令和7年度 下期 学科試験 問16 解説 ダイポールアンテナ
次の記述において[ A ] 及び [ B ] 内に入れるべき字句の正 しい組合せを下の番号から選べ。 垂直半波長ダイポールアンテナから放射される電 波は、 [ A ] 偏波であり、水平面内の指向特性は、 [ B ] である。
- 1. 水平 全方向性(無指向性)
- 2. 水平 8字特性
- 3. 垂直 全方向性(無指向性) ✓ 正答
- 4. 垂直 8字特性
解説
アンテナの設置方向と電波の性質で判断する
この問題は、アンテナの形状と設置方向から、放射される電波の性質(偏波と指向性)を導き出す典型的な知識問題です。解く際のポイントは以下の2点です。
- アンテナが地面に対して垂直に立っているか、水平に寝ているかを確認する。
- そのアンテナの周囲に、どの方向から見ても均等に電波が飛ぶのか、特定の方向にだけ強く飛ぶのかを想像する。
垂直半波長ダイポールアンテナは、素子(エレメント)が垂直に設置されています。このとき、電界の向きも垂直になるため、垂直偏波となります。また、アンテナを中心に、周囲をぐるりと見渡したとき、どの方向からも同じ形に見えるため、水平面内では全方向性(無指向性)となります。
偏波の決まり方と指向性のイメージ
偏波とは電磁波の電界が振動する方向のことです。アンテナの素子と平行な方向に電界が発生するため、アンテナが垂直であれば垂直偏波、水平であれば水平偏波となります。
指向性とは、アンテナからどの方向に電波が強く放射されるかという特性のことです。ダイポールアンテナの場合、アンテナを真っすぐ突き抜ける軸の方向には電波がほとんど飛びません。一方で、アンテナに対して横方向(垂直に立てた状態であれば水平面内)には電波が放射されます。
垂直ダイポールアンテナを真上から見下ろしたとき、アンテナは単なる点として見えます。このため、水平方向に円を描くように均等に電波が放射され、これが全方向性(無指向性)と呼ばれる理由です。
現場で求められるアンテナの特性理解
この知識は、船舶用無線機や携帯用無線機の運用において非常に重要です。例えば、通信相手がどこにいるか分からない状況で、広範囲に電波を届けたい場合には、全方向性を持つ垂直アンテナが適しています。逆に、特定の基地局に向けて電波を集中させたい場合には、指向性アンテナを使用するという使い分けがなされます。
試験では、垂直ダイポールアンテナだけでなく、水平ダイポールアンテナとの比較もよく問われます。水平に設置されたダイポールアンテナは、水平偏波を放射し、指向性は8字特性(アンテナの両サイドには強く飛び、先端方向には飛ばない)を持つという点もセットで覚えておくと、応用が効くようになります。