翻訳｜antenna
出典 精選版 日本国語大辞典精選版 日本国語大辞典について 情報
電波を吸収（受信）または放射（送信）するための装置。電気的エネルギーや情報を伝送線路を用いず空間を通して送るには、送信機からのエネルギーを電波に変えて空間に効率よく放射させなければならないし、また相手側では、空間に放射された電波を効率よく受信しなければならない。このように電気的エネルギーを電波に変えたり、また、電波を受信する装置をアンテナという。アンテナは放送、通信、レーダー、リモート・センシングなど、空間を隔てた地点間の電波による信号、または電気エネルギーの授受に不可欠な素子である。線路を用いない無線通信の初期には、線状のアンテナが用いられたので空中線とよばれ、英語のantennaも昆虫の触角を意味している。
アンテナの機能の一つは、電気回路と空間との間の電気エネルギーの効率的な変換器であるが、もう一つの重要な働きとして、その形状、寸法（とくに電波の波長に対する相対寸法）により、特定の方向に強く電波を出し、その他の方向には出さないという機能を有している。これを指向性という。受信アンテナでは、空間の特定の方向からの電波を感度強く受信し、その他の方向からの電波は受けないようにする。同一空間で複数の無線システムが存在しても互いに混信することなく共存させるようにするために、アンテナの効用は大きいといえる。
もっとも簡単で、かつ代表的なアンテナは、平行二線路（レッヘル線という）の先端から使用波長の4分の1のところで、直角に曲げたもので、半波長アンテナ（2分の1波長アンテナ）あるいはダイポールアンテナdipole antennaという。この半波長アンテナから放射される電波は、アンテナを中心にして軸対称で、アンテナを含む面内では直角方向に強く放射され、8の字形の指向性をもつ。また、これを受信に用いたときには、伝送線路とアンテナの接続点、すなわちアンテナ端子に電圧が発生し、その大きさは電波の到来方向によって異なり、正面方向からの電波がもっとも大きく、放射のときと同じ8の字形出力電圧となる。このように、一つのアンテナを送信に用いたときも受信に用いたときも、その指向性は同じである。
もう一つの基本的な線状アンテナは、平行二線路の先端を短絡し、先端から2分の1波長のところを固定し、中央部を引き伸ばして円形としたもので、1波長ループアンテナといい、ループの面に直角方向に強い電波が放射される。実用化されているアンテナは、半波長アンテナや1波長ループアンテナの長さを少し長くしたり短くしたものをいろいろ組み合わせたものが使用されている。
ラジオ放送用のT型アンテナといわれるものでは、垂直部の導体がアンテナの本体となる。長さは約4分の1波長で、大地が導体となり、鏡像ができて半波長アンテナと等価な働きをする。タクシー無線の自動車の屋根に取り付けているアンテナも、これと動作原理は同じである。1本の棒であるのでモノポールアンテナとよばれる。警察無線や空港ロビー等で使用されている業務用無線機の出し入れできるアンテナは、鞭(むち)のようにしなるという意味からホイップアンテナとよばれる。これもモノポールアンテナと同様に動作するが、地板に相当する無線機のアンテナ取付け面が小さいので無線機全体がダイポールアンテナの下部導体として動作する。人が持ったり、体に近接すると特性が劣化するので、モノポールアンテナの長さを4分の1波長ではなく約2分の1波長とすることで操作時の特性改善がなされている。
生活に身近なアンテナとして、「カーナビゲーションシステム」で必要となるGPS（Global Positioning System＝全地球測位システム）衛星からの測距信号を受信するアンテナがある。これには、普通マイクロストリップアンテナが使用されている。またJRのSuica(スイカ)やEdy(エディ)などにみられる非接触ICカードでは、カードの4辺に沿って複数回巻きのループアンテナが使用されている。使用する周波数帯域を広くさせるため、半波長前後の導体を軍配形に並べたものを、そのコウモリの羽状の形からバットウィングアンテナbat wing antennaという。これらを直角に組み合わせ、それぞれの給電電流の位相を90度ずらせると、垂直軸に直角な面内では、ほぼ一様な指向性が得られる。これをターンスタイルアンテナturnstile antennaといい、数段重ねたものがスーパーターンスタイルアンテナsuperturnstile antennaで、テレビジョン放送に広く用いられている。