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負性抵抗アンテナで、無給電で電波を出す


無給電でも電波を出せる方法をお教えします。
あまり悪用はしないでください。  周り中から妨害電波が出ていると、ラジオやテレビが受信しにくくなりますし、携帯電話も使えなくなる場合があるかもしれません。


まず、5mm 幅で、長さが 57mm のアルミ箔を母体として、それにガンママッチの回路をつけます。  ガンママッチは 1mm の幅の導体を使い、1mm のギャップを 13mm の長さにします。
特別のエレメントとして、ガンママッチの反対側(母体を挟んで向かい側)に 1mm*1.5mm の突起をもうけておきます。 これがないとうまくいきません。

仕上がりを Sonnet シミュレータからコピーしたものが右の図です。
この図では給電点の構造が見えませんね。 下に拡大しておきます。


この状態で、2.8GHz から 3.5GHz をアダプティブスイープしてみますと、下のようなインピーダンスカーブが計算されます。



この図は青いカーブがアンテナインピーダンスの実数部分(レジスタンス)で、赤いカーブが虚数部分(リアクタンス)です。  3.2GHz から少し下がったところで鋭い負性抵抗が現れている様子が分かります。

この周波数でリアクタンスは高くなっていますが、正の値ですので、外部に負の値のリアクタンス(キャパシタ)をつないでやればそれを打ち消すことができます。
3.15GHz で約 3kOhm ですので、計算すると外部につなぐべき素子は 0.017pF になります。

この周波数付近で、外部のキャパシタを含めたリアクタンスがゼロになる点で、レジスタンスがマイナスですから損失がマイナスになって(増幅して)発振することになります。 誰か特許を出しませんか?
特許庁はいままで熱力学第2法則に反する「特許」は通してきませんでしたので、審査に手こずるかもしれません。





[余談]
なお、給電点の構造を少し変えて、下のようにするとグラフは変化します。 この場合はポートは Via Hole の真下に設けています。  アンテナの反対側にある突起(1mm*1.5mm)は影響しません。

  

あー、もう4月1日ですね。 月日の経つのは早いものです。




Enjoy April Fool's Day !



[解説]
インピーダンス解析でレジスタンスが負になる現象は、Sonnet (電磁界解析ソフト)の機能にある De-embedding が誤動作をすることによるものです。  使用説明書にその誤動作の回避方法が載っています。