電磁波が強くなることを発見しました。その後、対称ダイポールアンテナの理論が提案され、さまざまなアンテナが開発されました。