アンテナの原理からわかれば八木アンテナの指向性もよくわかる!

テレビを視聴するためにはアンテナが必要だということは多くの人が知っていることですが、なぜアンテナがあるとテレビが映るのかということはあまりよくわかっていない人も多いようです。

一般の人にアンテナの絵をかいてもらうと魚の骨のような形のものを屋根の上に描きますが、これは八木アンテナという指向性に優れたテレビアンテナの特徴的な形です。

八木アンテナがテレビアンテナに採用された経緯を中心に指向性アンテナについて解説します。

 

 

【アンテナの指向性とは?】

 

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アンテナには受信用と送信用があり、受信用アンテナは空間の電気信号を導線へと誘導する働きをするものです。

ですから、球状、ワイヤー状、板状など様々な形のものがアンテナとして機能する可能性があります。

電波を発することで電解や磁界の変化を感知し電流を発生させ、導線に高周波電流を流すのがアンテナでの受診のメカニズムです。

アンテナの指向性とは、特定の方向にのみ電波の放射を集中させ、受信の強度を高める働きのことです。

あらゆる方向から電波を受信できた方が多くの情報を受信できるように思いがちですが、テレビやラジオ放送のように、ある特定の方向からのみ放送電波が発せられるものに関しては、一定方向に集中してその電波だけを受信することに専念したほうが受信の強度は高められます。

不要な妨害電波や他の目的で使用されている電波の影響を減らす働きをするのがアンテナの指向性です。

八木アンテナ、パラボラアンテナなどテレビアンテナとして用いられているものが指向性アンテナの代表格です。

 

【全方向性アンテナにはどんな長所と短所がある?】

 

全方向アンテナは無指向性アンテナともいい、指向性を持たないアンテナのことを指します。

すべての方向に対して同程度の強度や感度をもっているもので、オムニアンテナという呼び方もします。

無線LANのアンテナがその代表格で、どの方向に向けても同じレベルの電波を発します電波の送受信方向を気にしなくてよいため、設置しやすい場所に設置しやすい形で置くといことも可能です。

大量の設置が必要な携帯電話用のアンテナは全方向性アンテナのため設置が簡単で、場所をあまり選ばずに設置できました。

携帯電話自体にもホイップロッドアンテナという全方向アンテナが備わっており、両方の働きでどこでも受信しやすくなり、長いアンテナも必要なくなりました。

ただし、全方向に等しくといっても、アンテナの形状によっては、球状にではなく円状に等しい広がりを持っているという意味の場合もあります。

水平方向には同程度の強度や感度を持っていても、垂直方向にはほとんど強度や感度を持っていないというものもあります。

また、一定方向にのみ送受信を増幅するということができないため、不要な電波による干渉を受けやすい点も短所です。

無線LANのように比較的近距離に電波を送る場合や、携帯電話のようにどのような姿勢でも使えるようにしたいもの、携帯基地局のアンテナのように同心円状に等しく電波を発したい物などには全方向性アンテナが向いていると言えます。

 

【指向性アンテナの長所と短所も確認しよう!】

 

指向性アンテナの長所は何と言っても、特定方向から発せられる電波を受信が得意という点です。

決まった方向からの電波を増幅して受信できるため、必ず同じ方向から発せられるテレビ電波のようなものを安定して高い感度で受信するのに向いています。

八木アンテナは中でも指向性の強いアンテナで、3つの棒からできています。

導波器、放射器、反射器という3本の棒を正しい方向に向けないときちんとテレビが映らないという点は短所といえるかもしれません。

同じく指向性の強いアンテナとして挙げられるのがパラボラアンテナです。きちんと方向を調整しなければ映りません。

しかし、電波受信の効率の良さは指向性アンテナの長所です。

受信方向を正しく向けることができれば、ラジオ放送や無線など他の電波の影響を受けずに受信できます。

遠方との電波のやり取りが必要な場合は、アンテナの指向性を利用して、一方向からの感度や強度を高めることが有効だと言えます。

 

【指向性に関わるダイポールアンテナは八木アンテナと似ている?】

 

ダイポールアンテナとは、主にアマチュア無線で使われることが多く、簡単な原理さえわかっていれば自作しやすいため、自作アンテナとしても広く普及しているアンテナのひとつです。

ダイポールとは2つの極があるという意味で、通常は2分の1波長を使います。

2本の動線を給電線に直角に取り付けるのが特徴で、それだけではあまり指向性が強くないのが難点です。

しかし、ダイポールアンテナの前後に導波器と反射器を置くと、指向性は飛躍的に高まります。

この構造は導波器、放射器、反射器の3本のポールからなる八木アンテナの構造そのもので、ダイポールアンテナの指向性を高めたものが八木アンテナであることがわかります。

このように、アンテナは全指向性アンテナと指向性アンテナの2つにわかれているものの、どちらが優れているというものではありません。

それぞれの長所短所を補う形で応用され、実用化されています。

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