中波受信用ループアンテナ その１２（使用材料・大きさ・巻数と受信電力の関係）

ループアンテナの出力電力

受信アンテナの大きさや巻数の検討のため、ループアンテナの出力電力を計算してみます。マッチング回路の使用を前提に、ループアンテナの抵抗分のみに着目した等価回路は次の通りです。

アンテナの誘起電圧Voは、電界強度と実効高で計算できます。但し、アンテナ誘起電圧Vo [V]、電界強度E [V/m]、実効高h [m]、ループアンテナ面積A [㎡]、ループ巻数N [回]、。

負荷電力Pは、ループアンテナの巻数や形状で決まる比例定数を仮にk とおくと次の通りとなります。このkが大きいほど大きな受信電力を取り出すことができます。

ここで、円形断面の電線を使ったときの比例定数k は次の通りです。ただし、波長λ [m]、ループアンテナ直径D [㎡]、ループアンテナ巻数N [回]、電線の直径Dw [m]、抵抗率ρ[Ω・m]。

次に、平板導体の場合です。ただし、波長λ [m]、ループアンテナ直径D [㎡]、ループアンテナ巻数N [回]、平板導体の厚みt [m]、平板導体の幅W [m]、抵抗率ρ[Ω・m]。

上式により、ループアンテナの使用材料や大きさを変えたときの受信電力を簡易予測できます。例えば、太い電線で少ない巻き数とした場合と細い電線で巻き数を重ねる場合でどのような差が出るか判断できるので、機構設計で便利に使えるかと思っています。
（注）検算しましたが、考え方が合っているかどうか検証してませんので、ご注意ください。

※2012.2.12 数式を変形して掲載