2012年完成の東京スカイツリーに搭載されているテレビジョン放送用アンテナには、1波長ループアンテナを平行伝送線路で複数個縦属接続した双ループアンテナが用いられている。テレビジョン受信用としてもっとも普及しているのが八木‐宇田アンテナである。1926年（大正15）八木(やぎ)秀次、宇田新太郎によって発明された八木‐宇田アンテナの一例である5素子アンテナでは、半波長より少し長い導体は反射器の性質をもち、また短いものは導波器の性質をもつので、これらを放射器の前後に配置して、配列方向に鋭い指向性をもたせている。八木‐宇田アンテナの構成素子である半波長アンテナのかわりに1波長ループアンテナを用いたアンテナもテレビジョンの送・受信アンテナに用いられている。また、半波長アンテナを直角に組み合わせた導体板の衝立(ついたて)で囲んだものをコーナーリフレクタアンテナcorner reflector antennaといい、超短波帯のアンテナとして広く用いられている。
波長に比較してかなり長い（数波長から10波長程度）導線を螺旋(らせん)状に巻いて、同軸線路の内部導体に接続したものを、螺旋アンテナhelical antenna, spiral antennaという。これは電界の方向が螺旋の軸に対して回転する、いわゆる円偏波(えんへんぱ)アンテナで、軸方向に鋭いビーム状の電波が放射され、かつ非常に広帯域な周波数特性をもっている。
移動体通信、すなわち携帯電話サービスの基地局に用いられているアンテナは、金属板の前にダイポールアンテナを縦方向に配列したアレーアンテナである。アンテナの指向性は、水平面内は扇形（60～180度）のビームで金属板の構造をくふうすることにより60度、120度などに設定することができる。垂直面内は、利得（電波の集中度、すなわち指向性の鋭さを表す指標）と他セルへの干渉を考慮して設計されるが、普通自セルの端より内側にビームの山がくるビームチルトがなされる。ダイポール素子としては、以前は金属棒も利用されたが、重量の軽減や製造・組立ての容易さなどの点から、現在ではプリント配線基板を用いるプリントダイポールが使用されている。また2000年以降急速に発展拡大した複数の周波数を使用するシステムに対応するため、一つのアンテナでたとえば三つの周波数を同時に使用できる周波数共用アンテナも開発された。一方、PHSの基地局アンテナとしては、2本または4本の棒が平行して立てられているように見えるが、これもプリントダイポールを縦に数個配列したアレーアンテナを、直径10～20ミリメートルの樹脂パイプに収納したものである。なお、複数本あるのはダイバーシティーを行うためである。
携帯機用アンテナとしては、それまでの外付けのホイップアンテナから、2000年代前半には内蔵アンテナが使用されるようになった。パーソナルコンピュータにも無線LAN用の平面形のアンテナが内蔵されている。さらにいっそうの小形化、高性能化を目ざして、メタマテリアル（自然界には存在しない電磁的材料特性を人工的につくり出したもの）を応用したアンテナの開発も進んでいる。
周波数が高くなり、波長がセンチメートル程度に短くなると、電波の反射や屈折現象が光の性質に似てきて、光に対する探照灯や望遠鏡の原理がそのまま用いられる。波長が30センチメートル以下1センチメートルぐらいまでの電波をマイクロ波あるいは極超短波といい、この領域では回転放物鏡アンテナ（パラボラアンテナparaboloidal reflector antenna）が用いられている。焦点に半波長アンテナを置けば、放物面の性質から、これによる反射波は平行光線的となり、正面方向にのみ強く放射される。励振アンテナとしては、反射器付きの半波長アンテナや導波管の先端を広げ、らっぱ状にした電磁らっぱ、あるいはホーンアンテナhorn antennaが用いられている。ホーンアンテナとしては、通常の円錐(えんすい)または角錐構造のものからアンテナ効率や交差偏波識別度向上が可能なコルゲートホーンや複モードホーンなどがある。これらの放物鏡アンテナは、励振方式によっていろいろの構造のものが用いられる。放物鏡の前面に同じ焦点をもつ回転双曲面の副反射鏡を置き、これを後方から電磁らっぱで照射する形式をカセグレンアンテナCassegrain antennaといい、17世紀に望遠鏡に用いた方式である。また、回転楕円(だえん)面を副反射鏡としたものをグレゴリアンアンテナGregorian antennaという。一方、副反射鏡による遮蔽効果を除くため、中心をずらして、上半分を用いる構造をオフセットカセグレンアンテナoffset Cassegrain antennaといい、副反射鏡のかわりに直接電磁らっぱで励振する方式をオフセット放物鏡アンテナoffset paraboloidal reflector antennaという。このアンテナの一方式として、周囲を導体板で囲んだものを、とくにホーンリフレクタアンテナhorn reflector antennaといい、周波数共用、たとえば、4000メガヘルツ、5000メガヘルツ、6000メガヘルツを同時に送・受信する広帯域マイクロ波通信回線に用いられている。
