アンテナパラメータと電界強度の計算式
この表は、EMC試験および高周波工学で使用される一般的なアンテナタイプの主要パラメータをまとめたものです。指向性、実効アンテナ長、放射抵抗、電界強度の計算式が含まれています。
電界強度の値は、ワット（W）およびキロワット（kW）の電力レベルで示されています。特に記載がない限り、すべての計算式は遠方界条件および無損失アンテナを前提としています。
| アンテナタイプ | パラメータ1,2 |
|---|---|
| 等方性放射器 |
指向性： 1 ≙ 0 dB 電界（P/W）： √30 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 173 · √(P/kW) / (r/km) |
| ヘルツダイポール（端部容量あり）3 |
指向性： 1.5 ≙ 1.8 dB 実効長： l 放射抵抗： 80π² · (l/λ)² 電界（P/W）： 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| 完全接地面上の短アンテナ（頂部容量あり）4 |
指向性： 3 ≙ 4.8 dB 実効長： h 放射抵抗： 160π² · (h/λ)² 電界（P/W）： 3 · √10 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 300 · √(P/kW) / (r/km) |
| 短ダイポール（端部容量なし）3 |
指向性： 1.5 ≙ 1.8 dB 実効長： l/2 放射抵抗： 20π² · (l/λ)² 電界（P/W）： 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| 完全接地面上の短アンテナ（頂部容量なし）4 |
指向性： 3 ≙ 4.8 dB 実効長： h/2 放射抵抗： 40π² · (h/λ)² 電界（P/W）： 3 · √10 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 300 · √(P/kW) / (r/km) |
| 半波長ダイポール |
指向性： 1.64 ≙ 2.15 dB 実効長： λ/π 放射抵抗： 73.2 Ω 電界（P/W）： 7 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 221 · √(P/kW) / (r/km) |
| 完全接地面上の1/4波長アンテナ |
指向性： 3.28 ≙ 5.2 dB 実効長： λ/(2π) 放射抵抗： 36.6 Ω 電界（P/W）： 10 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 316 · √(P/kW) / (r/km) |
| 自由空間の小型1ターンループ |
指向性： 1.5 ≙ 1.8 dB 実効長： 2πA/λ 放射抵抗： 80π² · (4π²A²/λ⁴) 電界（P/W）： 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| 全波長ダイポール |
指向性： 2.4 ≙ 3.8 dB 実効長： ≫ λ 放射抵抗： 200 Ω 電界（P/W）： 6 · √2 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 268 · √(P/kW) / (r/km) |
| 折返し半波長ダイポール |
指向性： 1.64 ≙ 2.15 dB 実効長： 2λ/π 放射抵抗： 4 · 73.2 ≙ 280 Ω 電界（P/W）： 7 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 221 · √(P/kW) / (r/km) |
| ターンスタイルアンテナ（ヘルツダイポール）水平面放射 |
指向性： 0.75 ≙ 1.2 dB 実効長： l 放射抵抗： 40π² · (l/λ)² 電界（P/W）： (3/2) · √10 · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 150 · √(P/kW) / (r/km) |
| ブロードサイドアレイ（ヘルツダイポール）（L ≫ λ） |
指向性： ∼ (8/3) · (L/λ) 電界（P/W）： 2 · √30 · √(L/λ) · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 346 · √(L/λ) · √(P/kW) / (r/km) |
| コリニアアレイ（ヘルツダイポール）（L ≫ λ） |
指向性： ∼ (4/3) · (L/λ) 電界（P/W）： 2 · √15 · √(L/λ) · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 245 · √(L/λ) · √(P/kW) / (r/km) |
| 指向性Dのアンテナ |
指向性： D 電界（P/W）： √30 · √D · √(P/W) / (r/km) 電界（P/kW）： 173 · √D · √(P/kW) / (r/km) |
1 指向性の値は、無損失アンテナのアンテナ利得に相当します。
2 電界強度の計算式は、無損失アンテナおよび無損失環境を前提としています。
3 l < 0.2 λの短アンテナに対して有効です。
4 理想的な接地面上のh < 0.2 λの短モノポールに対して有効です。
計算例
1. 距離における電界強度
シナリオ： 半波長ダイポールが100 Wで送信しています。5 km離れた地点での電界強度はどのくらいですか？
計算式： E = 7 · √(P/W) / (r/km)
計算： E = 7 · √100 / 5 = 7 · 10 / 5 = 14 mV/m
結果： 5 km離れた地点での電界強度は14 mV/mです。
2. アンテナタイプの比較
シナリオ： 2 km離れた場所に2台の1 kW送信機があります。局Aは等方性放射器を使用し、局Bは理想的な接地面上の1/4波長アンテナを使用しています。電界強度はどのように比較されますか？
局A（等方性）： E = 173 · √1 / 2 = 86.5 mV/m
局B（λ/4）： E = 316 · √1 / 2 = 158 mV/m
結果： 1/4波長アンテナは、指向性と接地面反射により、ほぼ2倍の電界強度（158 / 86.5 ≈ 1.83）を提供します。
3. 短アンテナの放射抵抗
シナリオ： 車両の屋根にある1メートルのモノポールが30 MHz（λ = 10 m、したがってh/λ = 0.1）で動作しています。頂部容量はありません。放射抵抗はどのくらいですか？
計算式： R = 40π² · (h/λ)²
計算： R = 40 · 9.87 · (0.1)² = 394.8 · 0.01 = 3.95 Ω
結果： 放射抵抗はわずか3.95 Ωであり、標準の50 Ωシステムへの整合が困難で、効率が悪くなります。これは電気的に短いアンテナの一般的な課題です。
これらのアンテナタイプの電界強度を計算
インタラクティブな計算ツールを使用して、送信電力と距離に基づいて電界強度を計算します。
→ アンテナ電界強度計算ツール
等方性放射器、半波長ダイポール、1/4波長モノポール、または全波長ダイポールアンテナから選択してください。
パラメータを入力すると、mV/mで即座に結果が得られます。