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折り返しダイポールアンテナ

図1の折り返しダイポールアンテナを計算します。
ダイポール長=50mm、ダイポール間隔=2mmとします。
図2、図3が入力インピーダンスの周波数特性(2.5-3.0GHz)です。 ここで、給電ダイポールの導線半径=0.2mm一定とし、 無給電ダイポールの導線半径が0.2mmのときが図2、0.6mmのときが図3です。
図のように、導線半径を変えると共振周波数が変化しますが、共振抵抗は280-290Ωで一定です。 これは理論通り半波長ダイポールアンテナ(73Ω)の4倍です。[1]
図4、図5が、特性インピーダンス300Ωで給電したときのVSWRの周波数特性です。 VSWR < 2 となる比帯域幅=20%となり、 75Ωで給電したダイポールアンテナの比帯域幅=11%の約2倍になります。
図6、図7が、それぞれの共振周波数での電流分布です。
図6より、導線半径が同じときは共振周波数で同じ振幅と同じ向きの電流が流れます。
図7より、導線半径が異なるときは共振周波数で異なる振幅と異なる位相の電流が流れます。
図8、図9が、それぞれの共振周波数での遠方界です。 遠方界は単一ダイポールアンテナとほぼ同じです。
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図1 折り返しダイポールアンテナ

図2 入力インピーダンスの周波数特性
(導線半径=0.2mm,0.2mm, 2.5-3.0GHz)

図3 入力インピーダンスの周波数特性
(導線半径=0.2mm,0.6mm, 2.5-3.0GHz)

図4 VSWRの周波数特性
(導線半径=0.2mm,0.2mm, 2-4GHz)

図5 VSWRの周波数特性
(導線半径=0.2mm,0.6mm, 2-4GHz)

図6 共振周波数での電流分布
(導線半径=0.2mm,0.2mm, 2.7GHz)

図7 共振周波数での電流分布
(導線半径=0.2mm,0.6mm, 2.5GHz)

図8 共振周波数での遠方界
(導線半径=0.2mm,0.2mm, 2.7GHz)

図9 共振周波数での遠方界
(導線半径=0.2mm,0.6mm, 2.5GHz)

[1] アンテナ工学ハンドブック(第2版)、オーム社、2008、p.132