Hi, I'm Mr. T, the product guy at RF elements.

こんにちは、RFエレメンツの製品担当のTです。

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In our previous video, we've explained what an antenna radiation diagram is and how to read it.

前回のビデオでは、アンテナ放射図とは何か、その読み方について説明しました。

Most frequently, the datasheets of antennas show the gain of an antenna in the form of a 2D polar plot.

ほとんどの場合、アンテナのデータシートには、アンテナの利得が2Dポーラプロットの形で記載されています。

We believe that having a 3D radiation diagram is more useful than the 2D version.

私たちは、3D放射線図は2D放射線図よりも有用であると考えています。

And in this video, we will explain why.

このビデオでは、その理由を説明する。

So what is the 3D radiation diagram anyway?

では、そもそも3D放射図とは何なのか？

Generally, the gain radiation pattern says what is the radiation intensity of the electromagnetic fields an antenna radiates in any direction.

一般に、利得放射パターンは、アンテナが任意の方向に放射する電磁界の放射強度を示す。

A 2D pattern gives this information in a selected two-dimensional cut, most commonly in two planes perpendicular to each other.

2Dパターンは、この情報を選択された2次元の切り口、最も一般的には互いに垂直な2つの平面で与える。

You can already guess that the two cuts probably give a limited information compared to the full 3D radiation pattern showing the gain in all three dimensions.

この2つのカットは、3次元すべての利得を示す完全な3D放射パターンと比べると、おそらく限られた情報しか得られないことはすでにおわかりだろう。

Imagine the simplest example of an isotropic antenna.

最も単純な等方性アンテナの例を想像してほしい。

It is a theoretical antenna that radiates with the same intensity in every direction.

どの方向にも同じ強度で放射する理論上のアンテナである。

Let's place it at the origin of the XYZ coordinate system.

これをXYZ座標系の原点に置いてみよう。

Drawing radiation intensity in a given direction as vectors and connecting their tips, we get a surface which is the 3D radiation diagram.

ある方向の放射線強度をベクトルとして描き、その先端を結ぶと、3D放射線ダイアグラムとなる面が得られる。

Since an isotropic antenna radiates with the same strength in all directions, the radiation pattern has the shape of a sphere.

等方性アンテナは全方向に同じ強さで放射されるため、放射パターンは球形になります。

It's that simple.

簡単なことだ。

The same can be done for any antenna out there.

同じことが、そこにあるどんなアンテナにもできる。

Consider it's placed at the origin of the Cartesian coordinate system.

直交座標系の原点に置くと考える。

The direction and strength of its radiation at any point in space can be expressed by a vector with direction and amplitude.

空間上の任意の点における放射の方向と強さは、方向と振幅を持つベクトルで表すことができる。

Connecting the tips of all the vectors forms a spatial image we call 3D radiation diagram.

すべてのベクトルの先端を結ぶと、3D放射図と呼ばれる空間像が形成される。

Since no real antenna is isotropic, let's have a look at a real-life example, a parabolic dish antenna.

実際のアンテナは等方性ではないので、実際の例であるパラボラアンテナを見てみよう。

It focuses the energy of the electromagnetic wave in the direction of its main axis where it's the strongest.

電磁波のエネルギーを最も強い主軸の方向に集中させる。

Besides that, it also has side lobes that are weaker than the main lobe and are mostly unwanted especially in the unlicensed frequency bands where the interference is the biggest problem.

その上、メイン・ローブより弱いサイド・ローブもあり、特に干渉が最大の問題となる免許不要の周波数帯では、ほとんどが不要である。

Same thing here as with the isotropic antenna.

こちらも等方性アンテナと同じだ。

We can plot the vectors from the origin of the whole spherical surface, but now, because the parabolic dish does not radiate equally everywhere, the vectors will have varying lengths depending on the direction.

球面全体の原点からのベクトルをプロットすることができるが、パラボラアンテナはどこでも同じように放射するわけではないので、ベクトルの長さは方向によって異なる。

Connecting the tips of the vectors, we get the 3D radiation pattern of this antenna.

ベクトルの先端を結ぶと、このアンテナの3D放射パターンが得られる。

The 3D radiation diagram provides a complete information about the gain of an antenna since it shows the gain in every possible direction in 3D space.

3D輻射線図は、3D空間のあらゆる可能な方向における利得を示すため、アンテナの利得に関する完全な情報を提供します。

You cannot do better than that.

それ以上のことはできない。

This is why it is generally more useful than the 2D plot which is obtained from the 3D plot anyway.

そのため、一般的には3Dプロットから得られる2Dプロットよりも有用である。

In some fields, the 2D diagram can be enough, but when examining the side lobes of an antenna is vital to the particular application, for example, in the wireless internet service provider industry where many operators leverage unlicensed frequency bands, the noise propagated through the side lobes does a lot of harm.

ある分野では、2Dダイアグラムで十分ですが、アンテナのサイドローブを調べることが特定のアプリケーションに不可欠な場合、例えば、多くの事業者が免許不要の周波数帯域を活用している無線インターネット・サービス・プロバイダー業界では、サイドローブを通して伝播するノイズは多くの害を及ぼします。

In such cases, it is better to check the 3D radiation pattern and use an antenna with as little side lobes as possible.

このような場合、3次元放射パターンを確認し、できるだけサイドローブの少ないアンテナを使用した方がよい。

Another view on the amount of side lobes is provided by beam efficiency.

サイドローブの量に関する別の見解は、ビーム効率によって提供される。

Check our previous video if you want to know more about that.

それについてもっと知りたければ、以前のビデオをチェックしてほしい。

The 3D diagram is more difficult to obtain than the 2D one.

3Dダイアグラムは2Dダイアグラムよりも難しい。

So historically, the 2D plots became a standard in most engineering fields.

そのため、歴史的には2Dプロットがほとんどのエンジニアリング分野で標準となった。

But today, with powerful computers available to everyone and advanced antenna measurement setups capable of full 3D measurement, this difference is diminishing.

しかし、今日、誰もが利用できる強力なコンピューターと、完全な3D測定が可能な高度なアンテナ測定セットアップにより、この差は減少しつつある。

But let's talk about that in another episode.

しかし、それについては別のエピソードで話そう。

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Thank you for watching.

ご視聴ありがとう。