JH1LHVの雑記帳

和文電信好きなアマチュア無線家の雑記帳

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430MHzの交信:アンテナを高くするとSメータはどれくらい上がる?

前回の記事では、430MHz 帯のような見通し通信において「送信出力を上げても、相手局の S メータは思ったほど振れない」という話をしました。

  • 出力を2倍にしても、S メータの針は1本動くかどうか(+3dB)

  • 出力を4倍にして、やっと S メータが約1〜2本動く(+6dB)

 ※ S が振れやすい機種(1目盛 = 3dB ~ 4dB)を前提

今回はその第2弾として、「じゃあ、アンテナを高くしたらどうなるの?」ということについて、技術的な理屈(少しだけ数式)を交えて書いていきます。

結論から先に言うと、

高さを2倍にすることは、出力を4倍にするのと同じ効果があります。


今回も、以下のように図にまとめてみました。



なぜ「高さ」が効くのか?(2 波モデルの考え方)

一般的には「見通しが良くなるから」と説明することが多いですが、技術的にもう一歩踏み込むと、「大地反射波(グラウンド・リフレクション)」の影響が見えてきます。

電波が相手に届くとき、実は2つのルートを通っています。

  1. 直接波:アンテナから相手へ一直線に届く波

  2. 反射波:地面に一度反射してから届く波

この2つの波は、受信点(相手のアンテナ)で合流します。しかし、反射波は遠回りをしてくるため、直接波とはタイミング(位相)がずれます。 この「ズレ」によって、打ち消し合ったり強め合ったりするのですが、通常のアマチュア無線の交信距離(数km〜数十km)においては、お互いに打ち消し合う方向に働いてしまい、結果として電波が弱くなってしまいます。

アンテナを高くすると、この「打ち消し合い」が緩和され、相手に届く電力が劇的に増えるのです。これをハイトパターン(Height Pattern)やハイトゲインと呼びます。

 

「高さ2倍」の効果を計算してみる

難しい計算は省きますが、専門書(近似式)によると、十分な距離がある平坦な地上通信において、受信電力(Pr)はアンテナの高さ(h)の2乗に比例するという性質があります。

       Pr ∝ h^2


これを使って、「高さを2倍」にしたときの変化を見てみましょう。

 

  • 高さ 5mH のとき

    • 5^2 = 25

  • 高さ 10mH のとき(2倍の高さ)

    • 10^2 = 100


なんと、受信電力の係数は25から100へ、つまり4倍になります。

電力が4倍になるということは・・・

前回の記事から、

  • 電力4倍 = +6dB

  • S メータでいうと = S が約2つアップ(※ここでは、1S = 3dB 換算)

「パワー」vs「高さ」 コスパが良いのはどっち?

ここでは、相手局の Sメータを2つ(+6dB)上げるという同じ目標に対して、前回の「送信出力」と、今回の「地上高(高さ)」がそれぞれどのような違いを持つのかを比較してみます。

比較項目 Sを2つ上げる(+6dB)ための条件 実現の難易度
送信出力 4倍にする
(例:10W → 40W)
リグの買い替えや免許変更が必要。
バッテリーも消費する。
地上高 2倍にする
(例:5m → 10m)
ポールを伸ばす、移動運用なら高い場所に移動する。


10W 機を使っている人が、40W 〜 50W を出そうとすると、上位機種への買い替えや安定化電源の強化、場合によっては放熱対策など大変なコストがかかります。 しかし、移動運用などで伸縮ポールを使ってアンテナを「あと数メートル上げる」ことや、少し高い丘に移動することは、比較的ローコストに S メータを振らすことが可能です。

まとめ:高さはパワーだ!

  • 出力を2倍にしても、+3dB しか稼げない。

  • 高さを2倍にすれば、+6dB も稼げる(理論値)。

つまり、「アンテナの高さを2倍にすることは、送信出力を4倍にするのと同等の効果がある」と言えます。

これが、「アンプを買う金があったらタワーを建てろ」「移動運用では1mでも高く上げろ」と言う技術的な理由です。

移動運用では、送信出力のツマミを回す前に、アンテナをあと1段高く上げてみてはいかがでしょうか?S メータの針が、今までとは違う動きをするはずです。

 

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