超小形ノーマルモードヘリカルアンテナの内部電磁界分布と自己共振構造決定式

摘要

The normal-mode helical antenna (NMHA) becomes an efficient radiator in the condition of the self resonance. Typically, complex electromagnetic simulations are carried out to determine whether or not an antenna is self-resonant.rnIn this report, electromagnetic field distributions around a self-resonant NMHA are calculated. On the basis of the specific electric field distribution obtained, an equation for the charge stored in the NMHA is derived. Next, an equation for the capacitance of the NMHA is derived from the charge equation. On the other hand, for the inductance expression the results by HA.Wheeler is utilized. By equating capacitance and inductance expressions, the design equation for the self-resonant condition is developed. The effectiveness of the design equation is confirmed by comparing the results obtained using this equation with the simulation results and measurement results.%ノーマルモードヘリカルアンテナ（NMHA）は，自己共振構造とすることにより，効率の良いアンテナとなる.これまでは，電磁界シミュレーションで様々な構造のインピーダンス特性を求めて共振構造を見出していた.実際にアンテナを設計する際には，自己共振構造決定式が分かっていると便利である.　本報告では，NMHAの電磁気的振る舞いを基に自己共振構造を求める方法を試みた.まずアンテナ内部の電磁界分布を電磁界シミュレーションにより求めた.電界分布の特徴を基に，アンテナの容量性リアクタンスの表示式を求めた.誘導性リアクタンスはH.A.Wheelerの式を利用した.容量性と誘導性リアクタンスが等しくなる条件より，自己共振構造決定式を求めた.決定式の有効性を，電磁界シミュレーション結果と比較及び実測結果により確認した.