第二級陸上特殊無線技士 試験問題例題（無線工学 No.3） 問15 解説 ブラウンアンテナ

この問題は、アンテナの形状と指向特性の組み合わせを問うものです。図のように、中心に垂直な放射素子があり、その根元から地面（あるいは大地に見立てた水平素子）へ向かって放射状に金属棒が伸びている構造は、ブラウンアンテナ（グランドプレーンアンテナ）の特徴です。放射素子の長さが $\lambda/4$ であることとあわせて、全方向性（無指向性）の特性を持つことを押さえておけば即座に正解できます。

アンテナの構造と名称の判断

図に示されているのは、1本の垂直なエレメントと、その根元に配置された複数の水平エレメント（ラジアル）からなるアンテナです。この構成は、垂直エレメントの下側に電気的な「鏡」のような役割を果たす面（接地）を作ることで、垂直偏波を放射させるための工夫です。この形式は一般にブラウンアンテナ、またはグランドプレーン（GP）アンテナと呼ばれます。

選択肢にあるダイポールアンテナは、同じ長さの素子を左右（あるいは上下）に展開して給電する形式であり、図のような接地用ラジアルを持つ構造ではありません。したがって、図を見た瞬間に「これはブラウンアンテナである」と判断することが第一歩となります。

水平面内の指向特性

ブラウンアンテナの大きな特徴は、水平面内においてどの方向に電波を飛ばしても同じ強さであることです。これを「全方向性（無指向性）」と呼びます。

これに対して、ダイポールアンテナを垂直に設置した場合、その水平面内の指向特性は「8字形」となります。もし試験でアンテナの図が与えられ、その形状が「放射素子と接地（ラジアル）」の組み合わせであれば、迷わず「全方向性」を選択してください。逆に、左右対称の棒状の素子であれば「ダイポール」で「8字形」というセットで記憶しておくのが効率的です。

実務での活用と試験の意図

ブラウンアンテナは、特定の方向に電波を集中させる必要がない、移動体通信や無線局の基地局などで非常に多く利用されています。例えば、街中でよく見かけるタクシー無線や小規模な業務無線のアンテナは、ほとんどがこのタイプです。

試験の意図としては、単に暗記しているかを確認するだけでなく、アンテナの「構造」から「特性」を導き出せるかを問うています。構造上の特徴である「垂直素子＋ラジアル」＝「ブラウンアンテナ」＝「全方向性」という連鎖を理解しておくことで、他のアンテナが出題された際にも柔軟に応用できる実力が身につきます。

参考リンク

• 【陸特】第三級陸上特殊無線技士試験の対策・勉強法まとめ
• 自作グランドプレーンアンテナで受信感度を劇的に改善する
• アンテナの基礎：グランドプレーンアンテナの理論と指向性