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どうやって映像や音声を受信しているのか

【アンテナは波長の半分の長さ】
 テレビ局やラジオ局から発信された電波はアンテナでキャッチされてはじめて電波に乗った情報を得ることができます。 普段何気なく見ているアンテナですが、どのようにして電波を受信しているのでしょうか。

 まず、アンテナの原理から見ていきます。
 送信される電波は波のように電圧が周期的に+と-が繰り返されます。電波(搬送波)に乗せられる情報は AM方式やFM方式などによって変調されて送信されますが、情報は搬送波の振幅や周波数で伝えられるため (「どうやって映像や音声を届けているのか」参照)、乗せられた情報を受信する には送信された高周波信号の半波長分(波の山の部分)を受信してやれば、送信された情報を復元することができます。

 最も単純な構造であるダイポールアンテナを例にして具体的な仕組みを説明します。

ダイポールアンテナは図1のような構造をしていて、ポールの部分(2本あるからダイポール)が受信したい 高周波信号の波長の1/2の長さになっています。この部分で+と-の繰り返し電圧である高周波信号を感知して、 その電圧により生じた電流が同軸ケーブルから受信機に送られていきます。

(図1)


【アンテナは送信もできる】
 アンテナで受信する場合はこのようなしくみなのですが、アンテナは受信するばかりではなく、 送信もできます。送信する場合は受信とは逆で、送信機で発生させた電圧を2本の線(ダイポール)にかけ、 電圧を+と-の交互に入れ替えることで高周波を発生させます。このことによって空中の2点間に周期的な 電圧の変化を生じさせることができ、電波が放射されます。このダイポールアンテナはラジオの送受信に用いられます。

【テレビの受信に使われる八木アンテナとパラボラアンテナ】
 次に、テレビの受信に使われる八木アンテナと、衛星放送の受信に使われるパラボラアンテナを見ていきます。

 八木アンテナは図2のように導波器、放射器、反射器から構成されています。 導波器は電波を導く役割を持っていて、本数が多ければ多いほどたくさんの電波を集めることができます。

 放射器は受信したい電波の波長の1/2の長さに設定されていて、先ほどのダイポールアンテナの変形で、 この部分で送受信を行います。反射器は前方から飛んできた電波を後ろに逃さないようにして、放射器に送るためのものです。

(図2)


 パラボラアンテナは丸いお椀のような形をしていますが、これはBS放送やCS放送で用いられる波長の短いマイクロ波 やミリ波を捕らえるためにはその波長の1/2のアンテナを作ることができないためです。 丸いお椀のような部分は反射板で前方に設置されている放射器で衛星からの電波を捕らえるのです。