ループアンテナ

ループアンテナは、ワイヤ、チューブ、またはその他の電気導体のループまたはコイルで構成される無線アンテナであり、送信の場合は通常、バランス電源によって給電され、受信の場合はバランス負荷によって給電されます。この物理的説明には、2 つの異なるタイプ (場合によっては 3 つ) があります。

大型ループアンテナ

大型ループは自己共振ループアンテナまたは全波ループとも呼ばれ、動作周波数での1つ以上の全波長に近い周囲を持ち、その周波数で自己共振します^[a] 。送信と受信の両方において、すべてのアンテナタイプの中で最も効率的です。 ^[要出典]大型ループアンテナは、最初の全波共振で2ローブの放射パターンを持ち、ループの平面に垂直な両方向にピークに達します^[b]大型ループは、同様のサイズのすべてのアンテナ設計の中で、桁違いに効率的です。

ハローアンテナ

ハローは、しばしば、両端が接触していない円形のループに曲げられた短縮されたダイポールとして説明されます。一部の著者は、ハローは曲げられたダイポールとしてよく理解できるため、ループアンテナから除外することを好む一方で、ハローを大ループと小ループの中間カテゴリ、または小さな送信ループの極限サイズの上限とする人もいます。形状と性能の点で、ハローアンテナは小さなループと非常に似ていますが、自己共振し、はるかに高い放射抵抗を持つという点のみが異なります。（以下の説明を参照）

小型ループアンテナ

小型ループは磁気ループまたは同調ループとも呼ばれ、動作波長の半分よりも小さい周囲長を持ちます（通常は⁠ 1 /3⁠～⁠ 1 /4⁠ 波）。主に受信アンテナとして使用されますが、効率が低いにもかかわらず送信に使用されることもあります。円周が約⁠未満のループです。1/ 10 ⁠ 波長が短すぎると効率が悪くなるため、送信にはほとんど使用されません。 ^[c]小型ループの一般的な例は、ほとんどの AM 放送ラジオで使用されているフェライト (ループスティック) アンテナです。 ^[d]小型ループアンテナの放射パターンは、ループ面内の方向で最大になり、大型ループの最大値に対して垂直になります。

小さなループは、最適化される目的に応じて 2 つのサブタイプに分けられます。

受信

小型受信ループは、フルサイズのアンテナでは実現不可能または不可能な、サイズよりもはるかに長い電波を捕捉するために最適化されたコンパクトなアンテナです。ループの周囲が⁠1/ 10 ⁠ 波の場合、信号が消える「ヌル」方向が非常に正確であるため、小型アンテナで非常に正確な方向探知が、ほとんどの中型アンテナよりも優れ、多くの巨大アンテナと同等の性能を発揮します。

送信中

小型送信ループは、信号放射器として「最も悪くない」小型アンテナに最適化されています。小型アンテナはどんな種類でも非効率ですが、フルサイズのアンテナが実用的でない場合は、周囲が⁠にできるだけ近い小型ループを作ると効果的です。1/ 2 ⁠ できるだけ0.3 波(通常は0.3波以下) にすると、小さなループの正確な「ヌル」方向が犠牲になるか、完全に失われますが、送信には小さなループの方が適しています。

このセクションでの大きなループの説明では、無線の動作周波数はループアンテナの最初の共振に調整されていると想定されています。その周波数では、自由空間の波長全体がループの周囲よりもわずかに小さくなり、これが「大きな」ループの最小値となります。^[2]

いわゆる「短」波周波数用の自己共振ループアンテナは比較的大きく、その周囲は意図された動作 波長よりわずかに長いため、円形ループの場合、直径は最大で約 175 フィート (53 m)、約 1.8 MHzになります。周波数が高くなるとサイズは小さくなり、30 MHz では直径が約 11 フィート (3.4 m) になります。

大型ループアンテナは、平行線が分割され、楕円形または多角形に広げられた折り畳みダイポールアンテナと考えることができます。ループの形状は、円、三角形、正方形、長方形、または実際には任意の閉じた多角形にすることができますが、共振するには、ループの周囲が波長よりもわずかに大きくなければなりません。^[2]

