パラボナアンテナは何故あの大きさなの？

質問

パラボナアンテナは何故あの大きさなのか書いてあるサイトなどどなたかご存じないでしょうか？

電波の広がりのせいで確かあの大きさになっていると聞いた事がありますが・・。

お詳しい方教えてください＞＜

回答No.6

Piazzolla · ベストアンサー

私なりに少し捕捉を。
パラボラアンテナと言えば、＃３の方が示している回転方物面の形状で、焦点軸上に給電装置（一次放射器）がある構造のものです。家庭用のBS/CS用のパラボラは、オフセットパラボラといい、先ほどの回転方物面の一部分を切り取ったアンテナになります。したがって、アームがアンテナの下から出て放射器があります。あの位置が回転方物面（パラボラ）の焦点となっているわけです。

さて、本題ですが、パラボラアンテナの大きさに関係するものとして、利得があります。利得を表す式は、

G=（4πAe）/λ^2

G：利得
Ae：実効面積（注１
λ：波長

開口面積は、今は、単に面積と思ってください。(注１参照）
この式でわかるようにパラボラアンテナの利得は、電波の波長と開口面積（アンテナの大きさ）で決まります。

また、「電波の広がりのせいで」とありますが、こちらは、ビーム幅ｎことではないかと思われますが計算で求めることが出来ます。
θ=70λ/D

θ：ビーム幅（1.5°～2°ぐらい）
D：開口直径

（注１
開口直径は、パラボラアンテナを正面から見ると円の形になり、その円の直径です。その円の幾何学的な円の面積Aは、A＝πr^2より
A=π（D/2)^2
これと利得のところに書いた実効面積との関係は、
η＝Ae/A　と表され、ηを開口効率と言います。
一般にηは、50%～70%程度の値をとります。簡単に言えば、アンテナの面積から電力密度が均一に出ていませんよ、だからちょっと小さめの面積で計算しなさいよ、ということです。（いい加減な説明ですみません；）

実際の設計はわかりませんが、上記のようなことから、ある程度のアンテナの大きさが伺えます。他の方が書いておられるようなことも絡めて、あの程度の大きさになっていると思います。

お礼

そうです！Piazzolla様の言っていらっしゃるビーム幅の事です。
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上記のようなビームの筒のような図がかかれていて

長さD^2λとか書いてありました。このD^2λはなんなのでしょうか？

２０ｋｍ離れた所に２ｍのアンテナを構えると何％のビームが届くかという問題でした。

θを計算すれば計算できますよね？

回答No.5

gura_

ぴったりのサイトは有りませんが次のようなことです。

１　まず放送衛星から送られている電力が決まっていますので、地球のどこでどのくらいの電波が受信できるかが決まります。↓
http://www.nhk.or.jp/strl/open95/ex/k06/

２　一方BS画像を再生するには、アンテナの前にあるコンバーターが発生する雑音から規定以上の信号強度が無ければなりません。
　この雑音源は、ここに使われている最初の増幅用トランジスタの雑音になりますが、これは現在ほぼ物理限界に近く各社同等です。

３　結果として、受信信号の強度を高めるためには、より多くの電波を「拾い集める」ことが出来る径の大きなアンテナが必要ということになります。
　この拾い集められる能力と、先の雑音温度の比でアンテナの性能を表し、G/Tという性能で表しています。

４　このG/Tが例えば13dB/K以上でないといけないということになり、それを満たすアンテナが45cm以上のアンテナということになります。↓
http://www.royal-hc.co.jp/diy/mainte/bs_antenna/

５　当然のことながら、電波の弱い北海道や沖縄ではより大きなアンテナをつける必要があります。

参考URL：

http://www.nhk.or.jp/strl/open95/ex/k06/, http://www.royal-hc.co.jp/diy/mainte/bs_antenna/

お礼

よくわかりました、ありがとうございました！ご指摘を参考に勉強していきます！

回答No.4

takarajun

ヘッドライトの反射鏡をご存知ですね。
少ない光源を反射させて前向きだけに集中して光を放ちます。

パラボラはこれとは逆の作用で、ある方向からやってくる微弱な電波を一点に集めて、それを反射させて取り込んでいます。
反射鏡の断面形状は円形のように見えますが、実は放物線になっています。

直径は大きければそれだけ微弱な電波でも取り込むことは出来ますが、何事にも限度がありますね。
尚、中華なべは断面形状が円形ですから、代用は出来ません（笑）

方法は異なりますが、凸レンズである虫めがねで太陽光線を一点に集めると高温になるのと原理は同じです。

パラボラアンテナと集音マイクロフォンと全く同じ原理、構造と思ってください。

お礼

よくわかりました、ありがとうございました！また勉強します！

回答No.3

Pesuko

＞あの大きさなのか
どの大きさでしょう？？
http://wiki.spc.gr.jp/parabola/

ＢＳのアンテナ？
極微弱な電波をキャッチするためにあるハワイのすばるは直径１００ｍもあるし。
http://www.skymerica.com/Bigisland/subaru/

雨が降っているときに傘を逆さにして集めたとき
広いほうが多くの雨粒をキャッチできるのと同じで
電波の広がりは関係ないです。
あの傘に反射させて中央部のアンテナに焦点をあわせて
傘に入った電波を中央部に集めています。

回答No.2

boyonboyon

パラボラアンテナは、性能面から言えば大きければ大きいほど良いということになります。
しかし、家庭で使うには大きくすると言っても限度がありますから、だいたい大きさは決まってきます。それが一般的に売られている、あの大きさになります。
一般的に、パラボラアンテナを用いる電波は、波長数ｃｍ以下のものが普通ですので、電波の広がりは関係ありません。

お礼

ありがとうございました！

回答No.1

Tomatodaisuki

サイトまでは存知あげませんが。

　パラボラタイプ（おわん型）の大きさは必要な電波を捕まえるために表面積が大きい方が有利であり、周波数により面積が決定されるものではありません。　アンテナの効率はdB（デシベル）で表されます。大きなパラボラほど効率は良くなるのですが、重く、大きく、コストが高くなるので、あのサイズが必要十分で安価、設置が楽なだけと思いますが。

　逆にタクシー無線に使われるホイップアンテナとか、テレビ（VHF、UHF、FM）などに使われる八木アンテナの場合はラジエーター（輻射器）のエレメントの長さがおおむね１／４波長に近い値となっているので、その長さを４倍したのが１波長です。
　地球７周り半である３０万kmを周波数（Hz）で割った値が１波長（m）ですので、逆算すればアンテナの長さで大体の周波数が解ります。

お礼

よくわかりました、ありがとうございました！