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現代の通信システムは無線周波数（RF）技術に広く依存して信号の送信と受信を行っている。rf アンテナシステムは、電気信号と電波との間の相互変換を担うコアコンポーネントとして機能する。システムは通常、無線周波数アンテナ、無線周波数ケーブル、および無線周波数コネクタを含む。
1. rf アンテナとは
rf アンテナ（RF Antenna/無線周波数アンテナ）は、電気信号を電磁波に変換したり、電磁波を電気信号に変換したりする装置である。それは無線通信において極めて重要な部品であり、電気信号を電磁波に放射し、信号の送信を実現することができ、電磁波を受信して電気信号に還元することもでき、無線通信システムの「耳」と「口」に相当する。
「無線周波数」（Radio Frequency、RFと略称）とは、無線通信に用いられる電磁波の周波数範囲を指し、通常は3 kHz〜300 GHzである。無線周波数技術は、携帯電話の通話、Wi-Fi接続、リモコンキーのロック解除など、私たちの日常生活に広く応用されており、これらのシーンの背後には無線周波数アンテナのサポートが欠かせない。
2.無線周波数アンテナが電磁波を放射する原理
1本のワイヤに交番電流が流れると、ワイヤの周囲に交番の電磁場が発生することを知っています。しかし、導線が2本平行に配列されていると、これらの電磁場は導線の近くに局在することが多く、効率的に外部に放射することは困難である。
その後、2本の導線の間の角度を変えて、例えば「V」の字にしたり、いっそ直線にしたりすれば（つまり一般的な双極子アンテナ構造）、電磁波が周囲の空間により効果的に放射されることが分かった。これは、このような構造が非対称な電場と磁場分布を形成するのに役立ち、それによってエネルギーを導線から「放出」し、電磁波の形で伝播するためである。
3.無線周波数アンテナが電磁波を受信する原理
受信側では、無線周波数アンテナが電磁波を受信する原理は、送信プロセスの逆方向プロセスである。
ワイヤが伝播してきた空間電磁波に遭遇すると、対応する交流変化電流が発生し、受信側で信号を回復することができる。
4.一般的なrf アンテナタイプ
最も一般的な無線周波数アンテナタイプの1つは、モノポールアンテナ（Monopole Antenna）である。
このアンテナは通常、垂直な金属棒のような形をしており、構造が簡単で、製造コストが低く、トランシーバ、Wi-Fiデバイス、FMラジオなどのハンドヘルドデバイスによく使用されています。
これに対応するのはダイポールアンテナ（Dipole Antenna）で、通常は2本の対称な金属導体からなり、双方向対称放射を実現できるため、信号送信の標準構造として最適である。双極子アンテナは放送システムや通信基地局などの分野で広く応用されている。
基本的な単極および双極子アンテナに加えて、アレイアンテナやパラボラアンテナなど、より高度なアンテナ構造があります。
アレイアンテナ（Array Antenna）は、複数の小型アンテナユニットを組み合わせたアンテナシステムである。
各ユニットの位相と振幅を制御することにより、送信または受信された信号がより集中し、伝送距離がより遠くなるように、信号の指向性向上を実現することができる。
このタイプのアンテナは、レーダシステム、5 G通信基地局など、指向性に対する要求が高いシーンで広く使用されている。
もう1つの一般的な高利得アンテナは、大型の「鍋ぶた」に似た形をしたパラボラアンテナ（Parabolic Antenna）である。
このような構造は、長距離からの微弱な信号を効率的に1つの受信点に集束することができ、高い利得と強い指向性の利点があるため、衛星通信、天文観測など長距離信号の受信を必要とする分野によく用いられる。
5.rf アンテナの重要な指標
rf アンテナの性能は通常、複数の重要な指標によって測定される：
動作周波数帯は、アンテナが信号を効率的に受信または送信できる周波数範囲であり、通常はMHzまたはGHz単位である。
通信システムによって使用される周波数帯域が異なるため、アンテナの動作周波数帯域はその応用シーンを直接決定する。
例えば、2.4 GHz周波数帯域はWi-FiとBluetooth通信に適しており、700 MHz〜2.6 GHzは4 G移動通信によく使われているが、ミリ波周波数帯域（例えば28 GHz）は5 G高速通信の主要な周波数の1つである。
もう1つの重要なパラメータは、利得（Gain）であり、単位はdBiである。
アンテナがエネルギーを集中してある方向に放射する能力を表しています。一般的には、利得が高いほど、アンテナは信号を「集中」して一方向に送信または受信し、信号の有効な伝送距離を向上させる。
その計算方法は、アンテナの特定の方向の放射能力を理想的な全方向アンテナと比較して、相対的な比を得ることである。
利得が高いほど信号集中性は強くなりますが、カバー範囲の角度もそれに応じて小さくなります。
一般的な利得パラメータ範囲：近距離全方向通信に適した2〜5 dBi、8 dBi以上は一般的に指向性アンテナであり、遠距離伝送に用いられる。
もう1つの重要な性能指標は定在波比（VSWR、Voltage Standing Wave Ratio）であり、アンテナと送信機などの無線周波数システムとのインピーダンス整合度を反映している。
理想的には、送信機から出力されるすべての信号は、反射を生じることなくアンテナによって効率的に放射されるべきである。
しかし、実際のシステムでは、アンテナポートと送信機との間で完全なインピーダンス整合ができないため、信号の一部がソースに反射され、いわゆる「定在波」を形成することになる。
定在波比はまさにこの反射の程度を測定するパラメータであり、通常は信号の伝送線上の電圧最大値と最小値の比として表される。定在波比の理想値は1：1で、完全に整合し、エネルギー反射がないことを示している。VSWR<2は良好なマッチングであり、システム性能が安定していると考えられている。
定在波比が低い→整合が良い→信号損失が小さい→システム効率が高い、
定在波比が高い→整合が悪い→信号反射がひどい→エミッタが過熱したり破損したりする可能性もあります。
これがrf アンテナです。
