アンテナが地面に接している場合の電磁波の影響について

質問

初めまして．
アンテナ(ダイポールアンテナ等)が，地面にほぼ接地しているとみなせる時，アンテナから地中に向けて放射される電磁波は，地表面からの影響を受けるのでしょうか？

感覚的には，電磁波の波長がアンテナと地面との隙間に比べて，十分に大きければ，電磁波は地表面で反射せず，透過していくのではと考えているのですが，この考えは正しいでしょうか？

お忙しい中，申し訳ありませんが，皆様の知識をお貸しください．

回答No.2

KEN_2

No.1 です。

アンテナの定石を基本的な点から説明します。
１．大地は導体ですので、接地すると短絡します。
２．アンテナを大地から出来るだけ遠ざける必要があります。
３．アンテナと大地間が近い場合（2λ以下）の場合大地に鏡像（イメージ）ができます。
４．実像と鏡像から電磁界の合成で指向性が変化します。
（ダイポールアンテナの場合は打ち上げ角が高くなります。）
５．鏡像は大地の状態で変化します。
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2003/00136/contents/0025.htm
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2003/00136/contents/0026.htm

６．非接地アンテナは大地の影響を受けないようにできるだけ高く設置する。接地アンテナは大地と結合させるなどの必要がある。
７．ダイポールアンテナなどの場合は出来るだけ自由空間の環境で大地の影響を受けない状態で評価します。
＊1/2λ以下の地上高であれば、大地の影響を大きく受けアンテナ自身の同調特性も変化します。

これらから、
＞理論的なモデル式で表すことはできるのでしょうか？
鏡に映した鏡像との合成を近傍電磁界領域で計算すると近似値が計算できます。

＞また，合成された指向性ということは，単純な関数にならない可能性があるということでしょうか？
周囲の環境で左右されますが、大地が湿った平坦な地面であればほぼ理論値が計算できます。

回答No.1

KEN_2

＞アンテナ(ダイポールアンテナ等)が，地面にほぼ接地しているとみなせる時，アンテナから地中に向けて放射される電磁波は，地表面からの影響を受けるのでしょうか？
完全に影響を受けます。

＞感覚的には，電磁波の波長がアンテナと地面との隙間に比べて，十分に大きければ，電磁波は地表面で反射せず，透過していくのではと考えているのですが，この考えは正しいでしょうか？
大地は電磁波にとって導体とみなせるので、仮想のアンテナが発生し実際のアンテナとの合成された指向性の性格をもつと考えられます。

トンネル内では電波は到達しないように、地中に電波は透過しないと考えるのが普通です。
乾燥した砂漠では別ですが・・・・・

お礼

詳しい回答をいただき，ありがとうございます．おかげで助かりました．
少し，わからない点がありましたので，よろしければ，いくつか質問させてください．
地面と実際のアンテナとの合成された指向性を持つとのことでしたが，それは，理論的なモデル式で表すことはできるのでしょうか？

また，合成された指向性ということは，単純な関数にならない可能性があるということでしょうか？