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最近、電気関係の仕事から電波関係の仕事に異動しました。電波関係の世界では、例えば受信機の入力電圧のことを電界強度というのはなぜでしょうか?

A 回答 (7件)

#5です。


> アンテナで受信した電界強度[dBμV/m]にアンテナ長[dB]、利得[dB]、ケーブル損失[dB]を加減算したものが入力電圧[dBμV]になるということでしょうか?

基本的にはそうなります。しかしアンテナの形状によっては性能の表わし方(用語)が違うので注意してください。
原理的には実効長または実効高から説明されます。基本的な考え方を記しておきますので参考にしたください。

アンテナに生じる電圧 V と電界強度 E との関係は  V = L × E  です。
L はアンテナの形状によって決まる数値で、アンテナの形状により実効長とか実効高と言われます。例えば半波長ダイポールアンテナでは実効長で L= λ/π、1/4波長垂直接地アンテナでは実効高と言われ L = λ/2π となります。ここで λ は電波の波長、π は円周率(3.14・・・)です。
例えば 50MHzの半波長ダイポールアンテナでは、実効長は L = 300÷50MHz÷3.14 = 1.91m となり、
アンテナに発生する電圧はこれに電界強度を掛算すればよいのです。
電界強度が 40dBμV/m であれば、まずデシベルを真数換算して 100μV/m になります。
これに上の実効長(または実効高)を掛算します。100μV/m × 1.91m = 191μV が発生します。
受信機の入力電圧はケーブルの損失を減算して求めます。
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この回答へのお礼

アンテナ長ではなく、実効長ですね。ありがとうございました。

お礼日時:2017/09/17 07:18

Re:回答No.1


> 40dBμV入力とあるのは電圧と電界のどちらを意味するのでしょうか?

すでに多くの回答がありますから、あらためて説明することもないのでしょうが、念のために…
μVとありますから、これは電圧の単位です。電界の単位(たとえばμV/m)ではありません。これにdB(デシベル)が付いていて、大小の比率(比較)を意味します。その比較の基準になるのが1μVです。
なので、40dBμVは1μVに対して40dBの大きさの電圧ということです。40dBは電圧では100倍に当たります。その受信機で受信した電波(電磁波)の信号レベルが100μV相当だということです。

なお、こういう世界ではdBというのをよく使います。それは電圧にしてもエネルギーにしても、この世界では大きさの程度がケタ違いに変わるからで、たとえば1μVであったり1,000μVであったりすると数字があまりにもケタ違いで感覚的にパッと程度が分かりにくいんです。ですがこれを対数圧縮して40dBだとか60dBという表現をすると大きさの程度が感覚的に理解しやすくなるわけです。
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この回答へのお礼

電波の強さが重要な関心事、大きさの程度がケタ違いに変わる。ということをしっかりと理解して、仕事に励みたいと思います。
ありがとうございました。

お礼日時:2017/09/16 08:34

> 例えば受信機の入力電圧のことを電界強度というのはなぜでしょうか?


どちらも無線受信機の感度を表しますが、表現方式が異なっています。

受信機にアンテナ端子があればそこに加わっている電圧を測定して感度とします。単位は一般に μV (マイクロボルト)で表示します。
ポケットラジオ等は内蔵のバーアンテナで受信しますからアンテナ端子はありません。ですからアンテナ端子に加わっている電圧として測定できないので飛び交っている電波の強さから感度を測ります。つまり電界強度で表示します。単位は一般に μV/m です。

前者の場合、dBμV (dBμも同義)という単位を使うことがあります。1μV を 0dBμV としたデシベル表現になっています。
また電力の単位で示すこともあります。その場合 1mW(ミリワット)を 0dBm としたデシベルで表します。
50Ω系では 1μV = 0dBμV =-106.99dBm  10μV = 20dBμV =-86.99dBm
この計算は dBm = 10Log(E^2/R) + 30  に E=1μV、R=50Ω を入れれば計算できます。


> 受信機特性で以下の記載がある場合、40dBμV入力とあるのは電圧と電界のどちらを意味するのでしょうか?
単位が dBμV ですから電圧表示です。電界表示ではありません。
「SN比 : 50 dB以上」というのはこの電波を検波して音声にした時のSN比が50dB以上あるということです。50dBは電圧比で約316倍です(電力比では10万倍)。
「40 dBμV入力、±5 kHz FM時」というのはその結果を得た時の条件です。入ってきた電波の強さは 40dBμV=100μV だったということ。
「±5 kHz」というのはFM変調の深さ(デビエーション)を表しています。一般的なFM式の業務用無線機は±5kHzです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
アンテナで受信した電界強度[dBμV/m]にアンテナ長[dB]、利得[dB]、ケーブル損失[dB]を加減算したものが入力電圧[dBμV]になるということでしょうか?

お礼日時:2017/09/16 22:17

>40dBμV入力とあるのは電圧と電界のどちらを意味するのでしょうか?


勿論電圧です。アンテナの誘起電圧=受信入力電圧
電界強度は単位がV/mだからー目瞭然です。

全く電磁気学をやって来なかったのでしょうか?
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この回答へのお礼

今まで強電の仕事しかしたことがなく、電磁気学に関しては電験程度の知識しかありませんが、Vは電圧、V/mは電界というのはどの世界でも共通なんですね。
ありがとうございました。

お礼日時:2017/09/16 08:38

電界強度は電場の強さ(ベクトル)で電圧ではありません。


また電磁波の電場は一般に渦を持ち、電圧という考え方が
成り立たないので注意しましょう。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
受信機特性で以下の記載がある場合、40dBμV入力とあるのは電圧と電界のどちらを意味するのでしょうか?
SN比 : 50 dB以上(40 dBμV入力、±5 kHz FM時)

お礼日時:2017/09/15 22:18

電界強度によりアンテナに発生する電圧・電流の値が左右されるだけ、もちろんアンテナ自体の性能にもよります。

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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
受信機特性で以下の記載がある場合、40dBμV入力とあるのは電圧と電界のどちらを意味するのでしょうか?
SN比 : 50 dB以上(40 dBμV入力、±5 kHz FM時)

お礼日時:2017/09/15 22:18

電界強度は受信機の入力電圧のことを指すわけではありませんよ。

電波関係の世界では、電波(正確には電磁波)の強さがひとつの重要な関心事になり、それを表わすのが電界強度です。たとえばアンテナでどれだけ電波を受けられるかも、そこの電界強度が重要な問題になりますからね。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
受信機特性で以下の記載がある場合、40dBμV入力とあるのは電圧と電界のどちらを意味するのでしょうか?
SN比 : 50 dB以上(40 dBμV入力、±5 kHz FM時)

お礼日時:2017/09/15 22:16

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※1
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ψ(0)がAの固有値aの固有状態であったのであれば、
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> 交流が変圧に有利は理由はなんでしょうか?
直流では変圧は原理的に不可能です。
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> なぜ交流では、変化する磁場が現れるのでしょうか?
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