ループアンテナの放射パターン（指向性）についての質問です。

質問

ループアンテナの放射パターン（指向性）についての質問です。
現在、仕事で送信用30MHzループアンテナを製作中です。
お客の要求仕様上、ループの放射パターンにNULLが２つ出る必要があるのですが、
測定すると、ほぼ円形のパターンになってしまいます。
ループアンテナの指向性は理論的にNULLが２つ出るはずですが、
なぜ今の状況ではでないのでしょうか？

以下は、測定状況です。

(1)製作ループアンテナ:５ターンループ（直径500mm)
⇒要求仕様上、これ以上直径を大きくできません。

(2)受信アンテナ：バイコニカルアンテナ

(3)周波数：30MHz

(4)測定距離：3m

(5)測定場所：電波暗室（400MHz付近から対応）
⇒３０MHｚ付近には厳密には対応していません。

(6)測定方法：ループアンテナをターンテーブル上に立てた状態で給電しながら、
ターンテーブルを回転させます。
そして放射された電波を受信アンテナで受信し、ループの30MHzの放射パターンを取得します。
受信アンテナはHとV偏波両方で取得します。
結果は、NULLが全く出ず、ほぼ円形のパターンになります。

補足測定として、別の市販のループアンテナ２種（直径200mm程度と300mm程度）
で同様の測定をこころみましたが、やはりNULLは出ませんでした。

回答No.5

KEN_2

ANo.2,3 です。
暫く留守にしていまして返信が遅れました。

昔の記憶の思い起こしですが、たしか、MODEL;6502 ??の電磁界ループアンテナがあり
磁界アンテナの特性を測定するには、3m法で受信アンテナにMODEL;6502 ??標準のループ
アンテナでの磁界特性の補正値を加算して測定した記憶があります。
受信側の磁界強度は、
コイルの平面側を被測定アンテナに90度横を向く形で設置し磁界強度を測定します。
受信側の電界強度は、
コイルの平面側を被測定アンテナに向く形で設置し電界強度を測定します。
詳しくは忘れましたが、磁界と電界でアンテナ係数（補正値）が大幅に異なった様
でした。

絶対的なアンテナ利得は校正できませんが、ループコイルの受信側は磁界結合する
様に向きを90度横向きに設置するのがポイントで、指向特性の相対値の傾向を測定
するには充分と考えます。
8の字特性の指向性が得られる筈ですが、磁界特性はコイル平面側がNULL側でコイルの
ループ方向側が磁界結合となります。

あと、アンテナの対抗高さは、ほぼ中心点が一致していれば2～3ｃｍ程度のズレは問題あり
ません。
電波暗室の
>内寸（吸収体除く）が、６ｍ（幅）×３ｍ（幅）×３ｍ（高）です。
から、強磁性体のシールドが施されているでしょうから磁界強度測定には充分で、
電界強度測定の近傍界 / 遠方界1/2λの測定間距離の考慮は不要です。
その他思い付くアドバイスとしては、アンテナを近接させて測定距離による減衰量を
減少させて傾向を確認されると何か切っ掛けが見付かると考えます。

下記サイトに校正で使ったアンテナを見つけました。
Model 6502アクティブル－プアンテナ
http://homepage3.nifty.com/astechcorp/content/EMCO/loop.htm
http://homepage3.nifty.com/astechcorp/content/EMCO/pdf/loop.pdf

回答No.4

noname#252164

周波数が３０メガですから波長が１０メータです。

半波長以上離れていないので、近傍界を計測してしまっているのでしょう。
http://homepage3.nifty.com/tsato/terms/near-field.html

大雑把に言えば、アンテナというのはからみあった電束、磁束がちぎれて飛んでくイメージなので、アンテナの近傍にくっついている磁束を見てしまうと話が違ってきます。

補足

なるほど近傍界の影響が大きいのですか。
ただ、送信もバイコニカルアンテナのHにして同測定をすると、
理論どおりNULLが２つでるのはなぜでしょうか？
私は、KEN2様がおっしゃっている通り、磁界と電界の違いがある
と思っておりますが。

回答No.3

KEN_2

ANo.2 です。
>ループアンテナ:５ターンループ（直径500mm)
でしたね、そうです基本的にループアンテナには水平・垂直偏波は無く、
磁界と電界アンテナとの関係ですから、受信側もループアンテナで受信
しなければ、電磁界アンテナの特性は得られませんね。
電波暗室を保有されておられるので、型名は忘れましたが標準のループ
アンテナでVDE規定の9K～30MHzの帯域が計れる電磁界アンテナがあった
筈です。
こちらのアンテナで測定してみてください。
無ければ、製作アンテナ2本を使ってみてください。
ブロードな曲線が取得できたのを思い出しました。
1）当然の事ですが、同じ高さに配置されていますよね。
2）暗室の室内概略寸法はどの程度でしょうか。
（後ろ側方向の寸法余裕はありますよね））

>補足測定として、別の市販のループアンテナ２種（直径200mm程度と300mm程度）
>で同様の測定をこころみましたが、やはりNULLは出ませんでした。
この現象があるのですよね・・・・・
これは再度昔の記憶を思い出してみます。

補足

１）送受信アンテナは同じ高さです。（１ｃｍ程度はずれているかもしれませんが）。

２）暗室は、内寸（吸収体除く）が、６ｍ（幅）×３ｍ（幅）×３ｍ（高）です。
後ろには余裕は１～１．５ｍ程度あります。

また、受信もループの必要があるとのこと、情報ありがとうございます。
ちょっとこちらでも測定してみます。

回答No.2

KEN_2

3m法の電波暗室なら、サイトアッテネーションを測定されておられると思いますが、
80MHz以下の周波数で減衰量が得られていますか？
室内の奥行きと横幅が7mx5m程度で、側壁面の中央付近に追加の電波吸収体が施されて
おりますか？
多分全面電波吸収タイルの施工された少し狭めの電波暗室と判断されます。

80MHz以下の周波数では、側壁面の電波反射量が無視出来なくなりますので、規定の
減衰量が得られなくなります。
（VCCIの規定方法でサイトアッテネーション測定すると、側壁面反射波の影響が判明
　します。）
電波暗室の室内寸法が少ないと生じる問題で、3m法の測定距離の問題ではありません。

では、どの様に対処すれば良いかというと、受信アンテナ：バイコニカルアンテナの
位置を現在の室内中心点から左右のどちらかに約1mずらして、測定距離3m法の位置に
するのです。
＊これで側壁面反射波の影響を軽減できる定石の方法です。
（機会があれば、電波暗室管理者に、VCCIの規定でサイトアッテネーションを測定
　してもらえば宜しいですよ。）
もし、30Mの信号レベルが電波法規定の微弱電波以下であれば、屋外の広場や建家
屋上で測定しても良いです。
周囲半径6m以上壁や建物からの空間があれば、理論的には無視出来る周囲からの
反射量になります。

補足

ご回答どうもありがとうございます。私も最初は、暗室の吸収性能が悪いため、ＮＵＬＬが出ないと思っておりました。しかし、検証のため、送受信アンテナともバイコニカルアンテナのＨ偏波にし、同測定を実施したら、３０ＭＨｚで理論どおりＮＵＬＬが2つでました。よって、暗室のせいではないのでは？とますますわからなくなってしまいました。この結果は、ループアンテナが磁界アンテナで、バイコニカルが電界アンテナということが関係しているのでしょうか？ちなみに、暗室はウレタン型吸収帯のみで、フェライトは未使用です。

回答No.1

kobochan

距離が短くて出ないのでは？
もっと離せばどうですか