アンテナの仕組み

質問

アンテナはどのようにして電波を受信しているのでしょうか？

ラジカセに付いているような、１本のアンテナを考えます。
電波を受けて微弱な電流が流れるのでしょうか？
そのように考えると、キリヒホップの電流則から、
電流の総和はゼロのはずですから、アンテナから
微弱な電流が流れ出るということは、アンテナにも
電流が流れ込まなければいけませんが、先には何もありません。

不思議です。よろしくお願いします。

回答No.7

ymmasayan

No.3です。なかなかピンとくる説明は難しいですね。

以下の説明は「正しくない説明」なのですが。
両端開放のアンテナに何故電流が流れるのか。
高周波でないと電波が飛び出さないのは何故なのか。
判った気になる「ヒント」として読んで下されば幸いです。

送信アンテナとアースの間に送信機が接続されています。
受信機と大地の間には僅かな静電容量(コンデンサー)があります。
送信アンテナと受信アンテナの間にも僅かな静電容量(コンデンサー)があります。

すると送信機－送信アンテナ－空間(コンデンサー)－受信アンテナ－ラジオ－空間(コンデンサー)－大地－送信機
というループが出来ます。
コンデンサーが入っていますので周波数の高い交流だと受信機に高周波電流が流れます。

何度も言いますがこれは本当は間違った説明です。
あくまでも電界と磁界の働きで(電磁波　略して　電波)アンテナに電圧が誘起し電流が流れるのです。

かくいう私も数式や図では理解でき、日々お世話になっていても、やっぱり電波の存在が実感としてピンときません。

お礼

ご回答ありがとう御座います。
私も、なかなか電波の存在が実感できません。
難しいですね。

回答No.6

miran_2006

質問者さんはループの無い状態で電流が流れる事に疑問を抱いているようですので・・・
こんな考え方はどうでしょうか？
電波の受信により、アンテナの右端（高い）と左端（低い）といった電位差ができたとします。
電流は右から左に流れます。
次の瞬間、受信した電波の位相が反転したとして、今度は、アンテナの右端（低い）と左端（高い）といった電位差ができたとします。
すると、今度は逆方向に電流が流れます。
これを繰り返すことで、電流がいったり来たりと・・・
で、実際にはキャリアの周波数とアンテナの長さが効率良い関係になるように設計されていると・・・

お礼

ご回答ありがとう御座います。
どこにも繋がっていない鉄の棒があるとします。どこにも繋がっていなが、ごく短い時間なら電流(交流)が流れるということでしょうか？
なんとなく、わかってきたような。

回答No.5

ytrewq

電波は空間的に電界を伴っており、その強さは電界強度(v/m)であらわされます。
アンテナで電波を受信したとき、アンテナ端子をオープンにしておくと、電界強度に応じた電圧を生じます。
V = E*Le
E:電界強度(v/m)、　Le:アンテナの実効長(m)
アンテナには固有のインピーダンスがあるので、アンテナ端子に接続したインピーダンスに応じた電流が流れます。例えば、半波長ダイポールアンテナは73Ωです。

大雑把な理解としては電界によってアンテナに発電のようなことが起こるということです。

お礼

ご回答ありがとう御座います。
難しいですね。

回答No.4

noname#215107

・導体中の電界の伝わる速度が、光の速度に近い。
・流れる電流（交流）周波数が、非常に高い
・・・・以上のことがかなりヒントになると思います。
つまり、高い周波数の交流電圧を導体に掛けると、導体の一方の端では電圧が高く、反対側の端では、電圧が低い・・といった現象が起こります。
例えば、テレビの八木アンテナや、ダイポールアンテナでは、給電点（ケーブルがつながっている所）では電流が最大、その両端では電圧が最大となります。
これはアンテナの長さ分の距離を電界が伝わるのに、光の速さに由来する有限の時間がかかるからでしょう。

私も素人で、イメージ的なものしか持っていないので、体系的な説明ができません（すみません）。
完全に理解している方で、説明が上手な方の回答を待ちましょう。

お礼

ご回答ありがとう御座います。
>導体の一方の端では電圧が高く、反対側の端では、電圧が低い
この辺にヒントがありそうですが、やはり難しいです。

回答No.3

ymmasayan

これはなかなか理解しにくいですね。
逆に考えると放送局のアンテナから電波が飛び出すこと自体不思議ですから。
空気中でも(真空中でも)電波は飛んでいきます。
通常の電気理論は全くと言っていいほど当てはまりません。
高周波の交流電流だからこそ起きる現象です。
マクスウエルという人が電波の存在を予言したのですが、そのとおりになっています。
真空中でも電界と磁界がリング(輪：チェーン)のように交互につながって伝播して行き、
電界と磁界が受信機のアンテナに起電力を発生させ受信機に電流を流すのです。
色々探してみましたが適当な図が見つかりませんでした。
送信アンテナと空間と受信アンテナを含めた電磁界を考えないといけないのです。

お礼

ご回答ありがとう御座います。
素人では理解は相当難しいようですね。

回答No.2

NNori

こんな説明ではいかがでしょう？
電流とは電荷（電子）の流れです。それに対し電波というのは空間を伝わる波です。あなたが誰かがたたいた太鼓の音を聞いているところを想像してください。あなたの耳は空気の流れ（風）を受けていますか？
空気は流れていなくても音（波）は伝わるのです。これと同じで電波は空気中の電界という媒体の中を伝わる波なのです。アンテナはその波を受けて電流ではなく電圧の変化によって受信回路に信号を送っているのです。

お礼

ご回答ありがとう御座います。
総合的に見ると、確かに耳へ空気は入っていないと思うのですが、
極く少量の空気の出入りがあるように思えるのですが・・・
理解が悪くて申し訳ありません。

回答No.1

hondafit

詳しく話すと難しくなるので簡単に説明します。
まず、電磁界と言うものをご存知でしょうか？
電磁界とは電界と磁界の合わさったものです。電波の伝わり方は、まず送信側のアンテナに電流を流すと磁界が発生し、その磁界により電界を発生する。さらにその電界から磁界が・・・と言った繰り返しです。そこに受信側のアンテナを置くとアンテナに電流が発生し、その信号を増幅してラジオなどを聴いています。

参考URL：

http://www.jet.or.jp/e_health/what_denjikai.html

お礼

ご回答ありがとう御座います。
残念ながら、言葉は知っていますが理解していません。