さんぽで 屋根を 見上げると、アンテナが みんな 同じ ほうを 向いて います。

この 形の アンテナは、電波の 来る 向きで、うけとりやすさが ちがいます。電波を おくり出す 所の ほうへ 向けると、よく うけとれると いわれます［6］。

同じ 所から 電波を うける 家どうしは、向きも にて きます。だから となりの 家の アンテナは、自分の 家の 向きを きめる 目やすに なる と いわれます［6］。

では、アンテナの 骨ほねのような ぼうは、なにを して いるのでしょう。

散歩の途中で屋根を見上げると、アンテナの向きが、通りのこちら側もあちら側もほとんど同じ、ということがあります。

受信アンテナには、電波の来る方向によって、受けやすさがちがう性質があります。これを指向性といいます。指向性が高いので、十分に受信するには、電波を送り出す電波塔（送信所）の方角に向ける必要があるそうです［6］。

同じ送信所の電波を受ける家どうしなら、向きも似てきます。このため、周りの家のUHFアンテナの向きは、おおよその目安になるとされています［6］。近所のアンテナの向きを見ると、電波を送る所がある方角の目安になります。

では、あの骨のような棒は、それぞれ何をしているのでしょうか。

近所の屋根のアンテナがほぼ同じ方角を向くのはなぜか。解説によると、受信アンテナは指向性が高く、十分な受信には電波塔（送信所）の方角に向ける必要がある。そのため、周辺のUHFアンテナの向きが、設置方向のおおよその目安になる［6］。

同じ送信所の電波を受ける地域では、最適な向きが近くなる。したがって向きがそろうのは、住民が申し合わせたからではなく、各家が同じ送信所を受信しやすい向きに合わせた結果だと読める。ただし、この資料は設置業者の解説で、何度ずらすかといった細かな調整までは述べていない。

では、指向性は、アンテナのどの部分が生んでいるのか。

アンテナの まん中の 1ぽんが、電波を うけとって、電気の 合図に かえます。

前の ほうには、短い ぼうが ならびます。電波を まん中の ぼうに あつめる 手つだいを すると いわれます［3］。

うしろには、長い ぼう。うしろから 来た よけいな 電波を はね返して、まん中の ぼうに もどします［3］。

くまもとけんの 小学6年生は、ぼうを つけたり ふやしたり して 実験じっけんしました。うしろの ぼうを つけると、うけとる 強さが ふえたそうです［4］。その 子は、うしろの ぼうを「かがみ」、前の ぼうを「じょうご」の ようだと 考えました。

ただし、「はね返す」「あつめる」は、はたらきを 分かりやすく 言った ものです。かがみの ように そのまま 返す わけでは ありません。ほんとうの はたらきは、もう少し むずかしい 電気の 話です。

ところで、これらの ぼうの 長さは、なにで きまるのでしょう。

中心の棒と、前後に並ぶ棒

アンテナの中心にある1本が、電波を電気信号に変える部分です。その前側に短い棒（導波器）、後ろ側に長い棒（反射器）が並びます。導波器は電波を捕らえて中心の棒に導き、反射器は後ろから来た不要な電波を反射して、中心の棒に戻す、と説明されます［3］。

小学6年生の実験

熊本県の小学6年生が、この仕組みを自分で調べた報告があります。中心の棒に反射器を付けただけで受信の強さが増し、導波器の本数を増やす実験もしています。2つの地点で調べると、棒を置くのに最適な距離が、地点によってちがいました［4］。

この子は、反射器を鏡、導波器をじょうごのようだと考えました［4］。分かりやすいたとえですが、実際の働きは電気の流れ方の話で、鏡やじょうごそのものではありません。

前後に並ぶ棒の長さは、何を目安に決まるのでしょうか。

アンテナ中心の1本（放射器）は、受けた電波を電気信号に変える。その前側に置く導波器は電波を捕らえて放射器に導き、後ろ側の反射器は後方からの不要な電波を反射して放射器に戻す。このため、前から来る電波が強まり、後ろからの電波は弱くなる、という説明が一般向け解説にある［3］。ただしこれは働きの要約で、厳密な電磁界の記述ではない。

熊本県の小学6年生の自由研究は、この分担を実験で追っている。放射器に反射器を付けただけで受信強度が増し、導波器の本数を変えた実験もあり、反射器は鏡、導波器はじょうごのような役割と考察している［4］。県内2地点で測ると最適な距離が地点ごとに違ったので、一般則というより「確かめ方の一例」として読むのがよい。

