レオメトリ実験による科学衛星搭載ワイヤアンテナの低周波特性解析

摘要

衛星による波動の電界成分観測にはワイヤダイポールアンテナ,静電界観測にはプローブダイポールアンテナがよく用いられるが,これらの較正の際にはアンテナの実効長が問題となる。 一般的には,AC波動観測の場合ワイヤアンテナの実効長は全長上の半分L/2であるとされており,これが数100Hz以上で正しいことは検証さている。 しかしながら,GEOTAIL衛星では同じアンテナを波動観測と静電場観測で共用しながら,波動観測においてはL/2,静電場観測においてはLと異なる実効長で較正を行っており,しかもそれぞれ信頼できるデータが得られている。 本論文ではワイヤアンテナに対し,水中で小型アンテナの出力電圧を測るレオメトリ実験を行い,低周波領域での実効長の周波数依存性を求めた。 その結果,実効長の周波数特性はアンテナの構造に依存し,側面のみが絶縁被覆されたワイヤアンテナを水やプラズマのような導電性媒質中に置いた場合,低周波でL,周波数が高くなるとL,2に漸近することが判明した。 さらにこの結果は,低周波領域でのワイヤアンテナが自由空間中のワイヤアンテナというよりも,アンテナの長さを持った電圧プローブとして働くと考えることで説明付けられることが分かった。