アンテナを光源として見ることはできますか？

明らかに、アンテナは電磁波を介して電気エネルギーを放射するデバイスにすぎません。

可視光も単に特定の周波数範囲であるため、アンテナをさまざまな形状の「光源」と考える方が簡単ではありませんか？

指向性アンテナが手持ちのトーチライトであるように、高出力はフラッドライトを意味しますか？

波動理論よりも数学的にはるかに単純であるため、粒子の性質でこれを単純に述べることができないのはなぜですか？

場合によっては、次のことが可能です。大きな指向性アンテナを使用している場合、非常に遠くから見ると、単に電波を生成する「懐中電灯」のように見えるかもしれません。波長がそれほど大きくなく、相互作用するすべての物理オブジェクトよりもはるかに小さい場合、これは非常に迅速に破壊されます。

特定の用語を使用することもあります：波長が満たすすべてのオブジェクトと比較して波長が非常に短く、いくつかの単純な「巨視的」式がそれらの動作を説明できる場合、光（光線）伝播について話します。RFを扱うとき、私たちはしません。RFは光のように振る舞わないため、類推の有用性は存在しません。ですから、光の伝搬として知っているものの簡単なモデルは単に機能しないため、「数学的にはるかに単純」にすることはできません¹。

ほとんどの場合、アンテナを光源と比較することはできません。

まず第一に、光源との類似性は完全には機能しません。あなたの懐中電灯はバッテリーから来るDCで動作します。出てくる波の周波数は10¹⁵Hzを超えます。アンテナでは、波を生成する方法は、放射される周波数をすでに持っているアンテナに流れる電流に依存し、アンテナは波動導体と自由空間の間のインピーダンス整合コンポーネントとして機能します。

そして、アンテナから放射される波には、ある種の波面があり、これはコヒーレントな位相を意味します！あなたのLEDや電球にはまったくありません。

したがって、トーチからの光線は、アンテナからの光線とは物理的に非常に異なっています。

あなたは正しい、アンテナと光源は同等の構造です。しかし、光源の数学は、あなたが考えているほど単純ではありません。

これまでのところ、ほとんどの回答が異なるとみなす理由は、規模の問題にすぎません。一般に、1mm以上（300GHz）の「RF」波長と1µm以下（300THz）の「光」波長と呼びますが、その間にあるもの（「低赤外線」または「マイクロ波」） ？）、その動作を支配する方程式はまったく同じです：マクスウェルの。

問題は、スケールのこのような大きな違いが、これらが世界と相互作用する方法に影響を与えることです。個別のコンポーネントが相互作用して1mのRF信号を生成することができますが、100nmの光信号を生成するには、電子とエネルギーレベル間の相互作用を考慮する必要があります。

• 10mの密にフォーカスされたRF信号は、明らかに相互作用なしに1mの金属ディスクの周りを伝播しますが、狭いフォーカスの1µmの光ビームはそのトラックで完全に停止します。最初は10cmの開口部を持つメッシュファラデーケージで止められますが、2番目は妨げられずに通過します。一方に対してほぼ完全に透明な材料は、もう一方を完全に停止し、逆の場合も同様です。

• 1cmの1mスポットで90％の出力を達成するために10cm RFビームを集中させるにはかなり大きなアンテナが必要ですが、1µmの光で同じことをする同等のレンズは片手に収まります。

• 1GHz程度以下の大気効果（RFエネルギーと空気分子の相互作用）はほとんど無視できますが、大気条件はすぐにそれを上回り、光周波数での主な効果になります。

• 光学レンズを設計する人々は、ブロードバンド信号（可視光は380から740ナノメートル、または430〜770 THzのオクターブ全体を占める）を扱う問題をよく知っています。これらは、ブロードバンドRF設計者が直面する問題と同等ですが、ブロードバンドRFがキャリア周波数の5％にまで及ぶことはめったにありません。

エンジニアリングのほとんどは、モデル、手元の問題を大幅に簡素化し、有効性の範囲を持つモデル（すべてのモデルが間違っている、いくつかのモデルは有用です）を扱っています。そのため、RFの低域では、Maxwellの方程式を直接適用して解くのではなく、回路のKCL、KVL、およびOhmの法則を扱います。しかし、周波数が高くなると、ワイヤーが単なるワイヤーとして振る舞うのをやめるので、sパラメーターと伝送ラインに切り替える必要があります。さらに「光」領域に進み、光子と電子エネルギー遷移レベルを使用することが推奨されます。

ただし、これらのモデルはすべて、適用範囲が狭いMaxwellの方程式を単純化したものです。しかし、これとモデルがどこで失敗するかを知ることは、設計の直感を刺激するのに役立ちます。

第一に、「光」自体は通常「可視光」を意味します。アンテナは可視光を放射しません。

より正確には、光は電磁放射であり、アンテナは電磁放射を発していると言えます。

数学的にはるかに単純になるため、粒子の性質でこれを単純に述べることができないのはなぜですか

それは...ですか？投稿に数学を引用していません。そして、ほとんどの目的のために、波のパターンは私たちが望むものです。電波を最も強く受信できる場所を示しています。ほとんどの通信周波数では、電波は光のような「ビーム」ではなく、多くの回折をします。

場合によっては、できます。そして、私たちのメーターの世界では、光は光線として非常に確実に近似できます。しかし、数千キロメートルにしか存在しないオブジェクトを使用した、1000000000の規模のEM波も同様です。

しかし、私たちの世界の光学にとって、人生は単純に見えます。マイクロメートルサイズの構造、アレイ、または導体を伝播する光を処理する必要がある場合、光線近似は役に立ちません。（Googleプラズモニクス、フォトニクス、またはフォトニック結晶など。モード、共鳴、マックスウェル方程式を使用します。）世界でRF現象を正確に説明する力が不足しているように。

波動理論よりも数学的にはるかに単純であるため、粒子の性質でこれを単純に述べることができないのはなぜですか？

光子が光エネルギーの「粒子」であると言うとき、電磁場から吸収または放出できるのは不連続な量のエネルギーだけであるということです。

しかし、これらの粒子は、弾丸またはビリヤードボールに適用される弾道の規則に従って移動しません。それらは、古典的な電磁伝播を記述する波動方程式と本質的に同じ波動方程式に従って動きます。

ここには無料のランチはありません。電磁「粒子」は、それらが置き換える波と同じように数学的に複雑です。

アンテナは光源として扱うことができますが、異なる方法で放射します。通常のRFアンテナを検討している場合、これらは情報を運ぶ可視光を放射しません。これは、光の周波数がアンテナの共振周波数よりもはるかに高いためです。典型的なRFアンテナ（3 KHzおよび300 GHz）は、この大きさの不一致のため、可視光（430〜770 THz）を効率的に放射するには大きすぎます。しかし、プラズモニックナノアンテナのような一部のアンテナでは可能です。制御された方法で可視光を放射するいくつかのデバイスのうち、プラズモニックナノアンテナは従来の無線アンテナに最も近いデバイスです。