ダイポールアンテナとモノポールアンテナの違い

質問

ネットで調べたところ、ダイポールアンテナとモノポールアンテナの違いはグランド面(接地)があるかないかのようですが、グランド面はどんな役割をするのですか？グランドなので、そこの電圧は常に0なんでしょうか？

アンテナの動作もよくわからないため、とんちんかんな質問してたらすみません。

回答No.2

info22 · ベストアンサー

参考URLの(1/4)λの垂直接地アンテナはモノポールアンテナと同じものです。
モノポールのグランド面(接地面)は完全導体面の働きをします。つまり鏡のような働きをしており、参考URLの左側の半波長ダイポールアンテナと等価になります。アンテナ上の電流分布はダイポールの上半分の電流分布と(1/4)λの垂直接地アンテナの電流分布は同じになります。
したがってモノポールのアンテナを考える場合はダイポールで考えればいいということです。
アンテナは共振回路と等価です。
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2003/00136/contents/0026.htm

また、５０ｍ以上のAMラジオ放送大きなアンテナは設置が困難ですので、(1/2)λのダイポールの半分の長さの(1/4)λのモノポールアンテナを使っているのです。AMラジオ放送局の垂直にそびえる巨大な長さのアンテナはモノポールアンテナで作られています。実際は更に長さを節約するために、アンテナの頂上に傘のようなものがついていますが、それで多少の長さの節約をして(1/4)λより短くしています。
基本はダイポールアンテナで考え、モノポールがダイポールの(1/2)の長さの半分だけで考えればいいことになります。
ダイポールアンテナの電流分布（1/2)λの定在波）は中央部で電流が最大になり、両端で導体がなくなるため電流の行き先がなくなるのでゼロになります。電圧分布は中央で電圧がゼロ、両端で電圧最大になります。

アンテナは(1/2)λ、λ、2λの定在波で共振させられますが、アンテナの経済性から(1/2)λの長さのものが使われ、また巨大な長さのアンテナは(1/4)λの長さのモノポールのアンテナが使われます。
なお、λは電波の周波数の波長です。λf=v(vは電波の伝播速度、fは電波の周波数です。)の関係はあります。空気中ではvはほぼ光速になります。アンテナ上では速度が多少遅くなり、波長が短くなります（波長短縮率）。波長短縮率は１以下で太い断面のアンテナほど小さくなります。

参考URL：

http://as76.net/dai/emv/dipole.htm

回答No.1

take0_0

まず、λ/2ダイポールアンテナが基本にあります。
エレメントと直交する方向で、両エレメントの中間に地面（厳密には電気壁）を持ってくると、地面に隠れた側に繋がっていた給電線を接地すれば似たような動作をするようになります。これがλ/4接地モノポールアンテナです。
物理学的には、電気壁の向こうに鏡像（イメージ）ができると考えます。

ご質問の答えですが、電気壁なので電位は常にゼロです。
ちなみに、λ/4接地モノポールアンテナのインピーダンスは、λ/2ダイポールアンテナの半分になります。
この構造だと地面直近にしか設置できないので、一般的に、グラウンドプレーン（ブラウン）アンテナというものを使います。これは、等価的にグラウンドとして動作するようなもの（グラウンドプレーン）を設置したモノポールアンテナです。
導体円盤やλ/4程度のワイヤーを複数本、モノポールと直交する方向に配置してグラウンドプレーンとします。
構造上、通常は地面と垂直に使用しますので、垂直偏波が必要な通信に使用します。

参考URL：

http://blog.goo.ne.jp/toita2217/e/5533cc4c14da8e9ddcac637fa7a5b2ce