鏡もじょうごも比喩である。では、素子の長さは、何を基準に決まるのか。

電波には「波長はちょう」と いう 長さが あります。テレビの 電波では、計算すると だいたい 42〜64センチです。その 半分は だいたい 21〜32センチです［5］。

もとに なった 特許とっきょには、うしろの ぼうは 波長の 半分 いじょう、前の ぼうは 半分より 短く、と 書かれて います［3］。ぼうの 長さは、電波の 長さと 深い かんけいが あるのです。

これは 計算した 目やすの 数です。お店で 売っている アンテナの ぼうの 長さとは、同じとは かぎりません。

ぼうの 数も ふえると、弱い 電波を うけとりやすく なります。ただし アンテナも 大きく なります［10］。14ぽんの ものが よく 使われ、20ぽんや 30ぽんの ものも あります。

この 形を 考えた 人は、だれなのでしょう。

棒の長さの目安を計算する

波長は、光の速さ（秒速約30万km）を周波数で割って求めます。地デジ（UHF）の周波数帯は470〜710MHzとされる［5］ので、波長はおよそ64cm〜42cm、その半分の半波長は約32〜21cmです。この数字は、周波数帯の両端から計算した目安の値で、製品の棒の長さそのものではありません。

1925年の特許明細書では、反射側の導線を波長の2分の1以上、導波側の導線を2分の1未満の長さにすると書かれました［3］。後ろがやや長く、前がやや短いという並びの原型が、ここに見えます。

棒を増やすと、何が起きるか

導波器を増やすほど、感度と指向性は上がりますが、アンテナも大きくなります。UHFアンテナでは14素子の製品が例に出され、20素子・30素子のものもあります［10］。感度をとるか、大きさをとるか、という引き換えがあるわけです。

この形は、そもそもだれが、どこで考えたのでしょうか。

波長λは光速c（約3.0×10⁸m/秒）を周波数fで割った値になる。UHF放送の帯域は470〜710MHzとされ［5］、300÷470≒0.64m、300÷710≒0.42mと計算できる。半波長は約0.32〜0.21mで、これは帯域両端からの計算値であり、メーカー製品の素子長ではない。

では、原典は長さをどう決めたのか。1925年の八木の特許明細書は、中心の主空中線の片側に波長の1/2以上の導線、反対側に1/2未満の導線を置く構成として書かれる［3］。放射器に対して反射器がやや長く、導波器がやや短いという後年の説明は、この「以上／未満」が土台にあると読める。ただし実機の寸法は、この資料からは分からない。

素子を増やすとどうなるか。導波器を増やすほど利得と指向性は上がるが、アンテナ自体が大きくなる。UHF用では14素子が例示され、20素子・30素子もある［10］。14素子は、その製品の一例である。

この構造は、いつ、だれが、どこで生み出したのか。

1924年、東北の 大学で、教授きょうじゅの 八木 ひでつぐ さんと、うだ しんたろう さんが、この アンテナを 作りました［1］。

さいしょに 発表したのは、うださんです。1925年のことでした。八木さんは 1928年に えいごで 発表して、世界の 人が 読みました［1］。だから 世界では「八木アンテナ」と よばれます。

でも、世界の 電気の 学会の めいばんには、ふたりの 発明と 書かれて います［1］。日本では「八木・うだアンテナ」と いいます。

むかしの 特許とっきょでは、ぼうを 立てて おく 形だと 読めます。今の 屋根の アンテナは、ぼうを ねかせて いる ものが 多いのです。どうして でしょう。

1924年、東北帝国大学で

1924年から、東北帝国大学の八木秀次教授と宇田新太郎が、近くに置いた無給電の棒（反射器と導波器）を使う、感度の高い指向性アンテナを作りました。これが八木・宇田アンテナです［1］。

だれの名が世界に広まったか

最初に発表したのは、当時講師だった宇田新太郎で、1925年の電気学会誌です。八木はそれを英語にまとめて、1928年6月に米国のIRE会報に発表しました。こちらが広く読まれた、とされます［1］。このため国外では「八木アンテナ」の名が先に定着しました。IEEEの銘板は「八木アンテナと呼ばれるが、二人の発明者に帰すべきだ」と述べます［1］。

