狭い場所のアンテナは、部品寸法だけでなくグランド、空間、ケーブルと筐体を含む全体で比較します。以下の五つは構造の候補であり、実測した製品の順位ではありません。小型なら同じ効率や距離を維持できるわけではありません。
電気的な大きさから考える
自由空間波長λ = c/fは100 MHzで約3 m、2.4 GHzで約125 mmです。同じ30 mmの空間でも、波長に対する大きさは大きく異なります。
電気的に小さい構造では効率、帯域と整合に相反する条件があります。外形を縮めるだけで元の性能が保存されるとは限りません。必要なサービスとチャネルを先に定義します。
1. パッチとプリント基板アンテナ
パッチは低背化に向く場合があります。共振と放射は寸法、誘電体、厚さ、グランドと給電に依存し、2.4 GHzだから必ず厚さ1.6 mmになるわけではありません。
プリント構造には逆F型などもあります。印刷されたパターンがすべてパッチとは限らないため、構造と周囲の空間を確認します。平たいことは広帯域の保証ではありません。
2. フレキシブルプリントアンテナ
FPC型は筐体面を活用できます。基材、曲率、接着剤とケーブルが結果に影響します。全型式が3 mmの曲げ半径を許容するとは限りません。
平面の評価基板と曲げた実装を比較します。電池や金属の近くで使えるかは個別に確認し、貼付け位置を変更したら再測定します。
3. セラミックチップと誘電体共振器
小さなチップでも基板のグランドと周囲の空間が必要な場合があります。2.4 × 1.2 mmの部品外形は、必ずしも放射系全体の占有寸法ではありません。
誘電体共振器は材料内部のモードを利用する別の構造です。すべてのセラミックチップが同じ方式ではありません。小さな立方体で8 dBiという値にも型式、方向と測定条件が必要です。
4. ループと磁界結合
小ループと周長が約一波長のループは異なります。放射抵抗、導体損失とリアクタンスが整合と効率を決めます。
AM用フェライト、NFCの結合とFM受信ループは別の用途です。同じループという名称だけで交換できません。
導体を折り畳むと電流の打消しや容量結合が増える場合があります。狭い場所へ長い線を詰めても効率がそのまま残るわけではありません。
5. 折畳み・分解式の外部アンテナ
展開式ダイポールや指向性アンテナは収納寸法を小さくできます。収納時と運用時の寸法を分けて比較します。
折り畳まれた八木が必ず12 dBiを維持するとはいえません。継手、接点と再組立てはRFの再現性に影響します。ケーブル損失と外部支持も設置条件に含めます。
比較するデータ
- グランド、離隔、端子と筐体を含む占有空間。
- 必要な全チャネルの整合と効率。
- 放射パターン、実現利得と偏波。
- 手、人体、金属と温度の影響。
- 寸法と組立ての個体差。
VSWR 2未満は整合の基準で、効率や通信速度の保証ではありません。完成筐体と必要な姿勢で測定します。
予算と試験
部品価格に加えて実装、ケーブルと検証費を含めます。候補をVNAで評価し、その後に最終構成で放射を確認します。見かけのねじが似ていてもSMAとRP-SMAでは中心接点が違うため、接続を確認します。
