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用語集 › 無線工学 › 空中線・伝搬

八木・宇田アンテナ やぎあんてな

二陸特 三陸特 3アマ 4アマ

λ/2 の放射器の前にやや短い導波器、後ろにやや長い反射器を平行に並べたアンテナ。導波器の方向にだけ強く放射する単一指向性で、VHF・UHF 帯で使う。

試験ではここ

3素子の図で「A＜B＜C のとき A＝導波器、B＝放射器、C＝反射器」。最も強く放射するのは最も短い素子（導波器）の側。水平設置なら水平面内は単一指向性で、導波器の数を増やすと利得は大きく、ビーム幅は狭くなる。「VHF で水平面内が無指向性でないアンテナ」は八木。穴埋めは「反射器は放射器より長く、導波器は短く、放射は導波器の方向」。

半波長ダイポール（放射器）の前後に、給電しない棒を平行に並べたアンテナです。前の短い棒（導波器）は電波を前へ引っ張り、後ろの長い棒（反射器）は後ろへ出る電波をはね返します。結果として短い棒の方向にだけ強く飛ぶ単一指向性になります。テレビの受信アンテナがこの形です。

3素子八木・宇田アンテナ
3素子八木・宇田アンテナの構造。反射器は長く、導波器は短く、放射は導波器の方向

3つの素子

  1. 放射器 長さ約 λ/2 の半波長ダイポール。給電線をつなぐのはここだけ
  2. 反射器 放射器のうしろ。放射器よりやや長い（約 5％）。後方への放射を打ち消す
  3. 導波器 放射器の前。放射器よりやや短い（約 5％）。前方への放射を強める。何本も並べられる
素子の長さの関係
\ell_{\text{反射器}} > \ell_{\text{放射器}} \approx \dfrac{\lambda}{2} > \ell_{\text{導波器}}

素子の間隔はおよそ 0.1〜0.25λ。長い方が後ろ、短い方が前、電波は短い方へ飛ぶ

指向性：導波器の方向に単一指向性

全素子を水平にしたとき、水平面内の指向性は導波器側に大きなローブが1つ伸びる単一指向性です。図の選択では「導波器 D の側にだけ伸びる図」を選びます。反射器側に伸びる図、8 の字、円はすべて誤りです。

水平面内の指向性を選ぶ
水平面内の指向性。導波器の側に伸びる単一指向性が正解で、他の3つは誤り

導波器を増やすと利得が上がり、ビーム幅が狭くなる

導波器の本数を増やすほど電波が前方に集中し、利得は大きくなります。そのぶんビーム幅は狭くなるので、相手局の方向にきちんと向ける必要があります。「利得は大きく、ビーム幅は広く」は誤りの組合せです。

導波器を増やすと利得が上がり、ビームが狭くなる
素子数と利得・ビーム幅の関係

典型問題の解き方

図の3素子八木で A＜B＜C のとき、各素子の名称は

  1. 真ん中の長さを探す B が中間の長さ。放射器は λ/2 で中間なので B＝放射器
  2. 長い方を決める C が最も長い。放射器より長いのは反射器なので C＝反射器
  3. 短い方を決める A が最も短い。放射器より短いのは導波器なので A＝導波器
  4. 放射方向を答える場合 最も強く放射するのは最も短い A（導波器）の側
ひっかけ

「電波は長い素子（反射器）の方へ飛ぶ」と思い込むのが最大のひっかけです。反射器ははね返す側なので、電波は反対の短い導波器の方へ飛びます。素子に沿った方向（棒の先端の方向）には飛びません。

看板「長い反射器が後ろ、短い導波器が前
先生の一言。長いのが後ろ、短いのが前、電波は前へ

この用語を押さえる問題

三陸特 ・ 日本無線協会 令和元年6月期 無線工学 問15

図は、三素子八木・宇田アンテナ（八木アンテナ）の構成を示したものである。各素子の名称の組合せで、正しいのはどれか。ただし、A、B、C の長さは、A ＜ B ＜ C の関係があるものとする。

正答: A=導波器　B=放射器　C=反射器

正しいです。八木アンテナは、放射器（給電される半波長素子）の前方に放射器より少し短い導波器、後方に少し長い反射器を置きます。長さの関係 A ＜ B ＜ C から、A が導波器、B が放射器、C が反射器です。電波は導波器の方向（A 側）へ強く放射されます。

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二陸特 ・ 日本無線協会 令和元年6月期 無線工学 問15

次の記述は、図に示す八木・宇田アンテナ(八木アンテナ)について述べたものである。［ ］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。 全アンテナ素子を水平にしたときの水平面内の指向性は ［Ａ］ である。導波器の素子数を増やせば利得は大きくなり、ビーム幅は ［Ｂ］ なる。

正答: Ａ=単一指向性　Ｂ=狭く

八木・宇田アンテナは反射器、放射器、導波器の組合せで導波器の方向に電波を強く放射する単一指向性アンテナです。導波器の素子数を増やすと利得が大きくなり、その分だけ放射が一方向に集中してビーム幅は狭くなります。

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二陸特 ・ 日本無線協会 令和3年10月期 無線工学 問15

図の破線は、水平設置の八木・宇田アンテナ（八木アンテナ）の水平面内指向特性を示したものである。正しいのはどれか。ただし、D は導波器、P は放射器、R は反射器とする。

正答: （図3：導波器側へ向かう単一指向性の特性）

八木・宇田アンテナは、放射器より少し長い反射器が電波を跳ね返し、少し短い導波器が電波を前方に導く構造です。したがって最大放射方向は導波器 D の側で、図3のような単一指向性になります。

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4アマ ・ 日本無線協会 CBT例題 無線工学 No.3 問21

図に示した八木アンテナ(八木・宇田アンテナ)において、最も強く電波を放射するのは、どの方向か。ただし、エレメントの長さは、A ＜ B ＜ C の関係にある。

正答: ⓐ（最も短いエレメント A の側）

八木アンテナは給電される放射器（B）より短いエレメントが導波器（A）、長いエレメントが反射器（C）になる。電波は反射器から放射器を経て導波器の方向に最も強く放射されるので、A の側の ⓐ が正しい。

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問われた問題 13

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