ループアンテナは、円形、正方形、または全周が 1 波長よりわずかに長いその他の閉じた幾何学的形状にすることができます。アマチュア無線で最も一般的な形状は、四角形の自己共振ループであるクワッドアンテナまたは「クワッド」です。これは、支持する「 × 」字型のフレームに張られたワイヤで構築できる正方形の形状の自己共振ループです。最初のループと平行に積み重ねられた 1 つ以上の追加のループが「寄生」ディレクターおよび/または反射器要素として存在する場合があり、追加の寄生要素ごとにゲインが増加する単方向のアンテナアレイを作成します。この設計は、45 度回転して「 + 」字型のフレームで支えられたダイヤモンド形にすることもできます。三角形のループ (「△」) も、単一のマストで支えることができるため、垂直ループに使用されています。^[2]幅の 2 倍の高さの長方形は、わずかにゲインが増加し、単一の要素として使用された場合、50  Ωに直接適合します。 ^{[2] : § 9.6.2}

ダイポールアンテナとは異なり、共振ループアンテナの偏波はループ自体の向きからは明らかではなく、給電点の配置によって決まります。^[e] 垂直方向のループに下部から給電すると、その放射は水平偏波になります。側面から給電すると垂直偏波になります。

第一共振ループアンテナの放射パターンは、ループ面に対して直角にピークに達します。周波数が第二、第三共振に進むにつれて、垂直放射は弱まり、ループ面の近くに強いローブが発生します。^{[3] (p 235)}

低短波周波数では、完全なループは物理的にかなり大きく、実用的な設置方法は「平らに置く」ことだけであり、ループの平面は地面に対して水平で、アンテナ線は周囲のマストによって比較的低い高さで支えられている。^{[2]これにより、水平偏波の放射が発生し、最低の高調波の近くで垂直に向かってピークに達します。このパターンは地域的な}NVIS通信には適していますが、残念ながら大陸規模の通信にはあまり役立ちません。

約 10 MHz を超えると、ループの直径は約 10 メートルになり、ループを「立てて」取り付ける (つまり、ループの平面を垂直にして、メイン ビームを地平線に向ける) のがより実用的になります。周波数が十分に高い場合、ループはアンテナローテーターに取り付けて、必要に応じてその方向を回転できるほど小さくなる場合があります。ダイポールまたは折り畳みダイポールと比較すると、垂直の大きなループは、空または地面に向かって放射する電力の無駄が少なく、2 つの好ましい水平方向で約 1.5 dB 高いゲインが得られます。

追加のゲイン (および一方向の放射パターン) は通常、駆動エンドファイア アレイまたは八木構成のいずれかの要素のアレイで得られます。八木構成では、ループの 1 つだけがフィードラインによって駆動され、残りのすべてのループは「寄生」反射器およびディレクターになります。後者は、アマチュア無線で「クワッド」構成で 広く使用されています(写真を参照)。

低周波の 1 波長ループが「横たわっている」ものは、​​ローカルNVIS通信に使用されることがあります。これは、レイジー クワッドと呼ばれることもあります。その放射パターンは、まっすぐ上向きの 1 つのローブで構成されます (吸収されなかった地面への放射は上向きに反射されます)。放射パターン、特に入力インピーダンスは、地面との距離によって影響を受けます。

より高い周波数が供給される場合、アンテナの入力インピーダンスには通常、リアクタンス部分と異なる抵抗成分が含まれるため、アンテナ チューナーを使用する必要があります。周波数が第 1 高調波を超えると、放射パターンは複数のローブに分割され、水平線に対して低い角度でピークに達します。これは、ループの第 2 高調波をはるかに超える周波数での長距離通信の改善です。

ハローアンテナは、円形に曲げられた半波長ダイポールアンテナとして説明されることが多い。曲げダイポールとして分類されることもあるが、小型ループとほぼ同じ全方向性放射パターンを持つ。ハローは小型ループよりも効率的である。なぜなら、ハローは小型ループよりも大きいアンテナだからである。1/ 2 ⁠円周方向に波があり、放射抵抗が不釣り合いに大きい。 ^[f] 放射抵抗がはるかに大きいため、ハローは50オームの同軸ケーブルと良好なインピーダンス整合を示し、製造者は平凡な導体と接触抵抗による損失を避けるためにそれほど細心の注意を払う必要がないため、その構造は小さなループよりも要求が厳しくない。 ^[4]

