低効率アンテナを受信には使用できますが、送信には使用できませんか？

相反定理の場合、アンテナの送信効率が低いと、受信時も同じ効率になります。

文献では、多くの電力が浪費されるため、通常、送信に低効率アンテナを使用するべきではないと言われています。

ただし、信号を受信するだけの場合は、効率の低いアンテナが使用される可能性があることをよく読みます。どうして？そのような場合、送信に同じアンテナを使用することで無駄にしたのと同じ量の電力を無駄にしています！

また、受信機として低効率アンテナを使用すると、高効率アンテナを使用する場合に比べて、S / N比が小さくなります。

他の誰かが送信した電力（つまり、他の誰かが送信に費やした電力）を受信して​​いるからといって、それを受信するために低効率アンテナを使用する十分な理由にはなりません。

相反定理はアンテナのゲインに関するものです。電力効率が50％のアンテナがあるとしましょう。完全なアンテナより3dB損失が大きくなります。

受信に使用すると、受信電力の半分が失われるため、受信機の入力ノイズによる信号対雑音比を3dB減らします。理想的ではありませんが、大したことはありません。それは、静かな環境で完璧なアンテナと比較して範囲が狭くなることを意味します。

忙しいモバイルラジオ環境で使用していて、同じチャネルと近くのチャネルで干渉を発生している他の多くのユーザーがいる場合、それらの信号も減衰するため、システムは完全なアンテナを使用しているときと同じように動作します。

送信用に検討してください。それは私たちがそれに入れた力の半分を失います。100mW（携帯電話の場合）または100kW（TVトランスミッターの場合）を放射する場合は、RFパワーアンプが200mW（同じバッテリーで通話時間の半分になる）または200kW（あなたが本当に必要なのが100kWだけのときに200kWのアンプを購入し、それを実行するための主電源の余分な200kWを気にしないでください）。

アンテナゲインは相互的ですが、それをどのように使用するかは確かではありません。

検討すべき大きな絵があります...

相反定理の場合、アンテナの送信効率が低いと、受信時も同じ効率になります。

これについて完全に明確にするために、非常に貧弱な送信アンテナを作る非常に優れた、かなり効率的な受信「アンテナ」を使用することができます。相反定理は常に全体像を与えるとは限らない。

長波および中波受信機で使用されている古い忠実なフェライトロッドアンテナを検討してください。

これは、入射EM波の磁気部分の収集と注ぎ込みに非常に優れており、多くの無線で広く使用されています。ただし、EM波の磁気部分しか生成できず、生成するH磁場は距離とともに大きさが次第に分散するため、最もひどい送信アンテナになります。$\frac{1}{d^3}$。

ダイポールのような通常のアンテナと比較して-大きさで分散するEおよびHフィールドを生成します $\frac{1}{d}$。

（例として）1/4波長モノポールも検討してください。よりもはるかに短い多くが使用されています$\lambda/4$ ただし、無線受信機に現れる出力インピーダンスは非常に容量が大きいため、受信アンテナとして非常に効果的に機能します。-

で $\lambda/4$長さは、インピーダンスが約37オームの抵抗性で、容量性でも誘導性でもありません。これは、1/4波長モノポールを使用する従来の理由です。ただし、長さが短くなるか、必要な動作周波数が低くなると、モノポールは次第に容量性になり、抵抗部分はゼロに近づきます。

これは、特定の帯域で動作するラジオ受信機には問題ありません。インダクタを使用して適切なフロントエンドバンドパスフィルターを形成でき、抵抗が低いことを気にしません。

ただし、その抵抗はトランスミッタにとって重要です。これは、伝送媒体の抵抗を表します（アンテナによって377オームの自由空間から37オームの電気に変更されます）。その抵抗はPA電力を押し込みたいものであり、アンテナが「短い」場合、アンテナ損失（これも約1オーム）に対処しながら、電力を1 ishオームの抵抗に投入しようと急速に戦います。そのため、すぐに伝達される電力を失うことになります。

HFでは、推論は次のようになります。

受信は通常、空のノイズが制限されています。つまり、RX自己ノイズは通常、何らかの意味で制限要因ではありません。レシーバーをより静かにすると、発生するスカイノイズが増えるため、受信アンテナのパフォーマンスは、感度よりもF / B比のほうがはるかに高くなります（干渉をゼロにすることができます）。部屋にいる他の象（そしてあなたが非常にしばしば敏感に交換する象）は強力な隣接するキャリアの扱いです。

ただし、送信時には、放射電力が1 dB増えるごとに信号が受信機でスカイノイズよりもはるかに高くなるため、ここで効率を高くする必要があります。パフォーマンスを制限するノイズは送信後、受信アンテナの前に追加されるため、状況は相反するものではありません。

VHF以降では、スカイノイズはほとんど問題にならず、レシーバーのセルフノイズが支配的ですが、実質的に相反性があり、どちらかの端点でアンテナが等しいため、状況は異なります。信号が非常に弱い場合は、最終的なゲインではなくノイズ温度を低くした方がよい場合がありますが、これは信号空間通信のようなものです。

アンテナゲインだけが性能指数ではないことに注意してください。場合によっては、F / B比、ノイズ温度、サイズ、帯域幅などが重要になります。

なぜ低効率アンテナを使用するのですか？サイズ。熟練したアンテナ設計者は、メーター幅のパラボラアンテナをアンテナに取り付けることにより、携帯電話の受信アンテナの効率を向上させることができると思いますが、そのため、あまり役に立ちません。一方、基地局にはこれらの制約がないため、より大きなアンテナを使用できます。

アンテナ効率についても、指向性は重要です。放物線状の料理は非常に効率的ですが、一方向のみです。