オフセット放物鏡アンテナは、放送衛星受信のためのアンテナとして普及しており、1次放射器部分に受信機の高周波部分が内蔵されている。さらに、オフセット放物鏡アンテナは、衛星搭載用アンテナとしても多用されており、複数個のホーン列からなる1次放射器と組み合わせて精巧な「成形ビーム」を実現したり、マルチビームアンテナとして使用されている。一方、副反射鏡を有する大型の反射鏡アンテナは、国際衛星通信地球局アンテナとして使用されている。このアンテナでは、主反射鏡、副反射鏡の鏡面を回転2次曲面鏡（放物面や双曲面など）から修整することにより、アンテナ効率を向上させる技術が考案され、世界中の地球局アンテナの設計に適用された。さらに、オフセット形式の複反射鏡アンテナでは、電波通路上に遮蔽(しゃへい)物がなく鏡面修整技術も適用できるので理想に近いアンテナ特性が実現されている。
［関口利男・鹿子嶋憲一］
『虫明康人著『アンテナ・電波伝搬』（1961・コロナ社）』▽『遠藤敬二・佐藤源貞・永井淳著『アンテナ工学』（1969・日刊工業新聞社）』▽『後藤尚久著『図説・アンテナ』（1995・電子情報通信学会）』▽『新井宏之著『新アンテナ工学――移動通信時代のアンテナ技術』（1996・総合電子出版社）』▽『羽石操・平澤一紘・鈴木康夫著『小形・平面アンテナ』（1996・電子情報通信学会）』▽『藤本京平・山田吉英・常川光一著『図解 移動通信用アンテナシステム』（1996・総合電子出版社）』▽『三輪進・加来信之著『アンテナおよび電波伝搬』（1999・東京電機大学出版局）』▽『電気通信振興会編・刊『入門アンテナおよび電波の伝わり方』改訂2版（2001）』▽『築地武彦著『電波・アンテナ工学入門』（2002・総合電子出版社）』▽『菊間信良著『アダプティブアンテナ技術』（2003・オーム社）』▽『佐藤源貞・川上春夫・田口光雄著『現代アンテナ工学』（2004・総合電子出版社）』▽『根日屋英之・小川真紀著『ユビキタス時代のアンテナ設計――広帯域、マルチバンド、至近距離通信のための最新技術』（2005・東京電機大学出版局）』▽『電子通信学会編『アンテナ工学ハンドブック』第2版（2008・オーム社）』
電磁波と電気回路の間のエネルギー変換器。電気回路のエネルギーを電磁波のエネルギーに変換して空間に放射するのが送信アンテナであり，逆に電磁波のエネルギーを吸収して電気回路のエネルギーに変換するのが受信アンテナである。アンテナantennaは，元来昆虫などの触角を意味する語であって，形状，設置場所などには関係のないものであるが，初期のアンテナの大部分が空中に張られた導線であったため，英語ではエアリアルaerial，日本語では空中線と呼ばれた。ところが，最近は線状でないものが多く，空中線という用語が不適当なものとなってきた。そのため，アンテナという用語に統一されようとする傾向が強い。
アンテナの主要部は導体で構成され，その広がりの大きいものほどアンテナとして優れた性能をもたせることが可能である。その際，大きさの比較の基準となるのは，使用する電磁波の波長である。一般に，長い波長帯のアンテナは導線で構成されるのがふつうであり，非常に短い波長帯のアンテナはおもに板状導体で構成される。その中間の波長帯では導体棒が使用される。これらのアンテナ導体上にはその使用波長に対応する周波数の電流が流れ，それに伴う電荷が分布して電界が生じている。例えば，大電力の送信アンテナの導体先端部付近には高密度の電荷によって強い電界が生じており，給電点付近には大きな電流が流れている。そのための蛍光灯をそのようなアンテナの付近にもっていくと強電界のために点灯する。なお，アンテナ上の電流は，電池の電流や家庭の電力用電源の電流とは異なり，その流れる方向がきわめて高速度で振動的に変化を繰り返す高周波電流，あるいは超高周波電流であって，連続した1本の導線上でも場所によってその大きさや方向が異なるような電流である。かりに，送信アンテナの代りに送信機の出力端子に白熱電球を接続した場合を考えると，電流が流れて点灯はするが，一般には不整合その他のため全出力を電球に流入させることは困難である。