⁠で1/ 2 ⁠ 波では、ハローアンテナは「小さな」ループのサイズ範囲の極端に高いかそれに近いですが、ほとんどの特大の小さなループとは異なり、曲がったダイポールとして扱うことで簡単な手法で分析できます。

VHF帯域以上では、ハローの物理的な直径はモバイル アンテナとして効果的に使用できるほど小さくなります。

水平ハローの水平放射パターンはほぼ全方向性（3 dB 以内）であり、ループをわずかに小さくし、エレメントの先端間の静電容量を増やすことで均一化できます。これによりゲインが均一化されるだけでなく、VHFでは通常無駄になる上向き放射（宇宙に放射）も減少します。

ハローは、モノポールやダイポールよりも近くの電気火花干渉（例えば、車両の点火ノイズ）を拾いにくいです。^[5]

表面的には見た目が異なりますが、ハロー アンテナは、円形に曲げられたダイポール (これも両端に高電圧とゼロ電流の半波長放射部分を持つ) として簡単に分析できます。ダイポールの結果を使用するだけで、計算が大幅に簡素化され、ほとんどの特性はハローと同じです。ハローのパフォーマンスは、同様の中規模の「小型」送信ループに使用される手法でモデル化することもできますが、簡潔にするために、ループ アンテナの入門記事ではその複雑な分析が省略されることがよくあります (残念ながら、この典型的な省略により、読書家が「大型」小型ループの特性を認識できないままになります)。

一部の著者は、ハローアンテナのループのギャップが、 2 つの端の間にDC接続がないため、小さなループアンテナと区別できると誤解しています。しかし、この区別はRFでは失われます。近接して曲がった高電圧端は容量結合しており、RF電流は変位電流としてギャップを横切ります。ハローのギャップは、小さなループのチューニングコンデンサと電気的に同等ですが、付随する静電容量はそれほど大きくありません。^[g]

小型ループは動作波長に比べて「小さい」。大型ループアンテナのパターンとは対照的に、小型ループの受信および放射強度はループの面の内側でピークに達し、ループの横側（垂直）ではピークに達しない。^{[3] : 235}

動作波長よりも物理的にはるかに小さいすべてのアンテナと同様に、小型ループアンテナは放射抵抗が小さいですが、抵抗損失によって小さくなり、アンテナ効率が低下します。そのため、主に低周波数（波長数十から数百メートル）の受信アンテナとして使用されます。短いダイポールアンテナと同様に、放射抵抗は小さいです。放射抵抗は面積の2乗に比例します。 ${\displaystyle \ R_{\mathsf {rad}}\ }$

${\displaystyle R_{\mathsf {rad}}\approx 31.2{\mathsf {\ k\Omega \ }}\left({\frac {\ N\ A\ }{\lambda ^{2}}}\right)^{2}}$

ここで、Aはループに囲まれた面積、λは波長、N はループの周りの導体の巻き数です。

線形アンテナよりも指数が高いため（ループ面積の2乗 ≈ 周囲の4乗、対ダイポールおよびモノポールの長さの2乗 = 2乗）、サイズが小さくなるとR _radの低下がより顕著になります。^{[6] : 5‑11}複数の巻き付けを使用して放射抵抗R _{rad を}増やす機能は、各ダイポールアームに2本以上の平行線からダイポールを作成する（「折り畳みダイポール」）ことに似ています。

