アンテナとは？

アンテナとは？
仕組みや種類、選び方のポイントを解説

1. アンテナとは電波を送信・受信するための部品のこと

アンテナとは、空間の電波を受信し、電気信号を電波に変えて空間に放出することで通信を行う電気部品のことです。

私たちの生活の中には様々な通信が発生しており、対応するアンテナも用途や使用場所などにより、大きさも形状も多種多様なタイプが開発されています。

2. アンテナの仕組み

電波・周波数・波長

偏波

「偏波」とは伝搬する電磁波の向きのことをさし、送受する電波の「偏波」に合わせてアンテナの種類がかわります。

「偏波」は、電波が波打つようにして前方へ進む「直線偏波」、電波が回転しながら前方へ進む「円偏波」の大きく2つに分けられ、用途に応じて、最適な「偏波」が選択されます。

「直線偏波」は主に地上デジタル放送などで使用され、水平方向に電波が伝搬する「水平偏波」、垂直方向に電波が伝搬する「垂直偏波」があります。

アンテナと電波の関係

アンテナの原理は、アンペールの法則とファラデーの電磁誘導の法則という2つの法則に基づいています。

アンペールの法則とは、1820年フランスの物理学者アンドレ＝マリー・アンペールによって発見された「電流とその周囲にできる磁界の関係の法則」であり「アンペールの右ねじの法則」とも呼ばれています。ファラデーの電磁誘導の法則は、1831年イギリスの物理学者マイケル・ファラデーによって発見された「1つの回路に生じる誘導起電力の大きさは、その回路の磁界の時間的な変化の割合に比例する」というものです。

つまり、電流が時間的な変化をする（電流の向きが変わる）ことにより、アンペールの法則に従って周囲に磁界が発生します。発生する磁界の大きさも周期的に変化するため、ファラデーの電磁誘導の法則に従い、磁界に応じた強さの電界が発生します。発生した電界の周辺には、さらに磁界が発生する、という繰り返しにより、アンテナを起点とした電磁波が発生します。そして、アンテナの周囲にある電磁波によって、アンテナに流れる電流が発生します。

3. アンテナの種類

アンテナは、放射する電波に方向性を持たせた「指向性」と全方位に一様な「無指向性」の2種類に分類することができます。
「指向性」のあるアンテナは、特定の方向からの電波を強く送受信することができ、「無指向性」のアンテナは全方位から電波を一様に送受信できます。
ミネベアミツミでは、車載に最適な無指向性アンテナを主に開発、生産しています。

アンテナの種類

それでは、具体的にどのような種類のアンテナがあるのか、代表的なものをご紹介します。

指向性アンテナ

特定の方向からの電波を強く送受信することが可能なアンテナ

• 八木・宇田アンテナ
• パラボラアンテナ
• GPS/GNSSアンテナ

など

無指向性アンテナ

全方位から電波を一様に送受信が可能なアンテナ

• ロッドアンテナ
  （ホイップアンテナ）
• シャークフィンアンテナ
  （ドルフィンアンテナ）
• フィルムアンテナ

など

ロッドアンテナ（ホイップアンテナ）

シャークフィンアンテナ（ドルフィンアンテナ）

フィルムアンテナ

GPS/GNSSアンテナ

4. ミネベアミツミのアンテナ

ミネベアミツミでは、主に車載アンテナを開発・生産しています。多種多様な製品を取り扱っているため、受信機/送受信機からアンテナまでの総合サポートが可能です。製品の詳細は、高周波（アンテナ、車載デバイス）製品紹介ページ からご確認ください。

車載アンテナの歴史

車載アンテナはラジオを聴くためのものから始まりました。世界初のカーラジオは約100年前に発売され、その後、ダッシュボード埋め込み型カーラジオが開発され、アメリカ合衆国でカーラジオの普及が始まりました。日本で初めてラジオが車載に搭載されたのは1955年頃といわれています。

1990年頃、世界初の市販GPSカーナビが発売され、カーナビが普及していきます。今日では、車載アンテナは、ラジオ電波の他にも、車内でテレビを見るために必要な地デジ電波、位置情報や時刻計測に利用される衛星測位システムの電波受信に使用されています。

ミネベアミツミの車載アンテナの歴史

ミネベアミツミの車載アンテナの歴史は、1976年のカーラジオレシーバーから始まります。

その後、キーレス レシーバーやGPSレシーバー、無線LAN/Bluetooth^®モジュールが開発生産されました。アンテナは、1993年のGPSアンテナから始まり、シャークフィンアンテナや高精度測位用GNSSアンテナの開発生産へとつながりました。現在まで、レシーバーは40年以上、アンテナは25年以上の実績がございます。※2024年現在

5. GPS/GNSSとは

最後に、アンテナにも関係し、今後ますます活躍の場がひろがっていくGPS/GNSSについて簡単にご紹介いたします。
自動車で旅行に行かれる際、カーナビを利用して目的地まで到着できるのは衛星測位システムのおかげです。このように、GPSを代表とする衛星測位システムは日常生活に必要不可欠となっています。ミネベアミツミでは、GPS/GNSS受信用アンテナや高精度測位用GNSSアンテナを開発、生産し、様々な場面で活用されています。

GPSとは

GPSとは、「Global Positioning System」の略称であり、日本語では「全地球測位システム」とも訳されます。アメリカ合衆国が、航空機や船舶の位置情報をリアルタイムで正確に把握するために開発を進めてきた衛星測位システムです。

地球を周回している人工衛星（GPS衛星）の電波を端末が受信し、位置・距離・時刻などから現在位置を測位しています。

GNSSとは

GNSSとは、「Global Navigation Satellite System」の略称であり、日本語では「全球測位衛星システム」とも訳されます。アメリカのGPS（Global Positioning System）、ロシアのGLONASS（Global Navigation Satellite System）、欧州委員会のGalileo、中国のBeiDou（BeiDou Navigation Satellite System）などの衛星測位システムの総称を指します。現在、地球のほぼ全ての場所で位置を測定することができます。

測位計測の他にもGNSSの重要な活用方法として「正確な時計」があります。GNSSは、わずかな誤差（約10のマイナス8乗秒）で時間を計測することができ、スマートフォンなどの通信に使用される通信基地局やローカル5Gの通信設備の時刻同期などに活用されています。

また、GNSSは、火山活動や地震活動をGNSS受信器の設置位置の動きから予兆を捉えて防災に役立てたり、ドローンを活用した写真測量や航空測量といった「測量業務」などの産業・農業・防災にも活用されています。

GPSとGNSSの違い

GPSとGNSSの違いは「測位精度の差」です。GPSが測位する場合はGPS衛星のみの信号を利用しますが、GNSSは4つの衛星測位システムの信号を利用できるためより多くの衛星から信号を利用できます。
現在、高精度の測位を必要とする現場では、GNSSに対応した受信機が多く活用されています。ただし、GNSSを利用するには、それぞれの測位衛星信号のバンド（周波数）に対応する必要があります。

GNSSの測位方法の種類と精度

GNSSの測位方法は大きく「単独測位」と「相対測位」の2つに分けられます。

■単独測位

■相対測位

D-GNSS測位

2地点（位置座標がわかっている地点と測定したい地点）の受信機でそれぞれ単独測位を行い、位置情報から相対位置を求める方法です。

RTK（リアルタイムキネマティック）測位

2地点（位置座標がわかっている地点と測定したい地点）の受信機と衛星との距離の差を搬送波の位相により導き出し、受信機間の相対位置を決定します。測位誤差をリアルタイムで調整でき、精度が高い測位方法です。

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