のちの評価

1995年6月17日、IEEEマイルストーンが東北大学に贈られました。日本で最初の認定です［2］。2016年9月には国立科学博物館が、NHK放送博物館にある1930年製の八木・宇田アンテナを、世界最初の超短波アンテナとして未来技術遺産に登録しました［12］。

ところで、原典の特許では、棒の置き方が今とちがっていたといいます。

この構造は、どこで生まれたのか。IEEEマイルストーンの記述では、1924年から東北帝国大学で八木秀次教授と宇田新太郎が、近接した無給電素子（反射器と1本以上の導波器）を使う感度の高い指向性アンテナを作った［1］。レーダー・テレビ・アマチュア無線に重要とされる。

では、名がなぜ「八木」で広まったのか。最初に発表したのは講師の宇田で、1925年の電気学会誌だった。それを八木が英語版にして1928年6月のIRE会報に出した。広く読まれたのは後者であり、そのため国外で「八木アンテナ」の名が先に定着した。しかし銘板は、二人の発明者に帰すべきだと明記する［1］。

評価の側から見ると、1995年6月17日にIEEEマイルストーン「八木・宇田アンテナの開発（1924）」が東北大学に贈られた。日本国内の最初の認定である（2014年時点で国内24件中の1番目）。認定の条件の一つは、発明・開発から少なくとも25年が経過していることだ［2］。2016年9月には、国立科学博物館が、NHK放送博物館所蔵の1930年製の八木・宇田アンテナを「世界最初の超短波アンテナ」として未来技術遺産に登録した［12］。

ところで、原典の図は、いまの屋根の上の姿と同じなのか。

電波には、ゆれる 向きが あります。たてに ゆれる 電波と、よこに ゆれる 電波です。これを「へんぱ」と いい、アンテナの 向きだけでなく、ぼうを たてるか ねかせるかも 合わせます［8］。

たとえば、ある 中つぎ所は たてに ゆれる 電波を 出して います。この ときは、アンテナも たてに 合わせて 取りつけます［8］。

テレビの 電波は、よこに ゆれる 地いきが 多いと されます［9］。ちがう ほうの 電波は、うけとりにくく なります。

むかしの 特許とっきょでは、ぼうを 立てて おく やり方が 書かれて いたと 読めます［3］。今の アンテナは、ぼうを ねかせて いる ものが 多いのです。

では、電波を おくる 所が 引っこしたら、アンテナの 向きは どうなるのでしょう。

電波には「ゆれる向き」がある

テレビの電波には、水平偏波と垂直偏波があり、混信を防ぐために使い分けられます。受信アンテナは、送信側の偏波に合わせて設置する必要があります［9］。水平偏波の地域が多いとされますが、割合は資料に書かれていません。

総務省の中継局の案内には、有壁佐野原中継局は垂直偏波で送信しており、UHF専用アンテナを垂直偏波に設定して設置する必要がある、とあります（出力0.01W、約300世帯の小さな中継局）［8］。向きだけでなく、棒の立て方も、電波に合わせる条件の1つです。

特許の図は垂直だった

1925年の八木の特許明細書では、中心の主空中線を垂直に立て、反射側と導波側の導線を大地から絶縁して垂直に置く方式として書かれます。翻訳者は、当時の想定は垂直の配置だったと読んでいます［3］。今の八木アンテナは素子を水平に並べる、と同じ解説は述べます。ただし、屋根の上のアンテナがすべて水平なわけではありません。偏波に合わせて、立てたものもあります。

では、送信所が引っ越したら、屋根のアンテナはどうなるのでしょうか。

向きのほかに、そろえるものはないか。放送の偏波には水平と垂直があり、混信防止のため使い分けられる。受信アンテナは、送信側の偏波方式に合わせる必要がある。水平偏波の地域が多いとされるが、割合までは資料に書かれていない［9］。

実例として、総務省東北総合通信局の資料に、有壁佐野原中継局がある。同局は垂直偏波で送信しており、UHF専用アンテナを垂直偏波に設定して設置する必要がある（出力0.01W、約300世帯）［8］。偏波は、向きの調整と並ぶ、受信設置の条件の1つだ。

