アンテナは送信と受信で同じ性能？

質問

アンテナが送信と受信で同じ性能だとすると、送信出力が同じ２局間で交信したとき、２局のアンテナがなんであろうと、お互いのＳメーターの振れは同じになると思いますがいかがでしょうか？つまり、Ｓメーターの振れは行きも帰りも２局のアンテナのゲインの和ＡｄＢ＋ＢｄＢから伝送路の減衰ＺｄＢを引いた（Ａ＋Ｂ－Ｚ）ｄＢで決まってくるのではないかと考えます。受信機のＳメーターの特性が同じで、受信能力も同じであると仮定しての話です。ところが実際には強く入感している局を呼んでも弱いシグナルレポートをもらうこともあれば、逆に聞こえている相手の信号強度よりも良いレポートをもらうこともあります。これはどう考えたらいいのでしょうか？

回答No.6

mrclimber

ANo.3です

訂正させて下さい

『位相』と言う表現をしましたが『偏波』ですね。
そして『経路』と『減衰量』は基本的には同じ事を指すと思っています。

専門的な表現が出来ないので、こんな事を想像して下さい。
時は今時分東西に延びる山岳回折において新緑が出始めた南斜面は電波の吸収、反射、輻射等が顕著に起きるはずです。
しかし逆に北方向から送っても未だ余り水分を含んでいない斜面は南側に比べ大きく作用しないのではないでしょうか。
同じ経路を通っている筈なのに減衰量が異なります。

つまり方向性が有ります。
自然界には季節に限らずこの様な不思議な現象は無数にあるはずです。
この様に理論的に解析できる事は不思議ではありませんが・・・。（笑）
でもその理論が正しいとは誰も断言できません・・・。（大爆）

５０年も前にアマチュア無線をやっていました。
思わず懐かしく口を出してしまいましたが化石の様な頭では場違いな事ばかり書いてしまいます。
色々なご意見が出ています、質問者様の結論が興味深いので時々覗かせて頂きます。
失礼しました。

お礼

mrclimberさん、補足有難うございました。山岳回折のときは同じ経路でも方向によって減衰量が違うとのこと。勉強になります。

回答No.5

take0_0

基本的にはおっしゃる通りなのですが、よく言う「耳が悪い」という状態は給電線の状況に左右されると思います。
特に高い周波数では、給電線の減衰が無視できませんよね？
受信機の初段にアッテネータが入るのと同じ状態ですから、その分NFが悪くなります。これは接線の半田不良とか、インピーダンスミスマッチ等も顕著に効きます。

あと、互いのアンテナが対向していない場合。
SHF等で光学的に見通せる関係なら簡単なのですが、実際は反射波を利用して通信している場合があります。この場合複数のパスがあるので、向けている方向によってはお書きの事態になると思います。
自分の受信機が高感度である場合に顕著でしょうね。

お礼

take0 0さん、回答有難うございました。給電線の減衰は受信時も送信時も同じ作用をすると思います。給電線の減衰がＸｄＢであれば、受信時にＳメーターがＸｄＢ分低く振れ、送信時には相手のＳメーターがＸｄＢ分低く振れると思います。半田不良はＮｏ４にもあるように送信受信で影響度が違うことがあるようですね。知りませんでした。インピーダンスミスマッチは送信受信とも同じだと思いたいのですが、送信時には比較的シビアな反面、受信時にはＳＷＲ１も５もＳメーターの振れはあまり変わらないことを経験します。データーを取った訳ではなく感覚的な話ですが。また、複数のパスがある場合、送受で変わるとのこと。皆様から回答を頂いて色々考えているうちに、送信と受信では伝送路が異なることがある、と思うようになりました。送信時は自分のアンテナの指向特性によって伝送路が決まり、受信時には相手のアンテナの指向特性によって伝送路が決まるのではないかと思います。両者同じアンテナなら送受信で同じ受信強度になるが、指向特性が異なるアンテナのときは受信強度は同じにならないことがあると思います。特に電離層反射伝播のときは打ち上げ角の違いにより反射回数が変わってくるのかもしれません。

回答No.4

tanpopotanpopo

１アマです。ＡＮＴは自作派ですが、最近は口ばかりで腕が鈍りました（笑）

内緒で下駄を履いていて、実は送信電力が違っていたって落ちは・・・無しですか？

そうでなければ（いろんな理由がありますが）、その前に周波数は？変調は？

・Ｖ、ＵＨＦの場合
　受プリや下駄以外考えられません。まれに偏波が合わないとありえます。

・ＨＦの場合
　電離層の状態により、一方通行があり得ます。

でも・・・本当に同じ送信電力なんでしょうか？
同軸コネクタのハンダ不良で、送信が弱く受信は影響なしって事があり得ます。（例：反射を拾って自動的に出力を下げているとか）

