UHFホーンは指向性アンテナ、反射鏡のフィードや測定用アンテナとして利用できます。ただし、ホーンが放送システム全体を支配しているという市場の主張は、示された資料では裏付けられていません。適性は帯域、開口、パターンとネットワーク内の役割で判断します。
UHFはテレビ専用の名称ではない
一般的な周波数区分のUHFは300 MHz～3 GHzで、自由空間波長は約1 m～10 cmです。地上テレビが使用するのは、その一部であり国や現在のチャンネル計画によって異なります。
470～860 MHzが世界中で一律にテレビ向けに使えるわけではありません。また100 MHz付近のFM放送はVHFです。サービス、周波数帯とアンテナ形状を分けて確認します。
ホーンの役割
ホーンは導波構造を放射開口へ広げます。形状、給電とモードが開口の振幅と位相を決め、空間のパターンに関係します。
直接放射する構成と、反射鏡を照射するフィードでは要求が異なります。衛星回線がテレビ番組を運んでいても、そのフィードが地域の家庭へ地上波を送るアンテナとは限りません。
高利得には相応の開口が必要
開口アンテナの概算はG ≈ ηap4πA/λ²です。600 MHz、開口効率0.60、目標25 dBiと仮定すると、面積は約10.5 m²、正方形なら一辺約3.24 mになります。
これは製作図ではありません。長さ、開口の位相と給電を設計する必要があります。少なくとも、どの小型UHFホーンにも25 dBiを割り当てられないことが分かります。
狭いビームは固定地点間のリンクに役立つ一方、送信所の周囲へ広く配信するには適切な水平・垂直パターンが必要です。パネル、ダイポール、スロットやアレイが別の要求に適する場合があります。
帯域と偏波を確認する
広帯域のリッジホーンと標準導波管を入口にしたホーンでは、動作限界が異なります。帯域端の整合、利得、ローブと偏波を確認し、中央周波数のVSWRだけで判断しません。
円形の開口だけで円偏波が生まれるわけではなく、必要な成分と相対位相が必要です。軸比と偏波間の隔離も異なる量です。
直線偏波の交差偏波抑圧30 dBから、そのまま円偏波の軸比3 dB以下を結論することはできません。測定する偏波基準と方向を明記します。
建物と降雨の影響
周波数を下げると回折や透過の条件が変わりますが、壁材、厚さ、鉄筋、ガラスと入射角の影響があります。UHFだからすべての建物を通過できるという保証はありません。
dBmは受信電力であり、そのままV/mの電界強度を表しません。測定系とアンテナ係数などを特定して換算します。
降雨時のリンクは実際の周波数、距離と余裕で検討します。UHFという名称だけで「15分長く通信できる」とは言えず、フィードを交換するだけでC帯やKu帯の衛星網がUHFに変わることもありません。
電力と取付け
電力耐性は給電部、局所電界、発熱、材料と環境条件に依存します。直径1.2 mという情報だけで平均50 kWを認定できません。
支持構造、風荷重、ケーブルと保守アクセスを含めて設計します。ホーン単体が強風下の指向誤差0.15°や一定の寿命を保証するわけではありません。
用途別の比較項目
| 用途 | 優先する項目 |
|---|---|
| 測定 | 校正、偏波と不確かさ。 |
| 指向性リンク | 利得、方向とリンク予算。 |
| 反射鏡フィード | 照明と位相中心。 |
| 地域への放送 | システム全体のカバレッジ。 |
ITU-R V.431の周波数区分とホーンアンテナの原理を参照できます。帯域と構造の基礎を、特定の放送網における採用実績や市場占有率の証明と混同しないでください。
