線状アンテナの電圧分布てなんでしょう？？

質問

よく半波長ダイポールアンテナの電流、電圧分布図がのってます。電流分布は、分布定数回路等の類推から理解できますが、電圧分布がよくわかりません。結局、どこと、どこの電位のことを言っているのか？です。
・・・・ひょっとして、静電界電荷分布のポテンシャル（∞点を０V）として算出しているのでしょうか？
　　　電圧の基準点がよくりかいできません。
ご存知のかた、お教えください。

回答No.2

foomufoomu

>これでは非常に見づらく分かりにくいものになってしまいます。
何の話でしょうか？
余計なものを取り除いて、見やすい図にした結果、こうなっていると思いますが。

よくあるように、電気を水にたとえて話をすると、
船酔いは波の大きさ(波の上と下の高さの差)で決まり、絶対的な高さとは無関係である。
海抜０ｍの海の波でも、海抜760ｍの諏訪湖の波でも同じことで、基準高さとしては、それぞれの水面の平均的な高さを考えればよい。

お礼

図の電流、電圧は波動の時間表示ではなく、位置（空間）成分を示します。その際、電流は電流密度の振幅なので、絶対値を示せばよく絶対値なので正数でよいのですが、通常、定在波の＋/－の方向成分も表示するため図示のように＋/－の正弦波状グラフになります。ただし、＋成分が線路のどちら方向の成分なのか、本当は表示すべきと考えますがそこまで明記した表示はあまり見かけません。（慣例でしょうか？）
電流の場合は、ゼロは０[A]で電荷移動がないとし端条件でそのようになるのでダイポール等、端が解放の場合は直感的に０[A]であると理解できます。

問題は電圧で、同軸ケーブルのような平行線路ならば位置ｘの点でのHigh側、Low側間の電圧をその点（位置での）電圧とします。ところが、ダイポールのような分布（非）定数回路では、このような電圧を示す２点が存在しません。そこで、電気力線を考え各位置でのポテンシャルを計算するのではないでしょか。これが、その点での電圧（ポテンシャル）で電圧表示とはこのポテンシャルを意味すると考えますがいかでしょうか？？？すると、このポテンシャルの基準点とはどこかとというと、電流の腹の部分に相当するのはないかと考えます。電流の腹は線状に複数点あるので０V基準点は複数あることになります。このように考えると図も理解できます。
ただし、この図の符号の取り方は（a)(ｂ)(ｃ)一貫性がなく非常に分かりずらい図で作成者（記載者？）があまり理解してないのかもしれません。

…例えば、グラフ電流が＋の時、電流の方向は線状の右向き?左向き？どちらを＋にしているのか？です。見やすくするため向きを示す極性を省略しては、見やすくなくかえって混乱します。さらにこれに対応する電圧は、高電位から低電位へ電流が流れるに、極性が電流の逆になってます。（電流で上向きを＋としたら、電圧も上向きを＋にするのが自然ですが、(a)では下向きが＋のようです。）
このように、軸の極性を省略することで、かえって分かりにくくなっているのが現状のようです。

補足

たとえ話にするのは、余り気が進まないのすが、当方の質問は、
”基準高さとしては、それぞれの水面の平均的な高さを考えればよい。”の、”水面の平均的な高さ”とは、ダイポールアンテナのどの部分を示しているのでしょうか？？？？？

というものでです。

回答No.1

foomufoomu

アンテナでは最終的に必要なのは交流成分なので、どこが基準なのかはあまり意味がありません。
（図も交流成分だけを書いてあるはずです。）

しいて言えば、「アンテナ全体で、長時間での交流成分の和がゼロになるように、基準電位を決めて書いている。」でしょう。

お礼

そうですね。個人が好き好きで電圧基準点を決めればよいとのご意見ありがとうございます。おっしゃる通り、基準点、座標軸をそれぞれ勝手に決めてはいけないという決まりはないようです。その証拠に付図のグラフも一見間違っているように見えますが座標、基準点がこうだといえば、あながち間違いではないようです。しかし、これでは非常に見づらく分かりにくいものになってしまいます。
更に付図は無線従事者の試験問題のようですが、このような図で電圧グラフを問う問題があった場合、さぞかし悲惨な国家試験になってしまい、悲しい状況と言わざる得ません。
かくも、アンテナという部門は混乱の状況にあるものでしょうか？？？？？（更に付図には単純な誤記もあります）