お礼

tanpopotanpopoさん、回答有難うございました。送信電力は同じ場合を考えます。また、偏波が合わないときですが、垂直偏波で送られてきた電波を水平偏波のアンテナで受信する場合と、逆の場合とでは受信強度が変わることがある、ということですね。また、電離層の状態により一方通行があり得る、ハンダ不良のときもありうる、とのこと。勉強になりました。

回答No.3

mrclimber

こんな考えは如何でしょうか？

この際耳感目感は無視して考えます。
回答者の皆様は自由空間における電送との違いについて語られています。
私もそう思います。

しかし質問者様は双方向に同等のロスが考えられるからそれとは別とおっしゃいます。
私は間違いなく双方向のロスに差異は有ると思います。
つまり同等のロスではないのだと思います、と言うか同等では無いはずです。

なぜなら双方が発射する電波の位相が同じでは無いから同じ電送経路を通らない。
また位相が同じでも電波を発射する位置が違うので電送経路も変わってきます。
従って減衰量にもバラツキが発生するはずです。

アマチュア無線のＲＳレポートから得たこの疑問を解決するのには電界強度測定器と正確な発信器を使って実験してみる事をお奨めします。
新たな発見が有るやも知れません。
素晴らしいです、これがアマチュア無線のアマチュア無線たるゆえんです。

納得出来る答えが出ると良いですね。

お礼

mrclimberさん、回答有難うございます。色々考えさせていただきました。「電波の位相が同じでは無いから同じ電送経路を通らない」というのはどういうことなのかよくわかりませんでした。位相にかかわらず、伝送路は同じではないかと思います。「電波を発射する位置が違うので電送経路も変わってきます」とありますが、私は、伝送路は２つのアンテナを結ぶ無数のパスの集まり、と思います。アンテナの指向性は一般にブロードだからです。そのなかで、指向性のピークを通るパスの寄与が大きいのだと思います。また、送信も受信も同じ伝送路を通ると思います。２地点とアンテナの指向特性と電離層の状態が決まれば両アンテナを結ぶ伝送路（群）は一通りに決まると思いますがいかがでしょうか。実験はアマチュア的に、電界強度測定器の変わりに校正したＳメーター、正確な発信器として通過型パワーメーターで間に合わせても可能と思います。その場合アンテナのＳＷＲを１．２以下位まで下げておくことが条件と思います。

回答No.2

Boubet

質問者様がお考えのとおり、理論上で仮定された自由空間の２地点間ならそうなると思います。しかし、現実に於いては片方の局のそばに高圧鉄塔とかトタン屋根とかがあればその局だけ何らかの影響を受ける場合も想定できるのではないでしょうか。

　さらにシグナルレポート判定し送ってくるのが極めて曖昧な「人間」ですので、ここで大きな誤差が発生するのいた仕方ないと思います。

　蛇足ながら、いわゆるＲＳレポートとして受信状況を相手に報告する場合、”Ｒ”はもちん、”Ｓ”の方も受信者の主観的判断で決定するのが本来のあり方です。Ｓメーターの指し示した値ではありません。そうしないのでＲＳ５１とか５２とか極めて不合理なレポートが横行しています。

お礼

Boubetさん、回答有難うございました。ご意見にコメントさせていただきます。高圧鉄塔やトタン屋根の影響は、２地点間の減衰ＺｄＢに含まれ、送信時にも受信時にも同じ影響を受けると考えられないでしょうか？また、シグナルレポートを送る人の主観の影響はあると思います。Ｓメーターを校正した２局間で実験できたらいいなと思います。

回答No.1

tytomate

これはあくまで理想的な仮定の論理でしょう。
設計値で計算式でも可能な場合と不可能な偏差が
あります。つまり設計どうりに数ミリ単位のＡＮＴは作れません。
　実験は電波暗室で行われています。
　実際にＯＮ　ＡＩＲするときは周囲の建物や山や気象や電離層などの
影響があります。

　ご存知のフエージングがあるときはＳメーターは変化しますね。

お礼

tytomateさん、回答有難うございました。ご意見にコメントさせていただきます。アンテナを完全に設計どおりに作れなかったとしても、送信、受信で性能が同じ、という性質は変わらないのではないでしょうか？また、周囲の建物や山や気象や電離層などの影響は、送信、受信とも同じルートを通ってくるので、同じと考えていいのではないでしょうか？フェージングは時間とともに変化しますので、受信レポートに影響します。今回はそれは考慮しないで考えたいと思います。