アンテナに高周波電流を流すと，それによる磁界が生ずると同時に，電流に伴う電荷分布によって電界が生ずる。この電流，電荷は使用周波数によって振動的に変化するので，生じた電界，磁界もまた振動的に変化する。ところが，電界の変動は磁界を誘起させ，磁界の変動は電界を誘起させるので，アンテナ付近に生じた振動的電界・磁界は，互いに他方を誘起させながら水面上の波と同様に周囲に伝搬していく。これが電磁波であって，このような原理によって送信アンテナからの放射が行われる。なお，電磁波の電界と磁界の大きさ，すなわち，電界強度と磁界強度は互いに比例的関係にあるので，電磁波の強さはふつうその電界強度によって表示する。無線通信に使用される3×1012Hz以下の周波数の電磁波は電波と称せられている。一方，受信アンテナは，到来した電磁界の電界成分を打ち消すように，アンテナ導体上に電流が流れることにより受信端子に電流を流し込む作用をする。これが受信アンテナの原理である。
このようなアンテナの特性を表示するもっとも基本的な定数は利得gainである。これをまず送信アンテナについて説明すると，特定方向への放射電力が同じ電力を供給した基準アンテナの場合と比較して何倍になるかを表した値をアンテナの電力利得，あるいは単に利得という。ところが，ある地点に到達する放射電力は，その点へ放射された電界強度の2乗に比例するので，利得の大きいアンテナほど強い電界を放射する能力をもっているということができる。ただし，利得の数値は，基準アンテナに何を用いるかによって異なった値となる。次にアンテナの利得を受信アンテナについて説明すると，ある到来電磁界中にアンテナを置いたとき，その端子に接続する電気回路をアンテナに整合させるよう調整することによってアンテナ端子から回路に取り出しうる最大の電力が，基準アンテナの場合に比較して何倍であるかを表す値が電力利得である。なお，ある一つのアンテナを送信に使用した場合の利得と受信に使用した場合の利得は，同じアンテナを基準に取った場合には等しい値となる。
アンテナの特性を表すもう一つの重要な定数として放射指向特性がある。これは放射が方向によってどのように変化するかを表すもので，放射指向性，あるいは単に指向性とも呼ばれ，その形を図示したものは放射パターンと呼ばれている。放射パターンが花弁状にいくつかに分かれているとき，その中のもっとも放射の強いものを主ローブ，それ以外のものをサイドローブside lobeという。アンテナの指向性は，その種類によって大きく異なっているが，同じアンテナを送信に使った場合と受信に使った場合の指向性はまったく同じになる。
アンテナには種々さまざまなものがあり，それらを分類するにあたっては，用途，特性，形状，動作原理，使用周波数などによる多くの分類方法が考えられる。例えば，用途によって分類すれば，大きく分けて送信用，受信用および送受共用となり，さらに使用システムの用途によって分ければ，通信用，放送用，測定・観測用，管制・標識・航法用などとなる。また，使用波長によって分類すると，長波用，中波用，短波用，超短波・極超短波用およびマイクロ波用とすることができる。ただし，分類には画然として境があるわけではなく，同じアンテナが分類の複数個の項目に属することもある。以下，実用アンテナの代表的なものだけについて，使用波長による分類にほぼ従って順次説明しよう。
使用波長が長いため一般に大型となる。そのため，広がりをもたせるように導線を張って構成しているが，それでも放射の効率は一般に低い。形状によって命名されたものに，傘形アンテナ，T形・逆L形アンテナ，垂直アンテナなどがある。いずれも接地形で，導線の下端と接地線の間に給電端子が設けられている。このほか導線を地上に数kmにわたって直線状に張ったウェーブアンテナwave antennaもある。
中波ラジオ放送用アンテナとして円管柱アンテナがある。これは垂直アンテナの一種で，円管柱自身をアンテナ導体として使用するものである。下端は絶縁され，給電端となっている。受信用にはホイップアンテナwhip antenna，ループアンテナloop antennaなどがある。前者は小型の垂直アンテナであって，垂直偏波（電界の垂直な電波）を受信し，他の波長帯でも使用される。後者は電波の磁界成分を受信するもので，磁心を使って小型化された磁心入りループアンテナも使用されている。フェライトバーアンテナferrite bar antennaはその一つである。なお，長波用としてあげたT形・逆L形アンテナは中波帯でも使用される。
