Transcript 4．1 電波伝搬およびアンテナ - 計算問題で制す！電気通信技術の基礎

第４章 無線工学の基礎
４．１ 電波伝搬およびアンテナ
４．２ 衛星通信および移動通信
４．１ 電波伝搬およびアンテナ
４．１．１
４．１．２
電波伝搬
アンテナ
４．１．１ 電波伝搬
電波法による周波数分類と用途（周波数 300 GHz）
周波数帯分類
長波（LF）
周波数範囲
30～300kHz
中波（MF）
300～3,000kHz
短波（HF）
3～30MHz
超短波（VHF）
30～300MHz
極超短波 UHF
300～3,000MHz
SHF
3～30GHz
EHF
30～300GHz
代表的用途
船舶通信
（見通し外）
放送，航空通信，
船舶通信（見通し外）
中，長距離の
国内各種通信
ＴＶ放送
移動無線
固定無線
衛星通信
レーダ
（１）電波
ＮＴＴでの用途
専用回線
無線電報
専用回線，無線電報
災害対策用機器
無線呼出
船舶電話
自動車電話
航空機電話
固定無線
固定無線
衛星通信
レーダ・宇宙通信
この他，超長波（VLF：Very Low Frequency， 3kHz～30kHz），極超長波（ ELF :
Extremely Low Frequency，300Hz～3kHz）も特殊目的に使われている。
（２）電波伝播の種類
電波伝播の種類
電離層反射波
電離層
対流圏屈折波
電離層散乱波
大地表面波
対流圏散乱波
直接波
大地反射波
地球
地球
周波数との関係
周波数により伝わり方が異なる
電波の伝わり方
地上波
直接波
大地反射波
回折波
大地表面波
対流圏波 対流圏屈折波
対流圏散乱波
電離層波 電離層反射波
電離層屈折波
電離層散乱波
VLF LF
MF
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
HF
○
○
○
VHF
○
○
○
UHF
○
○
○
SHF
○
○
○
○
○
○
○
［注］短波が遠距離まで届くのは，電離層反射による。
フェージング
フェージングとは，
電離層による反射・散乱，大気吸収損失等による減衰が
大気状態の変動によって変化し，受信強度が激しく変動すること。
フェージング対策
①複数アンテナを接続しておき，受信電力の変動に応じて
受信電力の高いアンテナに切り替える。
②複数のアンテナが受信した内容を合成する。
これらの方法をダイバーシティ（diversity）という。
［注］
大気中の酸素や水分による大気吸収損失は，
23 GHz, 60 GHz 付近の周波数が最も大きい。
（３）アンテナの指向性
①無指向性アンテナ
②指向性アンテナ（１方向のとき単一指向性）
パラボラアンテナ
ダイポールアンテナ
（４）ダイポールアンテナ
長さが波長／２の線状アンテナ（Ｖ字型や球形のアンテナもある）
周波数
f [Hz] ，波長  [m] のとき伝播速度との関係式は以下のとおり。
c   f  3108 [m/s]
波長／２
八木式アンテナも
ダイポールアンテナ
のひとつ
ダイポールアンテナの計算例
f  300[MHz]  3108 [Hz]
のときのダイポールアンテナの長さ
c 3108

 
 1[m]  L   0.5 [m]
8
f 310
2
波長／２
（５）立体アンテナ
アンテナの形式
単反射鏡アンテナ
パラボラ面
軸
対
照
型
パラボラ面
パラボラ面
ハイパラボラ面
最も単純な構成
地上マイクロに多用
パラボラ面
オ
フ
セ
ッ
ト
型
複反射鏡アンテナ
カセグレン型
グレゴリアン型
楕円面
交差偏波特性が良い
地球局用アンテナに多用
パラボラ面
パラボラ面
ハイパラボラ面
楕円面
指向特性が良い
VSAT，BS受信に多用
指向特性が良い
主反射鏡が大型化する
（＊）サイドローブとは，衛星方向以外からの不要な電波
指向特性が良い
（低サイドローブ（＊））
VSAT用