小型ループは、10 MHz未満の周波数で受信アンテナとして有利である。^[7]小型ループの損失は大きくなる可能性があるが、信号とノイズの両方に同じ損失が適用されるため、受信ノイズが受信機内部のノイズではなく大気ノイズと静電気によって支配されるこれらの低周波数では、小型ループの受信信号対雑音比は低下しない可能性がある。小型アンテナをより扱いやすく回転させる機能は、信号を最大化し、干渉を排除するのに役立つ可能性がある。小型受信ループのヌル方向が「シャープ」であることを保証するために、ループアームのシールドを切断したり、周囲を⁠1/ 10 ⁠ 波長（または⁠ 1 /4⁠ 波まで）。代わりに、小型送信ループの周囲は可能な限り大きくされ、最大⁠ 1 /3⁠ 波（あるいは⁠ 1 /2⁠可能であれば、一般的に効率が悪い点を最大限まで高めるために、シャープなヌルを犠牲にします。

小型ループアンテナは磁気ループとも呼ばれる^{[要出典]。これは、}電気的に小型の受信ループの応答が、ループを通過する磁束の変化率に比例するためである。^[8]高周波 (または短波長) では、アンテナがもはや電気的に小型ではなくなるため、ループを通過する電流分布はもはや均一ではなくなり、その応答と入射場の関係はより複雑になる。^[8]送信の場合、電気的に小型のループによって生成される場は、軸がループの平面に垂直な「微小磁気双極子」と同じである。^{[3] : 235}

放射抵抗が小さいため、小型ループの特性はフルサイズのアンテナよりも集中的に最適化される傾向があり、送信用に最適化された特性は受信用に最適化された特性とまったく同じではありません。フルサイズのアンテナでは、送信と受信の相互性により、通常、区別は重要ではありませんが、受信に重要ないくつかのRF特性は送信用と異なるため (特に約 10 ～ 20 MHz 未満)、受信用の小型ループは小型送信ループとは若干異なります。これらについては、次の 2 つのサブセクションで個別に説明しますが、コメントの多くは両方に当てはまります。

ループアンテナの周囲が意図した動作波長よりもはるかに小さい場合、例えば、 1 /8⁠から⁠1/ 100 ⁠波長の – ループアンテナがこれほど小さいのは受信用途にしか実用的ではないため、アンテナは小型受信ループと呼ばれます。受信電力を含むいくつかの性能要因は、ループ面積に比例します。特定のループ面積では、周囲が円形であれば導体の長さ (したがって純損失抵抗) が最小になるため、小型ループには円形が最適な形状になります。小型受信ループは通常、人為的および自然な大気ノイズが支配的な 14 MHz 未満で使用されます。したがって、ループが極端に小さくない限り、受信信号の信号対雑音比は低効率によって悪影響を受けることはありません。

「エアセンター」を備えた受信ループの一般的な直径は、30 ～ 100 cm (1 ～ 3.5 フィート) です。ループ内の磁場を増大させて効率を高め、サイズを大幅に縮小するために、ワイヤのコイルをフェライト棒の磁気コアの周りに巻くことがよくあります。これはフェライト ループアンテナと呼ばれます。このようなフェライト ループ アンテナは、 AM バンドのアンテナを妨害する金属製の車体シャーシの外側に配置する必要があるため、カーラジオを除くほぼすべてのAM 放送受信機で使用されています ^{[要出典] 。}

小型ループアンテナは、ループ軸に沿った非常に鋭く明確な「ヌル」のため、無線方向探知にも人気があります。ループ軸が送信機に直接向けられると、ターゲット信号は突然消えます。 ^[9]

小型ループの放射抵抗 R _{rad は、}ループを構成する導体による損失抵抗R _ℓossよりも一般にはるかに小さく、アンテナ効率が低下します。^[h]その結果、小型ループアンテナに供給される電力のほとんどは、損失抵抗によって熱に変換され、電波を押し出したり集めたりする有用な作業にはなりません。

送信アンテナにとって電力の浪費は望ましくないが、受信アンテナにとって、約15MHz以下の周波数では非効率性は重要ではない。これらの低周波数では、大気ノイズ（静電気）と人工ノイズ（干渉）により、非効率なアンテナからの弱い信号であっても、ラジオ受信機自体の回路で発生する内部熱雑音やジョンソンノイズよりもはるかに強いため、ループアンテナからの弱い信号は、同じ増幅率で増幅されるため、信号対雑音比を低下させることなく増幅できる。^[10]

