ケータイのピカピカアンテナ

Question

携帯電話が、呼び出したときピカピカ光るアンテナが売ってますが、あれの原理とはどのようなものなんでしょうか？

さっぱり見当が付かないので、このカテゴリに出させてもらいました。

どなたかご存知の方、教えて下さい。

starflora · Accepted Answer

なるほど。丁寧な説明を有り難うございます。
　　アンテナの長さが電波の波長と同調し、電波を増幅するというか、保存するというアンテナの同調特性は了解しています。それを、「共振」と専門的には呼ばれるというのでしたら、アンテナの電波に対する「共振」はあるということで了承します。
　
　　また、コイルにも電磁誘導において「同調特性」があり、これを「共振」と呼ぶということでしたら、いま明確にその「同調特性」とはどういうものか確認・了解できませんが、そういう形で同調がありえるということは考えることができます。従って、そのような同調があり、それをも「共振」と呼ぶと仰られるのでしたら、「そのような意味での共振である」と了解いたします。
　
　　相応に説得力のある説明で、それに対し、別の可能性をとりあえず思いつきません。そういうことで、そのような意味の「共振」であれば、共振であるでよいと思います。
　
　　ただ、光るアンテナの機構について、或る意味、この話は枝葉だとも思えます。発光ダイオードを光らせる電力については重要なことであるかも知れませんが、少し話の本質からはそれると思いますし、質問者も、このような話は望んでおられないようも思います。光るアンテナについては、そのメカニズムを説明しているページを紹介していますので、そこではかなり分かり易く解説があります。

noname#11476 · Answer

どうもstarfloraさんからおしかりを受けたしまいましたので、もう少し詳しくご説明しますね。
まず、基礎知識としてアンテナという物について説明いたしますね。

ご存じのようにアンテナの役割は電波を捕捉するためのものです。
では、どうやって電波を捕捉しているのかというと、アンテナ上、もしくはアンテナと大地などの間で「共振」がおきて、定在波が発生することにより２つの給電ポイントで電位差が発生するので、これを取り込むことで信号を得ています。
たとえば、８００ＭＨｚの携帯電話の波長は３７５ｍｍです。単純な棒状の垂直アンテナを使う場合はこの１／４の長さの棒だと共振がおきます。
よって単純な棒アンテナの長さは９３．７５ｍｍ（約９ｃｍ）となります。
現実のアンテナは、中にコイルなどを入れるなどしてこの共振点を調整しています。
もちろん、コイルのみで構成されたアンテナもあります。（ヘリカルアンテナなどはこの部類に入ります）

この共振が起きないほどはずれた波長の電波は基本的にアンテナを素通りしてしまいます。

さて、携帯の光るアンテナのコイルに目をやると、電波を捕捉しているものであるので、アンテナと同じ働きをしています。
つまり、原理はアンテナと同じことになります。全く共振していない場合は電波はコイルに対して素通りすることになります。

もちろん、どれだけ光るアンテナのコイルの共振点を携帯の電波に合わせてあるのかどうかは私も知りませんが、物理的に全く「共振していない」ということは、受け取る電力は０になるということと等価であると言うことには疑う余地はありません。
（さすがにこの回答欄でＭａｘｗｅｌｌ方程式からそれの証明をしてみせるのは勘弁して下さい。話も長すぎるし、数式をうまくかけないので）

多分、starfloraさんが主張されているのは、コイルで得た電気信号を更に「共振回路」で選択していないのではないかと主張されているのではと思います。
私の言う「共振」は、コイルが電波を受け取ること自体が「共振」に当たるということです。

違う見方をすると、いまコイルの両端をＡ，Ｂとします。
コイルは電波の電界と磁界の影響を受けて電磁誘導による電流がＡ－＞Ｂ又は、Ｂ－＞Ａと流れることになります。
しかし振動電場、磁場の場合、ある瞬間電位はＡが＋、Ｂが－になりますが、次の瞬間はＢが＋、Ａがマイナスになります。
ここで、コイル自体の共振から大きくはずれていると、Ａ，Ｂが同位相の電位になったり、コイルの途中では電位が発生してもＡ，Ｂ間では電位差が発生しないということがおきます（後者の場合はコイルの抵抗分が消費され残りは再び電波となって元の電波と共に放射されます）。

そうすると外部にはエネルギーを取り出すことが出来なくなります。

ご理解いただけましたでしょうか？

starflora · Answer

「専門家」という肩書きを付けて、変なことを言うのはどうかと思います。共振の前提に電磁誘導があるというのは自明のことです。しかし、共振と電磁誘導は同じものではありません。
　
　　電磁誘導において、特殊な回路を造った場合に共振回路が成立します（特殊と言ってそれほど複雑なものではなく、単純なものです）。共振だといういうことを示す明確な説明なりがあれば、別に共振でもよいのです。先の質問と回答においては、根拠を明示せずに、電力効率がよいとか、携帯電話の種類ごとでアンテナがあるというような間接的根拠を述べて共振であると主張されるので、その根拠に対し、一応異なる可能性の根拠を述べました。積極的に共振だという根拠が提示されていないというのが、参考ＵＲＬでの話でした。
　
　　従って、その経緯からすれば、わたしの述べた説明は妥当なものです。また、わたしは、自分は、共振ではないと考えていて、正しいと思っていると述べているので、わたしの考えが「正しい」とは述べていません。正しいと「思っている」のです。「専門家」と自称する人に、こういう論理に合わないことを言う人がいるのは、昔からのことですが、困ったことです。

noname#11476 · Answer

勘違いしないように一応補足しておきます。
「電磁誘導」と「共振」は相反する概念ではありません。
基本的には、電磁誘導が起きることによって携帯の電波のエネルギーの一部を取り込んでいます。
この際に、「共振」を起こすようにコイルなどの定数を決めてあげると、電磁誘導がおきやすくなり効率よく取り入れることが出来るようになります。
携帯のアンテナの場合、共振させるようにコイルの定数などを決めているのかどうかは、定かではありませんが、取り入れるエネルギーを考えると、Ｑ値（共振する度合いを示します）は低いかもしれませんが、共振するようにコイル定数を決めていると思われます。
（光らせるにはかなりの電力が必要なので）

では。

starflora · Answer

これについては、以前、下のＵＲＬで同じ質問があり、回答があります。
　
　　簡単に言いますと、携帯電話が中継局に向け電波を出すと、その電波をアンテナのコイルが拾って、電源とし、発光ダイオードという電気が流れると光る物質に電気を流して、これが光っているのです（アンテナが発光ダイオードの光でかがやくのです）。
　
　　以下の質問と回答では、「共振」だという人と、「電磁誘導」だというわたしのあいだで意見が食い違っていますが、これは、電磁誘導だとわたしはいまでも思っていますし、それが正しいと考えています。なお、次のＵＲＬに、光るアンテナの説明があります。これは回答者の一人が紹介してくれたページで、このページを丁寧に読むだけでもよく分かりますよ。
　　http://k-tai.impress.co.jp/column/keyword/2001/08/02/

参考URL：http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=170343

ケータイのピカピカアンテナ

この回答への補足

どうもstarfloraさんからおしかりを受けたしまいましたので、もう少し詳しくご説明しますね。

勘違いしないように一応補足しておきます。

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