アンテナを小さくするには？

質問

漠然とした質問で申し訳ありませんが、
アンテナを小型化するにはどのような方法がありますか？
アンテナの加工、回路の付加等、広い意味です。
答えは色々あると思いますが、漠然とで結構ですので、
教えていただけると助かります。

回答No.2

GTAC · ベストアンサー

アンテナの目的に立ち返って考えてみる必要があります。
アンテナは通信相手との電磁気的な結合をするためのものです。性能は
「相手との結合が密であり、相手以外に通信の電力を送らない。最小の電力で通信できる」ことにあります。
そこでアンテナの性能は
効率
指向性
帯域
インピーダンス
などで規定されます

相手もしくは自信が移動するなら無指向性とするか、確率的に相手が存在する方向のみに指向性を持たせるか、相手に応じて自動的に指向性を変えるかなどになります。
相手が単一周波数だけなら共振アンテナが、ある帯域を必要とするなら広帯域化が必要になります（効率の低下につながる）

効率は送受信回路との結合やき電線と空間との結合との総合的な結果になります。広帯域に放射するなら進行波形として可変インピーダンスアンテナとし、送受信機側をこれに対応させた広帯域回路とします。

ケータイのアンテナの場合、頭の側でない方向に放射させ、通話中に携帯基地局のアンテナのある角度（地上から仰角５度から２－３０度の範囲）に集中させれば効率がよくなります。
２．４ギガなら波長１２センチですから空間と最大効率で結合できる物理的な形状は１２ｃｍの長さになります。実際には効率に目をつぶる、電気影像を利用してエレメント長を半分にする（１／４ラムダグランドプレーン）などで小型化をはかり、逆に複数の絵面との電力を合成して総合効率の向上を図ります。
１１ｂＬＡＮではアクセスポイントとノートＰＣ間の通信が最大になるようにアンテナの指向性を調整しています。

電力合成の場合は合成回路の損失と合成による利得をはかりにかけます。
誘電体やインダクタを使えば電気的な波長の短縮が可能になります。プリント板アンテナは両面の基盤の間の誘電体を活用しています。

Ｎｉｔｓｃａｐｅさんがご指摘のように用途が限定されないと何を最優先にして何を犠牲にするか、小型化のメリットと目標が見えてきません。

補足

ありがとうございます。大変ためになりました。
優先順位としましては
(1)サイズ　(2)利得　といったところで、
指向性は考慮していません。
小型化しつつ良好なＳＷＲを得たいと思っています。
オススメのアンテナ形状や付加回路がありましたら、簡単に教えていただけると幸いです。

回答No.1

nitscape

確かに漠然としていますね．．．"小型化"をするのは何のためなのか？という目的意識が重要かと思います。

例えば．．．

アンテナの形を変えないのであれば、例えば1λのアンテナから1/4λにすればそれだけで小さくなります。アンテナの材料を細くしてもいいですね。

形を変えるのであれば、ロッドアンテナのような形からコイル状のヘリカルアンテナにすれば小さくなります。

使用する周波数を高くしてもアンテナは小型化します。

回路基盤にコイルのパターンを作ってアンテナとして使ってもいいですよね。

補足

回答有難うございます。

少し絞らせて頂きますと、資金が少ないので高価な材質は使えませんので、
平面パッチアンテナが関の山です。
現在はλ/4サイズのアンテナを整合を取ったところです。
目的は持ち運びたいというもので、周波数はキガ単位です。

答えづらい質問ですが、もう少しお付き合い下さい。