たとえば、1 MHz では、人工ノイズは熱雑音フロアより 55 dB 高い可能性があります。小型ループ アンテナの損失が 50 dB (アンテナに 50 dB 減衰器が含まれている場合) の場合、そのアンテナの電気的非効率性は、受信システムの信号対雑音比にほとんど影響しません。

対照的に、約 20 MHz 以上の静かな周波数では、50 dB の損失があるアンテナでは受信信号対雑音比が最大 50 dB 低下し、パフォーマンスがひどく低下する可能性があります。

しかし、周波数が上昇しても、性能が悪くなることはありません。より高く静かな周波数では、波長が十分に短くなるため、ハローアンテナは実現可能なほど小さくなります。20 MHz では直径が 8 フィート (2.4 m) 弱で、周波数が上昇するにつれて比例して小さくなります。したがって、周波数が上昇して静かになるほど、小さな受信ループを、より大きく、それでも比較的コンパクトなハローに置き換えることがより便利になります。これは、主に小さな受信ループの直接的な代替品ですが、信号受信が優れています。^[i]

驚くべきことに、小さなループの放射および受信パターンは、大きな自己共振ループ（周囲が 1 波長に近い）のパターンに垂直です。ループは波長よりもはるかに小さいため、どの瞬間の電流も円周上でほぼ一定です。対称性により、ループの反対側のループ巻線に誘導された電圧は、ループ軸に垂直な信号が到達すると互いに打ち消し合うことがわかります。したがって、その方向にはヌル^{があります。 [11]}代わりに、放射パターンはループの平面にある方向にピークを迎えます。これは、その平面にあるソースから受信した信号が、ループの近い側と遠い側への波の到達間の位相差により完全には打ち消されないためです。ループのサイズを大きくして位相差を大きくすると、放射抵抗が不釣り合いに大きくなり、アンテナ効率が低下します。

小さなループをアンテナとして見る別の方法は、アンペールの法則に従って、コイルの平面に垂直な方向の磁場に結合する誘導コイルとして単純に考えることです。次に、その平面に垂直に伝播する電波を考えます。自由空間における電磁波の磁場 (および電場) は横方向 (伝播方向の成分がない) であるため、この磁場と小さなループアンテナの磁場は直角になり、結合しないことがわかります。同じ理由で、ループ平面内を伝播する電磁波は、磁場がその平面に垂直であるため、コイルの磁場に結合されます。伝播する電磁波の横方向の磁場と電場は直角であるため、このような波の電場もループ平面内にあり、したがってアンテナの偏波(これは常に電場の方向であり、磁場の方向ではないと指定されます) はその平面内にあると言えます。

したがって、ループを水平面に設置すると、水平偏波の全方向性アンテナが生成されます。ループを垂直に設置すると、垂直偏波の弱い指向性アンテナが生成されますが、ループの軸に沿って非常に鋭いヌルが発生します。 ^[j]周囲が⁠のループに適したサイズ基準 1 /4⁠ 波以下のループは、ループの受信ヌルの鋭さを確保します。送信用の小型ループ（下記参照）は、限界放射抵抗を向上させるために可能な限り大きく設計されており、周囲を ⁠ ほど大きくすることで鋭いヌルを犠牲にしています。 1 /3⁠～⁠ 1 /2⁠ 波。

小型ループアンテナは本質的にコイルであるため、その電気インピーダンスは誘導性であり、誘導リアクタンスは放射抵抗よりもはるかに大きくなります。送信機または受信機に結合するために、誘導リアクタンスは通常、並列容量でキャンセルされます。^[k] 優れたループアンテナはQ 値が高い(帯域幅が狭い) ため、コンデンサは可変で、受信機のチューニングに合わせて調整する必要があります。

小型ループ受信アンテナも、ほとんどの場合、平行板コンデンサを使用して共振しており、受信帯域が狭くなり、非常に特定の周波数にのみ感度があります。これにより、アンテナは、（可変）同調コンデンサと組み合わせて、プリセレクタの代わりに、受信機のフロントエンドへの同調入力段として機能します。

