アンテナ

アンテナの概要

アンテナは、電気エネルギーを電磁波に変換し、空間に放出したり、電磁波を受信して電流に変える重要な装置です。これは、無線通信やテレビ、ラジオ、さらにはGPSや携帯電話など、さまざまな通信方法で不可欠な役割を果たします。また、初期の無線通信においては、線状の装置が多く「空中線」とも呼ばれていました。

アンテナの名称の由来

「アンテナ」という言葉は、元々昆虫の触角を示すものでした。無線通信の先駆者であるグリエルモ・マルコーニが実施した実験において、使用した支柱が「l' antenna centrale」と呼ばれたのが、この言葉の起源です。時が経つにつれ、電波の送受信装置を指す用語として広がりました。

アンテナの特性

1. 指向性

指向性は、電波の放射方向や強度と密接に関わる特徴です。特定の方向に強く放射する能力があるアンテナは、特に高い指向性を持ちます。指向性の有無は、アンテナの使用目的に大きく影響します。無指向性のブラウン・アンテナは、スマートフォンのような移動体通信に適している一方、八木・宇田アンテナやパラボラアンテナは、限られた方向に信号を集中的に放射し、固定通信に向いています。

2. 利得

アンテナの利得は、電波の強さを表す指標であり、デシベル（dB）単位で表記されます。相対利得を示すdBdと、理想的な等方向性アンテナを基にした絶対利得のdBiとがあります。利得が高いほど、放射強度が増す傾向があります。

3. 偏波

偏波は電波の空間内での進行方向を示すもので、直線偏波は一つの平面で電界が存在し、円偏波は電界が回転しながら進む場合を指します。テレビ放送では、特に水平偏波が多く用いられています。

アンテナの種類

アンテナは形状や使用される周波数によって分類でき、各種の形状があります。例えば、ダイポールアンテナやモノポールアンテナが一般的な線状のアンテナです。ダイポールアンテナは半波長で約73Ωの放射抵抗を有します。さらに、ブラウン・アンテナなどの地面を利用した設計のアンテナも存在し、接地型や非接地型によって構成されます。

給電方式

アンテナへの高周波電力を供給する際には、給電点における電流や電圧の関係が、電流給電または電圧給電の2つに分類されます。

アンテナの関連器具

アンテナを設置するためには、支柱や金具などの関連器具が不可欠です。これらは、安定した設置や信号の受信を確保するために重要です。

まとめ

アンテナは、電波による通信や放送を実現するための基本的な構成要素です。多様な特性や設計により、各種の用途に応じた最適な通信を支えており、現在の生活において欠かせない技術となっています。

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