1/4波長にグランドプレーンがあり、1/2波長にグランドプレーンが必要ないのはなぜですか？

1/4波長と1/2波長のグランドプレーンを使用する必要がある理由がわかりません。

1/2 \ $ \ lambda \ $ ダイポールには、次のような電圧と電流の波があります。-

ウィキペディアからの画像。

これで、画像の死点に目を向けると、電圧が常にゼロボルトであることがわかります。これは、ダイポールが平衡電圧源（<スパンクラス）で最適に駆動されるためです。 = "math-container"> \ $ V_O \ $ ）ダイポールアンテナには、平衡電圧源が推奨されます。実際、電圧と電気フィールドは、下の緑色の線の長さに沿ってすべてゼロです：-

これは、オプションでその緑色の線をアースと見なすことができることを意味します（アンテナがバランスの取れた方法で駆動されている場合）。上の画像を半分にカットすると、1/4 \ $ \ lambda \ $ モノポールが不平衡電圧源で駆動されます。不平衡電圧ソースは、一方のレッグが通常0ボルトで、もう一方のレッグが電圧駆動を行うものです。-

そして、当然のことながら、半波長ダイポールによって提示されるインピーダンスの半分があります。ただし、同じ放射パターンを維持するには、「強制」する必要があります。緑の線が行うことを行う地球平面。

コメント

• 説明ありがとうございます
• @LUFER Stack Exchangeネットワークでの適切な感謝は、最も役に立った回答を受け入れることです（ある場合）。これを行うには、回答の左側（スコアの下）にあるチェックマークをクリックします。
• または、最近の受け入れられない質問は、これよりも少し注目を集める傾向があるため、さらに数日待ちます

1/4波長モノポールアンテナは にグラウンド平面が必要です。 ..特定の効率とパターンでEMエネルギーを放射したい場合を除きます。

EM放射には、加速する電荷が必要です。これは通常、空間内の2つの離れた領域間の電圧差を意味します。導電性の接地面は、（短い）モノポールアンテナの一部の電圧との電圧差の特に優れた領域です。

そうでない場合、電圧差は別の場所、たとえば手、腕、体の周りで発生します。 1/4波長ホイップまたは「ダッキー」アンテナのみを備えたVHFHTラジオを持っている人の写真。そして、あなたの体は導電性のグランドプレーンほど効率的ではありません。

半波長ダイポールアンテナを使用すると、各半分が残りの半分のバランスの取れた対抗として機能し、2つの間の振動電圧差を分割します。半分の長さが等しいため、EMフィールドのパターンに優れた対称性がもたらされ、より予測可能なRF（ニアフィールドおよびファーフィールド）放射パターンの作成に役立ちます。四分の一波長モノポールの下の導電性グランドプレーンは、電磁界のミラーイメージと関連して同様の対称性をもたらします。

ショートの下にグランドプレーン（または他の適切に設計された反対のセット）がない場合垂直、それはさまざまなしばしばランダムに配置された導電性物体（給電線、ラジオケース、グランドストラップ、電源配線、雨樋など）と損失の多い汚れの間にあるRF電圧差につながります。これは予測できないアンテナ放射パターンにつながります、地面の損失、そしておそらく衝撃的な「小屋のRF」。

ARRLアンテナブックとアンテナ物理学ブックには、このテーマに関する情報があります。電磁気学とアンテナに関する多くの教科書もあります。

コメント

• 説明ありがとうございます

グランドプレーンを備えた垂直1/4波ホイップは、実際の電磁気学で一般的なトリックを適用します。グランドプレーンはホイップの鏡像を生成し、その鏡像は反転信号によって供給されたように動作します。結果は、自由空間の垂直半波ダイポールのようなものです。

理論的には、地面は大きな平面である必要がありますが、給電同軸ケーブルのシールドに接続された多数の個別のロッドでも機能します。

グランドプレーンが水平でホイップが垂直の場合、結果として得られるアンテナは、ホイップ軸を中心に360度水平に信号を送信します。遠方界の波は垂直偏波（=垂直電場）です。水平半波ダイポールを備えたステーションとの通信は弱くなります。

グラウンドミラーリングは、半波ダイポールでも当てはまります。効果的な電離層反射を得るためにビームを少し上に向ける方法として長距離短波無線通信で利用されます。水平ダイポールの高さは、電離層反射のために必要な着陸ゾーンに合わせて調整されます。太陽の活動は変化します、したがって、最適な短波通信には、ラジオの気象予報を注意深く読むことが不可欠です。

1MHz付近のMWラジオ局には、垂直の鞭があることがよくあります。地面は実際の地面です。

コメント

• 説明ありがとうございます

1/4波長に接地面が必要なのに1/2がないのはなぜですか？

これが私の考えです。1/ 2波長ダイポールは2つの1/4波長アンテナを背中合わせにしたもので、ホイップまたはグラウンドプレーンと見なすことができます。

または、1 / 4波長垂直は地面とちょうど1/2波長アンテナです他の1/4波長要素としての平面。この場合、両方の要素を測定するのではなく、単に中央から測定を開始します。

または、実際には両方とも同じアンテナであり、最適化が異なり、目的の偏波、インピーダンス、および方向特性を取得する際に妥協します。 。 1/2波長ダイポールでは、両方の要素が同一です。 1/4波長ホイップでは、1つの要素はワイヤーで、もう1つの要素は平面または円錐です。このテーマには実際には多くのバリエーションがありますが、これら2つが最も一般的であるということだけです。一方の1/4波長ともう一方の1/2波長を呼び出すことは、どちらも正確に説明するものではありませんが、実際には、これが必要なスペースの最も顕著な次元を説明するため、これらを説明し、考える方法です。 。

これらの1/4波長アンテナを「モノポール」と呼ぶかもしれませんが、そうではありません。常に2つの極があります。電磁装置では、南がなければ北はなく、右がなければ左もありません。接地基準なしでは電位はありません。これらのアンテナが1/2波長として記述されている理由も少し恣意的です。対象の周波数で、電流がゼロの2点に到達する必要がある限りです。 。

これの多くが単に半分の任意の命名法であることがわかったら、あまり心配する必要はありません。おそらく、従来の名前を学ぶだけでよいかもしれません。設計に使用される方程式は、それらを見つけることができ、なぜそれが現状であるかについてあまり心配する必要はありません。これまでのところうまくいきました。