ループの周囲が約⁠以下に保たれている限り、 1 /4⁠波の場合、小型ループアンテナの指向性応答には、ループの平面に垂直な方向に 鋭いヌルが含まれるため、小型ループは長波長用のコンパクトな無線方向探知アンテナとして好まれます。

手順としては、ループ アンテナを回転させて、信号が消える方向、つまり「ヌル」方向を見つけます。ヌルはループの軸に沿って 2 つの反対方向に発生するため、アンテナのどちら側に「ヌル」信号があるかを判断するには、他の手段を使用する必要があります。1 つの方法は、2 番目の場所にある 2 番目のループ アンテナを使用するか、受信機を別の場所に移動して三角測量を使用することです。

三角測量の代わりに、2 番目のダイポール アンテナまたは垂直アンテナをループ アンテナまたはループスティック アンテナと電気的に組み合わせることができます。センス アンテナと呼ばれる2 番目のアンテナを接続して整合させると、結合された放射パターンがカーディオイドに変わり、 1つの方向 (精度は劣ります) のみにヌルが生じます。センス アンテナを使用して送信機の大まかな方向を決定し、センス アンテナを切断するとループ アンテナ パターンに鋭いヌルが戻り、正確な方位を決定できます。

小型ループアンテナは送信には損失が多く非効率ですが、中波（520～1710 kHz）放送帯域以下では、波長サイズのアンテナが実現不可能なほど大きく、大気ノイズが大量にあるためアンテナの非効率性は関係ないため、受信アンテナとしては実用的です。

AM放送受信機（および消費者市場向けのその他の低周波ラジオ）では、FM受信用に伸縮アンテナが取り付けられている場合でも、通常は小型のループアンテナが使用されます。^[12]ループに接続された可変コンデンサは共振回路を形成し、そのコンデンサがメインチューニングを追跡するため、受信機の入力段もチューニングされます。マルチバンド受信機には、ループアンテナをさまざまな周波数でチューニングするために、ループ巻き線に沿ってタップポイントが含まれている場合があります。

20 世紀半ばのフェライト発明以前に作られた AM ラジオでは、アンテナはラジオの背面の壁に取り付けられた何十回も巻かれたワイヤー (平面ヘリカル アンテナ) で構成されていたり、ワイヤーでループ状に巻かれた独立した回転可能な家具サイズのラック (フレーム アンテナ) で構成されていたりしました。

フェライトループアンテナは、細いワイヤをフェライトロッドの周りに巻いて作られます。AM放送受信機ではほぼ普遍的に使用されています。^{[12] (p 23) [d]} このタイプのアンテナは、ループスティック、フェライトロッドアンテナまたはアンテナ、フェロセプター、またはフェロッドアンテナとも呼ばれます。中波および低速短波周波数では、表皮効果による損失を減らすためにリッツ線が巻線に使用されることがよくあります。すべての周波数で精巧な「バスケット織り」パターンが使用され、コイルの巻線間容量が低減され、ループの自己共振が動作周波数よりも十分に高くなるため、同調コンデンサと共振できる電気インダクタとして機能し、結果としてループのQ値が向上します。

磁気透過性コアを組み込むと、小型ループの放射抵抗が増加し、^[1]抵抗損失による非効率性が緩和されます。すべての小型アンテナと同様に、このようなアンテナは有効面積に比べて非常に小さいです。フェライトに巻かれた典型的な AM 放送ラジオループアンテナの断面積は、理想的な (損失のない) アンテナの有効面積が数億倍になる周波数でわずか 1 cm ² (0.16 平方インチ) です。フェライトロッドアンテナの抵抗損失を考慮しても、その有効受信面積はループの物理的面積の 100 倍を超える場合があります。^[13]

小型送信ループは、全波長と比較すると「小さい」ですが、「小さい」受信専用ループよりはかなり大きいです。これらは通常、14～30 MHz の周波数で使用されます。受信ループとは異なり、小型送信ループのサイズは、放射抵抗が使用できないほど低いレベルに低下しないようにするために、波長が長くなるにつれて拡大する必要があります。サイズが大きいと、小型受信ループが提供する、通常は特に鮮明なヌルがぼやけたり消えたりするからです。

