ランダムワイヤーアンテナ

ランダム ワイヤ アンテナは、地上に吊り下げられた長いワイヤで構成される無線アンテナです。その長さは、使用される無線波の波長と特に関係はありませんが、通常は、特定の周波数で共振する長さを選択するのではなく、利用可能なサポート間の便利なフィット感や手元にあるワイヤの長さに基づいて選択されます。ワイヤはまっすぐである場合もあれば、できるだけ多くのワイヤを空中に飛ばすために木や壁の間に張られている場合もあります。(計画されていない) アンテナ構造の大きな変動性により、ランダム ワイヤの有効性は設置ごとに不規則に変化する可能性があり、1 つのランダム ワイヤ アンテナでは、ある方向での受信/送信強度が、別の方位方向で達成するものと大きく異なる場合があり、その差は約 70°～140° です。最後に、受信/送信強度と方向は、わずかに異なる周波数でのみ大きく異なる可能性があります。ランダム ワイヤ アンテナは、通常、適切なカウンターポイズ (アース グラウンドや、高架アンテナ ワイヤの下の草の下に隠された平行ワイヤなど) に対して、一方の端で給電されます。

これらは、長波、中波、短波帯の受信アンテナとして、また、これらの帯域の送信アンテナとして、小規模な屋外、臨時または緊急の送信局、さらに恒久的なアンテナを設置できない状況で広く使用されています。

ランダムワイヤアンテナは、しばしば（不正確ですが）ロングワイヤアンテナとも呼ばれます。受け入れられている最小サイズはありませんが、実際のロングワイヤアンテナは少なくとも1/4波長（⁠ 1 /4⁠ λ）またはおそらく半分以上（ ⁠ 1 /2⁠ λ ) であり、半波長であっても「本当に」長いのではなく「長め」としか考えられない場合があります。必要なサイズの下限は、参照する書籍によって異なります。ほとんどの情報源では、「本当の」長いワイヤは少なくとも 1 波長であると考えていますが^{、 [1]}ランダムワイヤアンテナではそのような混乱は発生しません。 ^[2]さらに問題を複雑にするのは、アンテナが広範囲の周波数で使用される場合、一部の筆者は技術的には短い波長では長いワイヤとして分類しますが、長い波長では分類しない場合があります。ランダムワイヤという用語はそのような問題を引き起こしません。唯一の要件は、アンテナの長さが特定の興味深い周波数で共振するように計画されていないことです。

アンテナの長さが1/4波長の奇数倍であれば給電は容易だが、ワイヤの長さが1/4波長の偶数倍に近い場合は、 1 /4⁠波の場合、共振により、給電点インピーダンスはリアクタンスと抵抗の両方で数千オームになる可能性があり、インピーダンス整合範囲を超える極端な値です。放射効率、高抵抗にもかかわらず変化しません。アンテナが抵抗性のカウンターポイズ（貧弱な地面など）に対して送信電力を供給され、適切な整合システムを使用すると、アンテナシステムの効率は実際に大幅に向上する可能性があります。これらの考慮事項に基づいて、オペレータW0IPLは、アマチュアに割り当てられたHF周波数奇数倍長と 使用できない偶数倍長の表を作成しアマチュア無線HFバンドの理想的な作業バンド長である74フィート（22.56メートル）を選択しまし。^[3]HFに推奨される慎重に選択されたランダムでない。もう1つの好ましい長さは100フィート（30.5メートル）です。^[1]

細いワイヤアンテナの放射パターンは、アンテナモデリングを使用して簡単に予測できます。直線ワイヤの場合、放射パターンは、ワイヤ方向に沿った成分のない軸対称の多重極モーメントによって説明できます。 ワイヤの長さが長くなるにつれて、より高い多重極の寄与がより顕著になり、アンテナ軸に対して角度のある複数のローブ（最大値）が発生します。^[4] 約 0.6  λ未満では 、ワイヤアンテナには、軸に直角に最大値を持つ単一のローブがあります。これを超えると、ローブは 2 つの円錐形のローブに分割され、最大値はワイヤに対して等しい角度に向けられ、その間はヌルになります。これにより、ゲインが最大になる方位角が 4 つ生じます。波長におけるワイヤの長さが長くなるにつれて、ローブの数が増加し、最大値はますます鋭くなります。

放射パターンの予測不可能性は、近くの物質（土壌や構造物など）との制御されていない相互作用によって発生します。たとえば、地面に近い長いワイヤアンテナは、漏れのある 2 導体伝送線路を形成し、そのため、ワイヤの端で受信する進行波アンテナとしても機能します（システムは軸対称ではなくなります）。折り畳み式またはジグザグ アンテナでは、寄与する可能性のある双極子モーメントに対する対称性制約がさらに少なくなるため、より複雑なパターンを示す場合があります。

長いワイヤアンテナは、同じ長さのワイヤを持つ 八木アンテナやクワッドアンテナなどの多素子アンテナよりも受信効率が高いことが報告されています。

ランダム ワイヤ アンテナは通常、長い (少なくとも 1/4 波長) ワイヤで構成され、一方の端は無線に接続され、もう一方の端は自由空間に配置され、利用可能なスペースに最も便利な方法で配置されます。理想的には、木や建物の間のできるだけ高い位置に張られ、曲げはできるだけ鈍角にし、両端はサポートから絶縁されます。^{[a] [b]}

ランダムワイヤアンテナを送信用として使用する場合、周波数によって変化する予測不可能なインピーダンスを持つため、通常はアンテナチューナーも必要になります。 ^[1] チューナーの出力の片側は伝送線路を介さずにアンテナに直接接続され、もう一方は良好なアースに接続されます。長さが1/4波長の奇数倍に近いワイヤが最もよく機能します。対照的に、長さが 1/4 波長の偶数倍に近いワイヤは、受信には問題ありませんが、送信時には、最初に大きな変換比のアンテナに給電しない限り、ほとんどの小型チューナーのマッチング能力を超えてしまいます。 [ ^{5] [6]} 良好なアースがない場合でも、アンテナは放射しますが、その効果は低いです。近くの導電性材料と容量結合することで放射するため、これは推奨されません。^[7]

ランダムワイヤアンテナの接地は実験によって選択できます。アンテナチューナーの接地は、近くの冷水パイプ（使用されているパイプがオールスチールまたはオール銅セグメントを介して土壌に到達している場合）に接続したり、床または地面に敷設された1つまたは複数のワイヤ（そのうちの1つは約4分の1波長の長さ）に接続したり、アンテナの下にランダムに配置された1つまたは複数のカウンターポイズワイヤ（少なくとも1つは4分の1波長）に接続したりできます。^[1]

• アンテナの種類