最終更新: 2026-06-16

アンテナ長

アンテナは、扱う信号の波長に物理的な大きさが合っているときに最もよく動作します。出発点は自由空間波長で、実際のエレメントはそれを単純に割った分量、すなわち半波長・4 分の 1 波長・全波長になり、導体の速度係数によってわずかに短く切り詰められます。この計算では、動作周波数 $f$ と速度係数 $k$ から自由空間波長 $\lambda$ とエレメントの物理的な長さ $L$ を求めます。

公式

$$\lambda = \frac{c}{f}, \qquad L = \lambda \cdot k \cdot n$$

ここで $c$ は光速、$k$ は速度係数、$n$ は設計上の割合で、半波長ダイポールでは 2 分の 1、4 分の 1 波長モノポールでは 4 分の 1、全波長エレメントでは 1 になります。

量	記号	単位
波長	$\lambda$	メートル (m)
アンテナ長	$L$	メートル (m)
周波数	$f$	ヘルツ (Hz)
速度係数	$k$	なし

速度係数は 1 よりわずかに小さく、細い裸線でおよそ 0.95 です。これは波が実際の導体に沿って自由空間よりわずかに遅く進むためで、共振エレメントは理想的な長さより数パーセント短く切られます。

計算例

FM 帯の 100 MHz 用のダイポールで、速度係数を 0.95 とします。

$$\lambda = \frac{299{,}792{,}458}{100 \times 10^{6}} \approx 2.998\ \text{m}$$ $$L = 2.998 \times 0.95 \times 0.5 \approx 1.424\ \text{m}$$

同じ周波数の 4 分の 1 波長モノポールなら約 $0.712\ \text{m}$ となり、ダイポールの半分の長さになります。

周波数に対する半波長ダイポール長

速度係数を 0.95 とした場合：

周波数	半波長
7 MHz	20.3 m
28 MHz	5.09 m
100 MHz	1.42 m
433 MHz	0.329 m

なぜ重要か

共振したアンテナは効率よく放射し、送信機に対してきれいなインピーダンスを示すため、長さを正しく決めることはあらゆる無線設計の第一歩です。半波長のワイヤダイポールの古典的な現場での近道は、約 $468 / f(\text{MHz})$ フィートで、これには典型的な速度係数と端部効果がすでに織り込まれています。純粋な自由空間半波長より少し短く出るのはそのためです。正確な値は導体の太さ・絶縁・地上高によっても変わるので、計算した長さは正確な出発点であり、通常は測定によって微調整します。

よくある質問 (FAQ)

アンテナ長はどう計算しますか。

まず自由空間波長 λ = c / f から始めます。c は光速（299,792,458 m/s）、f は周波数です。物理的なエレメントは、その波長の一定の割合（ダイポールなら 2 分の 1、モノポールなら 4 分の 1）に、波が自由空間より導体中をわずかに遅く進むことを考慮した速度係数を掛けたものになります。

速度係数とは何で、なぜ 1 より小さいのですか。

速度係数とは、導体に沿った波の速さと光速の比です。1 よりわずかに小さく、細い裸線でおよそ 0.95 になります。これは波が導体や周囲の絶縁体と相互作用するためです。実際の効果としては、目標周波数で共振させるために、実際のアンテナを理想的な自由空間長より数パーセント短く切る必要があります。

半波長アンテナと 4 分の 1 波長アンテナの違いは何ですか。

半波長ダイポールは約 λ/2 の長さで中央に給電し、接地面（グラウンドプレーン）を必要としません。4 分の 1 波長モノポールは約 λ/4 の長さで、欠けている半分の代わりとして接地面（または放射状の地線）を使います。これが車載機やハンディ無線機でよく使われる理由です。同じ周波数なら、モノポールはダイポールのおよそ半分の長さになります。

ダイポールアンテナの 468/f の法則とは何ですか。

経験則として、半波長ダイポールは約 468 / f(MHz) フィートの長さになります。この 468 という数値には、細い電線の典型的な速度係数と端部効果がすでに織り込まれており、純粋な自由空間半波長から得られる 492 より少し小さいのはそのためです。便利な出発点ですが、正確な長さは電線の太さ・絶縁・地上高によっても変わります。