送信ループは通常、大口径導体の1巻きで構成され、所定の周囲長に対して最大の密閉面積を確保し、放射抵抗を最大化するために、通常は円形または八角形になっています。これらのループの小型化は、フルサイズの自己共振ループの並外れた性能^[14]やモノポール、ダイポール、ハローの中程度の効率に比べると効率がはるかに劣りますが、全波ループや半波ダイポール用のスペースがない場合、小型ループは低いが許容できる効率で十分な通信を提供できます。^{[15] [16]}

周囲が波長の 10% 以下の小型送信ループアンテナは、導体に沿って比較的一定の電流分布を持ち、^[1]メインローブがループの平面内にあるため、小型受信ループの放射パターンでおなじみの強いヌルを示します。周囲が波長の 10% から 30% の間、円周がほぼ 50%までの任意のサイズのループを構築し、直列コンデンサを使用して共振するように調整できますが、不均一な電流によって小型ループのパターンヌルが減少または消失します。半波長未満の円周にはコンデンサが必要であり、半波長以上全波長未満のループにはインダクタが必要です。

小型送信ループのサイズ範囲のループは、非常に小さいループの均一な電流も、大きなループの正弦波電流も持たない可能性があるため、小型受信ループや全波ループアンテナに有用な仮定を使用して分析することはできません。パフォーマンスは、NEC分析を使用して最も簡単に決定できます。このサイズ範囲のアンテナには、ハロー（上記を参照）とG0CWT（Edginton）ループが含まれます。簡潔にするために、小型ループアンテナの入門記事では、円周が⁠よりも小さいループに限定して説明されることがあります。1/ 10 ⁠ 波長、円周が⁠より大きいループの場合、1/ 10 ⁠ 波動では、ループ全体の周囲に均一な電流が流れるという単純化された仮定は、不正確になります。より大きなハローも単純な分析であるため、中程度のサイズの小さなループアンテナとその複雑な分析は省略されることが多く、十分な知識を持つ多くのアンテナビルダーが、中程度のサイズのループで得られるパフォーマンスについて無知のままになっています。

垂直に整列した小型ループは、従来のホイップアンテナとは異なり、エネルギーを上向きに向けることができるため、3～7 MHzの周波数で軍用陸上移動無線に使用されています。これにより、山岳地帯で最大300 km（190マイル）までの垂直入射スカイウェーブ（NVIS）通信が可能になります。NVISの場合、信号パスは1 W以下の放射電力で確立できるため、通常の放射効率は約1％で許容されます。 これは、100 Wの送信機を使用する場合に実現可能です。

軍事用途では、アンテナは直径 2.5～5 cm (1～2 インチ) の導体 1 本または 2 本を使用して構築されます。ループ自体の直径は通常 1.8 m (6 フィート) です。

送信アンテナとして小さなループを使用する場合の実際的な問題の 1 つは、小さな送信ループには非常に大きな電流が流れるだけでなく、わずか数ワットの送信電力が供給されている場合でも、コンデンサにかかる電圧が非常に高く (通常は数千ボルト) なることです。ループが小さいほど (波長が小さいほど)、電圧が高くなります。このため、絶縁破壊電圧が大きく、高価で物理的に大きな共振コンデンサが必要になり、さらに誘電損失が最小限である必要があります(通常はエアギャップ コンデンサまたは真空可変コンデンサが必要です)。

ループの直径を大きくすると、ギャップ電圧が下がり、効率も向上しますが、他の効率向上策はすべてギャップ電圧を上昇させる傾向があります。ループを太い導体で作ると効率が上がる場合があります。導体の損失抵抗を下げる他の方法としては、はんだ付けではなく、接続部を溶接またはろう付けする方法があります。しかし、損失抵抗を下げるとアンテナのQ が上がるため、効率が上がるとループのギャップにあるコンデンサにかかる電圧がさらに高くなります。特定の周波数では、小さいループは大きいループよりも危険であり、逆に、比較的効率の良い小さい送信ループは効率の悪いループよりも危険です。

