SIGLENT（シグレント） ベクトル・ネットワーク・アナライザ SNA5000Aシリーズ

誘電体アンテナ（Dielectric Antenna）は、主に高誘電率セラミックなどの誘電体材料を共振器（レゾネータ）として使用し、その内部や表面から電磁波を放射（または受信）するアンテナです。

特に誘電体共振器アンテナ（Dielectric Resonator Antenna, DRA）が代表的で、マイクロ波帯やミリ波帯において、小型化と高効率化を実現する技術として注目されています。

動作原理と特徴

1. 動作原理

一般的な金属アンテナが導体（電流）を波源として電磁波を放射するのに対し、DRAは、誘電体（セラミックなど）のブロックを金属板（グランドプレーン）上に配置し、高周波信号を供給することで機能します。

1. 波長短縮効果: 誘電体は比誘電率Erが空気（Er≈1)よりも大きいため、誘電体内の電磁波の波長を短縮する効果があります。この波長短縮率は、およそ となります。

2. 共振: 誘電体ブロックの寸法が、短縮された波長に合わせて共振するように設計されます。この共振により、電磁波エネルギーが誘電体内部に閉じ込められます。

3. 放射: 誘電体と空気の境界面では、誘電率の急激な変化により電磁波が外部に漏れ出し（放射）、アンテナとして機能します。

2. 主な特徴とメリット

誘電体アンテナは、特に小型化・高周波化が求められる分野で、従来の金属アンテナよりも優位性があります。

• 小型化: 波長短縮効果（上記1.）により、同じ共振周波数を保ったまま、アンテナのサイズを大幅に小型化できます。これは、携帯電話やIoTデバイスなどの小型無線機器にとって非常に重要です。

   

• 高効率: 高周波（ミリ波帯など）では、金属導体における抵抗損失が大きくなりますが、DRAは金属部分が少なく、低損失なセラミック材料を使用するため、導体損失が非常に少なく、高い放射効率を実現できます。

• 多様な指向性: 誘電体ブロックの形状（円筒形、直方体、球形など）や、給電方法、使用する共振モード（TEモード、TMモードなど）を変えることで、指向性を容易に制御できます。

3. 用途

小型・高効率・高周波特性に優れるため、主に以下の分野で利用されています。

• 無線通信端末: 携帯電話、スマートフォン、Wi-Fiデバイスなど

• 高周波・ミリ波通信: 5G/6G通信システム

• レーダー: 車載レーダー、軍事用ミリ波レーダー機器

• 衛星測位システム (GNSS): GPS受信機

• IoTデバイス: 小型センサーなど