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cert_exam:tech_radio_op_1:b:freq:h-anntena_beam_area

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アンテナの指向性利得とビーム面積

立体角とは

ステラジアンとも呼ばれ、二次元の平面角であるラジアンを三次元に拡張したもの。

球面での例:半径rの球の表面に、rを一辺の長さとする正方形の面積($r^2$)の領域を考え、中心からその領域をみた角度が立体角である。 それで、球の立体角は,球の表面積が$4 \pi r^2$なので、 \[ sr = \frac{4 \pi r^2}{r^2} = 4 \pi \] となる

二次元の角度であるラジアンに半径をかければ、円弧の長さが求まるの同じく、
三次元のステラジアンに半径の二乗をかければ、球上の面積が求まる。

wikipedia ステラジアン 立体角

指向性利得とは

アンテナのビームの立体角を求め、 全方向について一様な感度を持つアンテナだと定義により全ビーム立体角は球の立体角$4\pi$になるので、 このアンテナに対する比を求めて指向性利得を求める

アンテナの指向性利得を考える場合、電界面と磁界面は直交しているので、 このそれぞれについて、電力が最大方向の電力に対して半分になる角度を考慮し、 その立体角で球の立体角$4\pi$を割ることで、指向性利得を求める。

参考情報

出題履歴

  • H27/7 A4
  • H28/1 B2
  • H30/1 A3
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