小型ループの容量性負荷によって生じるRF火傷およびショックの問題は、短いホイップ アンテナまたはダイポール アンテナの誘導性負荷の場合よりも深刻です。直線 (または「電気」) アンテナの場合、負荷コイルを使用したマッチングによってもアンテナ端および負荷コイルに高電圧が発生しますが、コンデンサとは異なり、高電圧差はコイルの長さに沿って均等に分散され、予防措置として通常は、より効率的な短い形状よりも物理的に意図的に長く細く作られています。高電圧は、通常、延長されたコイルの長さ全体に分散されるときにコイルの上端でのみ問題になりますが、コンデンサ プレートの高電圧は (理想的には)すべてのプレート表面で最大になります。さらに、モノポールおよびダイポールの高電圧先端は通常、手の届かない高い位置に取り付けられているため、無線周波数火傷の可能性が制限されます。対照的に、小型ループ アンテナは地面の近くに取り付けられても許容範囲が広いため、高電圧部品は手の届く範囲にあることがよくあります。したがって、高Qからの高電圧は、他のほとんどの小型アンテナよりも小型ループに大きな脅威をもたらし、入力電力が 非常に低い場合でも、より細心の注意が必要です。

ガンマ整合などの他の一般的なインピーダンス整合技術に加えて、小さな受信ループと送信ループは、メインループに囲まれた領域内のさらに小さなフィーダループに給電線を接続することによってインピーダンス整合されることがあります。接地システムを介して接続される場合もありますが、これによりメインループは送信機への他のDC接続を持たないことになります。 ^[16]フィーダループとメインループは事実上、変圧器の一次コイルと二次コイルであり、近傍場の電力は給電ループからメインループに誘導結合され、メインループ自体は共振コンデンサに接続され、信号電力の大部分を放射します。

メインループとフィーダーループの両方が単巻の場合、ネストされたループのインピーダンス変換比は、2つのループの面積の比、または直径の比の2乗（同じ形状であると仮定）とほぼ同じです。一般的なフィーダーループは次のとおりです。 1 /8⁠ から⁠ 1 /5⁠ アンテナのメイン ループのサイズによって、変換比はそれぞれ 64:1 から 25:1 になります。フィーダ ループとメイン ループの距離と角度を調整し、フィーダの形状を歪ませると、変換比が小から中程度に変化し、フィードポイントのインピーダンスを微調整できます。中波周波数でよく使用される、複数の巻きを持つメイン ループの場合、フィーダ ループはメイン ループの巻きと同じフレームで 1 回または 2 回巻きになることがあります。この場合、インピーダンス変換比は、各ループの巻き数の比の 2 乗にほぼ等しくなります。

いわゆる「アンテナ」の中には、本物のループアンテナとよく似ているものもありますが、放射遠距離場における長距離電磁波の送受信ではなく、1～2メートル（3～7フィート）の距離にある誘導近距離場と結合するように設計されています。この違いにより、近距離場「アンテナ」は（設計された目的に 正しく機能している場合） 、無線アンテナで はありません。

同様に、誘導充電システムに使用される結合コイルは、低無線周波数で使用されるか高 無線周波数で使用されるかに関係なく、無線アンテナではない（または理想的には無線アンテナではないはずである）ため、この記事から除外されます。

誘導加熱システム、IH調理器、RFIDタグとリーダーはすべて、遠距離伝送波ではなく近距離 磁気誘導によって相互作用します。したがって、厳密に言えば、これらは無線アンテナで はありません。

これらのシステムは無線アンテナではありませんが、無線周波数で動作し、業界では「アンテナ」と呼ばれる小さな磁気コイルを使用します。ただし、疎結合トランスの巻線の類似物と考える方が便利です。これらの誘導システムの磁気コイルは、前述の小さなループアンテナと区別がつかないように見える場合もありますが、このようなデバイスは短距離でのみ動作し、特に無線波の送受信を回避するように設計されています。誘導加熱システムとRFIDリーダーは近距離交番磁場のみを使用するため、そのパフォーマンス基準はこの記事で説明する 遠距離無線アンテナとは異なります。