ダイポールアンテナ

ダイポールアンテナとは

　ダイポールアンテナ（Dipole Antenna、DP、ダブレットアンテナ）は、給電線に約1/4波長の2本の導線（エレメント）を給電線に直角につけたアンテナです。同調アンテナの中で最も基本的なものです。

　私達アマチュア無線家がよく自作するアンテナでもあります。このアンテナの原理をよく理解していれば、他の同調アンテナも簡単に理解できます。

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　1/2波長(λ)のダイポールアンテナの長さのアンテナが基本ですが、実際は1/2波長だと少し誘導性(L性)となり、実際は少し短くして(短縮)給電点インピーダンスを純抵抗にして使います。

　導線(エレメント)が細い程短縮率が大きくなり、一般的には0～5%程度短縮して使います。

半波長ダイポールアンテナと1/4波長接地アンテナの電圧電流分布　1/2波長ダイポールアンテナのエレメント上の電圧は両端では最大となり、電流はそれより先には流れていかないのでゼロとなります。また給電点では電圧が最低で電流は最大となります。

　この動作が同調型アンテナの基本となります。1波長のダイポールアンテナでは先端では同じく電圧最大、電流ゼロとなります。真中から給電すれば電圧最大、電流最低の点から給電することになり、給電に工夫が必要です。

　(1/4)λの垂直接地アンテナの場合は、(1/2)λの垂直ダイポールアンテナの下半分が地中にあると考えられます。

　1/2波長のダイポールアンテナの給電点インピーダンスは約73Ωとなります。この為給電線に特性インピーダンス75Ωの同軸ケーブル(5C-2V等)がよく使用されました。

　同軸ケーブルは不平衡型の給電線なのでここにバラン(Balun)を使用しますが、アマチュア無線ではそんな事など気にせず私も直接同軸ケーブルで給電したものです。

　ダイポールアンテナを直線状に張らずに120度程度の角度を付けて張ると、給電点インピーダンスは約50Ωとなります。短波帯(HF)のアンテナで真中にポールを1本立てて、逆V型にエレメントを配置したアンテナをよく使用しました。この給電線に5D-2V(50Ω)の同軸ケーブルがよく使用されました。

　(1/4)λの垂直接地アンテナの給電点インピーダンスは(1/2)λダイポールの半分の約36Ωとなります。

　1/2波長ダイポールアンテナを水平に張ると、水平偏波の電波となります。この時の水平面の指向性は8の字状となります。

　またこれを垂直に張ると、垂直偏波の電波となります。この時の水平面の指向性は無くなり、水平の全方向に均一に電波が放射されます。

　利得は垂直水平面共に均一に放射する仮想のアンテナ(アイソトロピックアンテナ Isotropc Antena と言う)を基準にすると、約2.15dBiとなります。また利得の基準を1/2波長のダイポールにする事も多く、この場合は0dBdとなります。

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　1/2波長ダイポールアンテナはアンテナの基本と言われるだけあって、このアンテナの応用は多岐に亘ります。

ローディングコイルによる小型化アンテナ
複数のエレメントを並列に取り付けて複数の周波数で動作させる方法
エレメントの途中に並列共振回路を設けて、これから先のエレメントを電気的に切り離すことにより複数の周波数で動作させる方法
複数のダイポールアンテナを同時に給電して利得をかせぐスタックアンテナや、アレイアンテナがあります。
1波長ループアンテナも1/2波長ダイポールアンテナの2段スタックの変形です。
八木アンテナもダイポールアンテナの変形とも考えられます。
給電点を移動したJ型アンテナやツェッペリン(ツェップ)アンテナもダイポールアンテナの一種です。
その他には、折り返しダイポール、ディスコーンアンテナ、HB9CVアンテナ、T2FDアンテナ、キュービカルクワッドアンテナ、スイスクワッド、双ループアンテナ等、数えれば切りがありません。