八木アンテナ-エレメント長
私は現在、Matlabを使用して八木アンテナをモデル化しており、アンテナを最適化した後、エキサイター自体よりもディレクターの長さが短くなりました（最適化によって十分なゲインが得られたとしても）。
私が教科書を読んで学んだことから、八木アンテナのダイレクタは、EM波を特定の方向に前方に向け、それによって指向性を高めるために、常にダイポールよりも短くする必要があります。
実際、ダイポールよりも短い寸法にダイレクタの長さを短くしようとすると、dBiが低くなりました（13dBiではなく9.17dBi）。
DirectorLength> DipoleLengthがより良いゲイン（dBi）を提供するのはなぜですか？代わりに反対にすべきではありませんか？
Matlabでシミュレートされたアンテナのプロパティ：
回答
あなたの結果はあなたの最適化方法論のアーティファクトだと思います。
NEC2とのリンクで説明した設計をEZNECフロントエンドを使用してシミュレートしました。参考までに、EZNECは、直径2 mmのエレメントを備えた自由空間でゲインを13.03-dBiとして計算します（リンクはエレメントの直径を指定していません）。これは、質問に答えるために、モデルのゲインである13.6dBiに十分近いと思います。
EZNECは、モデルの被駆動要素の駆動点インピーダンスを40-j99として計算します。$\Omega$、これは50-によく一致しません$\Omega$一般的に使用されている伝送ライン。被駆動素子の長さを約14％長くすると（つまり、ダイレクタよりも長くなります）、入力インピーダンスを59 + j6に変更することで、整合性が向上します。$\Omega$ 13.03dBiの順方向ゲインを維持しながら。
興味深いことに、被駆動要素はリフレクターよりも長くなりましたが、これも通常ではありません。デザインの放射パターンは、多くのサイドローブを示しています。
パターンを「クリーンアップ」すると、文献に記載されている何百ものアンテナに見られる通常の関係に従う長さの要素を備えたデザインになると思います。
最適化できるアンテナには多くの特性があります。
- 最大ゲイン
- ビーム幅
- 前後比
- フィードポイントインピーダンス
- SWR帯域幅
- 製造変動に対する堅牢性
典型的な設計は、これらすべてのパラメーターで「かなり良い」ことを目指しています。1つのパラメーターのみを最適化すると、通常、他のパラメーターが損なわれ、異常な設計になります。
被駆動要素の長さは、マッチングネットワークに適切なインピーダンスを与えるように選択されます。それが何よりも長いか短いかについての規則はありません。
ダイレクタは、各要素に正しい電流を確立するために自己インピーダンスと間隔が重要であるため、リフレクタよりも常に短くなっています。
（もちろん、単純な薄いフリーダイポールを意味します。負荷がかかったり曲がったりした場合、物理的な長さは電気的な長さを反映しなくなります）
共振駆動要素のインピーダンスは通常50オーム未満であるため、それに合わせるためのさまざまなトリックがあります。それらの1つは並列コンデンサです。そのため、被駆動要素を長くして誘導性にする必要があります。もう1つは並列インダクタですが、これは実際には見たことがありませんが、より短い被駆動素子が必要になります。しかし、見たいインピーダンスに応じて、それは完全にあなたの選択です。理由の範囲内の長さは問題ありません。