長さ半波長の導線を中央から給電したものを半波長ダイポールアンテナdipole antennaと呼ぶ。このアンテナは，短波から極超短波にわたる波長帯で実用されると同時に，アンテナ利得の比較の基準とされている。導線上には正弦波状の定在波電流が流れ，その放射指向特性は図のようにアンテナを含む面内では8字形になり，アンテナ導線に垂直な面内では円形になる。半波長ダイポールを二つ並べた効果をもたせた一波長ダイポールアンテナも使用される。さらに利得を上げるには，これを数多く配列してビームアンテナbeam antennaを構成する。ビームアンテナは短波の国際放送その他に使われている。これらのアンテナはその長さにより使用波長範囲が限定されるが，広い波長範囲にわたって使用できるアンテナもある。長い導線をひし形に張って構成したひし形アンテナはその一例で，高利得にするためにはこれを数多く配列したものが使用される。さらに，超広帯域アンテナとしては，長さの異なるダイポールアンテナを交互に逆方向に給電して配列した形の対数周期アンテナがある。なお，方向探知用にはループアンテナが使用される。
この波長帯でも基本的な素子は半波長ダイポールアンテナであるが，これと同一の放射特性をもち，かつ電気回路としての特性の優れた折返しアンテナが広く実用されている。いずれの場合にも，導体素子を水平に設置する水平偏波用と，垂直に設置する垂直偏波用がある。利得を上げるためには，このような素子を複数個配列して使用する。なお，この波長帯における高利得アンテナとして代表的な八木=宇田アンテナがある。テレビジョン放送の送信用としてしばしば実用されているアンテナとしてスーパーターンスタイルアンテナsuperturnstyle antennaがある。これは軍配形に導線で構成した素子二つを直交して組み合わせたもので，実用にあたってはこれを何段か積み重ねて使用する。このほか，この波長帯で実用されているアンテナには種々さまざまな形状のアンテナがあり，その種類はきわめて多い。例えば，円形のループアンテナ，それを2個あるいは複数個配列したもの，らせん状のヘリカルアンテナhelical antenna，導体面上の細隙から放射させるスロットアンテナslot antenna，アマチュア無線用の種々の変形アンテナなどがあり，それらの特性もまた多種多様である。
代表的なものは回転放物面状のパラボラアンテナである。レーダー用には，パラボラ面に近い複合曲面の一部で反射器を構成してアンテナを回転させながら使用するものもある。これらの一次アンテナに使用されるものにホーンアンテナhorn antennaがある。これはマイクロ波を伝送する導波管の切口をらっぱ状に開いた形のもので，使用目的により形状，寸法は多様である。方形ピラミッド状ホーンアンテナはマイクロ波アンテナの利得測定の基準にも使用される。これらのほか，ホーンとパラボラを組み合わせたホーンリフレクターアンテナhorn reflector antenna，上述したスロットアンテナなど，多種多様なアンテナが実用されている。また，これらのアンテナを複数個配列したものはアレーアンテナarray antennaと呼ばれ，単独のアンテナで得られない特性が得られる。
アンテナは，天文分野では電波望遠鏡，電波干渉計と呼ぶことが多い。
執筆者：虫明 康人
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…節足動物に発達した主として機械的･化学的刺激を感じる器官で，頭部体節の付属肢が変形したものである。有爪（ゆうそう）動物や三葉虫類では第1体節に1対あるが，甲殻類では第1体節は胚期にしか認められず，第2体節と第3体節に各1対，多足類･昆虫類では第3体節も胚期にしかみられなくなって，第2体節に1対ある。鋏角（きようかく）類にはない。甲殻類の第1触角は一般に短小で先の鞭状部が2本あるが，橈脚（じようきやく）類では強大な1本の鞭状となっていて，交尾のときに雌をつかまえるように変形していることもある。…
※「アンテナ」について言及している用語解説の一部を掲載しています。
出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」
中国のゴビ砂漠などの砂がジェット気流に乗って日本へ飛来したとみられる黄色の砂。西日本に多く，九州西岸では年間 10日ぐらい，東岸では2日ぐらい降る。大陸砂漠の砂嵐の盛んな春に多いが，まれに冬にも起る。...
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