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解決済みの質問

ラジオや携帯のアンテナ

 突然ですが、ラジオや携帯をなどで電波を受信するアンテナは、なぜ伸びて棒状になるでしょうか?何かのびなければならない理由があるのでしょうか?
 また、この前僕の友達が、携帯電話のアンテナをはずしていました。そのとき、画面を見てみても、電波状況は非常によかったのですが、これでは携帯のアンテナの意味がなくなってしまうのではと思いました。
 携帯電話はラジオは、いやアンテナは、どうやって電波を受信しているのでしょうか?
 

投稿日時 - 2002-09-04 18:59:00

QNo.350931

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

回答は色々でていますが、ちょっと間違っている部分だけ訂正します。

受信の時は、アンテナの長さが長いほど感度が良くなります。
しかし、送信の時は、長すぎても短すぎてもダメです。
なぜなら、送信機に関してはアンテナが負荷になっているので、送信回路の負荷インピーダンスとアンテナのインピーダンスを合わせる必要があります。
そうしないと、余分な電流が流れるばかりで、電波になって飛んでいく分が少なくなります。
つまり、送信回路が発熱するし、電波は弱くなるというわけです。
ですから、アンテナは、一杯に伸ばした時が最良になるように設計されています。
つまり、電波の波長から計算で求めてアンテナの長さを決めています。
多くは「1/4λ」といって、波長の1/4の長さにアンテナ短縮率を掛け合わせた長さです。
800MHzの携帯電話なら9.2cmほどになります。

機器の取扱説明書にも「アンテナは一杯に伸ばしてご使用下さい」と書いてあるでしょ?

しかし、No.3の方が言われるように、最近の携帯電話はアンテナの方式に工夫がしてあり、伸ばさずに使っても壊れることはないように設計されています。
でも、やっぱり一杯に伸ばして使う方が電波状態が良くなります。

投稿日時 - 2002-09-04 23:47:24

お礼

 電波によってアンテナの長さが決まるってすごいですね。ありがとうございました。

投稿日時 - 2002-09-06 20:20:20

ANo.4

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回答(6)

ANo.6

インピーダンスマッチングのことについての回答が出ていますが、確かにそういうことはあるのですけれども、アンテナの指向利得は70°/(実開口長/半波長)という関係もあります。結局、送信の場合であっても両者の影響があるので、一概に長いと悪いとは言えないのではないでしょうか。効率が悪くなっても指向利得でカバーできる場合もあるでしょう。

投稿日時 - 2002-09-05 20:25:28

お礼

 なんだか専門的で僕の頭ではついていけない状態になってきました・・・。でも、親切な回答をありがとうございました。

投稿日時 - 2002-09-06 20:25:02

ANo.5

>受信の時は、アンテナの長さが長いほど感度が良くなります。
>しかし、送信の時は、長すぎても短すぎてもダメです。
>なぜなら、送信機に関してはアンテナが負荷になっているので、送信回路の負荷
>インピーダンスとアンテナのインピーダンスを合わせる必要があります。

送信でも、受信でも、アンテナの長さはある最良の値があります。それはアンテナ
の場合も「共振」と言う現象があり、共振するとアンテナの効率が良くなるからです。
最良の値よりもアンテナが短い時は長いほどいいのは当然です。

インピーダンスの話はその次です。インピーダンスの話は、電力伝達効率の話と
反射によるゴーストや音質劣化の話も絡みなかなか難解です。(省略)

余談ですが、携帯の「CDMA」方式では親局の電波の強さを見て、自分の送信電
力をコントロールします。アンテナを縮めて使うと電池が早く減りますので用心が
必要です。

投稿日時 - 2002-09-05 11:05:52

お礼

 一口にアンテナといってもなかなか難しいですね。ありがとうございました。

投稿日時 - 2002-09-06 20:23:56

ANo.3

nta

 携帯電話には2つのアンテナが搭載されています。ひとつが伸び縮みのできる棒状(ダイポール)アンテナで、もう一つは内部に、ほぼ四角形の平板のような形の逆F型アンテナがあります。2つのアンテナの受信信号の違いを利用して受信性能を向上させるダイバーシティという技術が使われており、電波がある程度強ければ一方のアンテナが機能しなくても発着信は可能です。
 ダイポールアンテナの長さについては、波長に関係があり、最も伸ばした長さで最大感度となるようになっています。しかし、先端にふくらんだ「こぶ」のような部分(ここは引き延ばすときに握りますが)は実は内部がスパイラルのアンテナになっており、これだけでもある程度の感度を稼ぐことができます。そういう意味では電波状況のよいところではアンテナを伸ばす必要はありません。

投稿日時 - 2002-09-04 20:54:22

お礼

 そうなんですか。アンテナって奥が深いですね。ありがとうございました。

投稿日時 - 2002-09-06 20:18:51

ANo.2

なぜ棒状になるか。それは棒が一番少ない材料で長さを稼ぐことができるからですね。アンテナにとって一番大切なのは長さです。
勿論、棒状ではないアンテナもあります。コイル状のものも多いいのですよ。でもやはり多くは棒状です。アンテナにはパラボラアンテナというのもありますが、これもパラボラの焦点に棒状やコイル状の小さなアンテナが隠されています。ここにラッパ状のものが付いているものもありますが、置くの方に同様にあるのです。テレビアンテナのような魚の骨状のアンテナ(あれは日本人の発明品です。)も電波を受けるのは一番後ろから2番目の棒状の部分が本当のアンテナです。
電波を受ける仕組みは、棒あるいはコイルの部分が導電体で作られていて、電磁波があたると電気の振動がその中で発生するのです。電磁波自体、電気と磁気か交互にゆれる波ですから、電磁波の当たったものは電気の振動が起きるのです。その波のうち必要な波だけを取り出して、大きくして、音声など必要な部分だけを取り出しています。
携帯電話などでは内部にアンテナがもともとあるのですが、寸法の関係で十分な長さがとれないので、外部アンテナをつけているわけです。アンテナは長いほど電波を飛ばしたり、受けたりする方向を絞れます。ホースで水を飛ばすときと一緒で電波も絞ったほうがよく飛ぶのです。
ちなみに十分な長さがどうしても取れないときはローディングといってアンテナの天辺に横棒や網などを取り付けることもあります。また棒を太くすることによって、受ける電波の波長の種類を多くすることができます。

投稿日時 - 2002-09-04 19:43:17

お礼

 携帯の内部にもアンテナがあるなんて知りませんでした。ありがとうございました。

投稿日時 - 2002-09-06 20:17:47

ANo.1

電波とは、文字通りの「波」です。

その波長に応じた長さのアンテナが必要なのです。

携帯は、800メガヘルツという周波数で、
PHSは、2.4(2.3?)ギガヘルツという周波数です。

周波数が小さい(=振幅が小さい)ほど、波長が短いのでアンテナを
短くできます。

携帯に比べて、PHSのアンテナが短いのはそういう理由です。

また、最近の電子機器は性能がいいので、アンテナの長さによってもろに影響がでることは少ないです。
しかし、きっちりした長さのアンテナのほうが電池の持ちや性能がいいのは当然ですね。

投稿日時 - 2002-09-04 19:04:27

お礼

 そうなんですか。アンテナの長さって大切なんですね。ありがとうございました。

投稿日時 - 2002-09-06 20:16:50

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