原典の特許はどうか。1925年の明細書は、主空中線を垂直に立て、片側に波長の1/2以上、反対側に1/2未満の導線を、大地から絶縁して垂直に置く方式として書かれた。現在の各素子は水平に配置されているが、当時は垂直配置が想定されていたと翻訳者は読む［3］。ただしこれは翻訳者の読みであり、断定は避ける。

配置を変えても、前後の役割分担という骨格は同じである。では、電波の出どころそのものが引っ越したときは、どうなるのか。

電波を おくる 所が かわると、アンテナの 向きを 直す ことが あります。むかしの アナログ 放送と 今の 地デジで、おくる 所が ちがう 地いきでは、向きを 直す 工事が いる ことが あります［7］。

でも、向きが 同じ 方角なら、そのまま うけとれると いわれます［7］。

2013年5月31日の 朝9時、東京の テレビ 6社の 電波は、東京タワーから スカイツリーに 引っこしました［11］。放送局は「だいたいの 家は 向きを かえなくて いい」と 知らせました。うけとれない 家のための 相談まど口も つくられました。

屋根の アンテナの 向きは、見えない 電波の 出どころの ばしょを 教える 目じるしです。

地デジ化で送信所が変わった地域

総務省の資料によると、アナログ放送と地デジで送信所（中継局）がちがう地域では、UHFアンテナの方向調整などの工事が必要になります。受信方向が同じなら、通常はそのまま受信できます［7］。向きは、送信所の場所に結びついているわけです。

東京タワーからスカイツリーへ

2013年5月31日9時、東京の在京6社の地デジ送信所は、東京タワーから東京スカイツリーに完全移行しました。午前8時59分55秒に切り替えを始め、9時に完了する予定でした［11］。放送事業者の案内では、基本的に向きの調整は不要とされ、受信できない家庭には相談窓口が設けられました［11］。向きがどれだけ変わったのか、角度は、使った資料からは分かりません。

ここまで見ると、屋根の上のアンテナは、見えない送信所の位置の「記録」のようにも見えます。次は、自分の町で、その記録を読んでみましょう。

送信所が移ると、向きは変わるのか。総務省の資料は、アナログ放送と地デジで送信所（中継局）が異なる地域では、UHFアンテナの方向調整等の工事が必要になるとし、受信方向が同じなら通常はそのまま受信できる、とする［7］。向きが送信所の位置によって決まることの、制度側の裏づけと読める。

東京の例では、2013年5月31日9時に、在京6社の地デジ送信所が東京タワーから東京スカイツリーへ完全移行した（8時59分55秒に切替開始）［11］。放送事業者の案内では、基本的に向きの調整は不要とされた一方、受信できない家庭向けに相談窓口が設けられた。したがって「向き不要」は基本方針であり、全家庭の話ではない。向きが具体的に何度変わったかは、この資料からは分からない。

ここまでの流れをまとめると、屋根の向きは、送信所の方角という外側の条件で決まる。次の章で、自分の町でその条件を読む方法を考える。

今日できること

家の ちかくを 歩いて、屋根の アンテナを 見て みましょう。屋根には のぼらず、道から 見るだけです。車に 気を つけて ください。

むきは そろって いますか。前の ぼうは 短くて、うしろの ぼうは 長いでしょうか。ぼうは 立って いますか、ねて いますか。アンテナの ない 家も あります。

くわしく 知りたい とき

そうむしょうの ページに、電波を おくる 所が かわったときの 向きの ことが 出て います［7］。

今日できること

近所を歩いて、屋根のアンテナの向きを、地図に矢印で書いてみましょう。矢印の先が、だいたい同じ場所に向くか見てみます。棒の数や、棒が立っているか寝ているかも、あわせて見ます。屋根には上がらず、道から見るだけにして、車に気をつけてください。アンテナのない家もあります。

くわしく知りたいとき

IEEEマイルストーンのページ［1］と、国立科学博物館の未来技術遺産の紹介［12］で、発明と評価の話を読めます。送信所や偏波の話は、総務省の中継局の案内［8］に例があります。

今日できること

近所のアンテナの向きを地図に矢印で記録し、矢印の先が同じ方角に集まるかを見る。道から見分けられる範囲で、棒の数や立ち方も記録する。屋根には上がらず、道から見る。

資料を読むなら

原典は、IEEEマイルストーンの銘板［1］と、特許明細書の翻訳解説［3］。送信所の設置条件は総務省の資料［7］［8］、スカイツリー移行は放送業界報道［11］が詳しい。