アンテナの放射パターンにおいて、主ローブはアンテナの主ビームを表し、そこから最大かつ最も集中したエネルギーが放射される。
ビーム幅とは、放射される電力の大部分が通過する開口部の角度幅のことです。ビーム幅を特徴付けるために使用される主なパラメータは、半値幅（HPBW）と第一ヌルビーム幅（FNBW）の2つです。
半値幅（HPBW）
標準的な定義によれば、放射パターンの振幅が主ローブのピークから50%（つまり-3dB）低下する角度範囲を半値幅と呼ぶ。
つまり、ビーム幅とはアンテナが放射する電力の大部分を占める領域であり、ピーク電力付近の領域に相当します。半値幅とは、アンテナの実効放射場における相対電力がピーク電力の50%を超える角度範囲のことです。
HPBWの幾何学的解釈
放射パターン上で、原点から主ローブの両側の半値幅点まで線を引きます。この2つのベクトル間の角度が半値幅（HPBW）です。以下の図はこの概念を分かりやすく示しています。
図はアンテナの主ローブと、主ローブ上の半値幅点を示している。
数式
半値幅の近似式は次のとおりです。
どこ：
•λは動作波長です。
・Dはアンテナ開口部の寸法（通常は直径または辺の長さ）です。
半値幅（HPBW）の単位はラジアンまたは度です。
第一ヌルビーム幅（FNBW）
標準的な定義によれば、主ローブに隣接する最初のヌル点間の角度差を、最初のヌルビーム幅と呼ぶ。
簡単に言うと、FNBWとは、主ビームの両側にある最初のパターンヌル点間の角度範囲のことです。
FNBWの幾何学的解釈
放射パターンの原点から、主ビームの両側に接線を引きます。この2本の接線間の角度が、第一ヌルビーム幅（FNBW）です。以下の図は、この概念をより分かりやすく示しています。
上の図は、放射パターンにおける半値幅（HPBW）と第一ヌル幅（FNBW）を示しており、主ローブとサイドローブが示されています。
数式
最初のヌルビーム幅（FNBW）と半値ビーム幅（HPBW）の関係は、次のように近似できます。
HPBW ≈ 70λ/Dを代入すると、次の式が得られます。
ここで、λは波長、Dはアンテナ開口寸法である。
ユニット
第一ヌルビーム幅（FNBW）の単位はラジアン（rad）または度（°）です。
有効長さと有効面積
アンテナのパラメータの中でも、実効長と実効面積は、アンテナの性能を評価する上で重要な指標です。
有効長さ
アンテナの実効長は、その偏波効率を特徴づけるために用いられる。
意味実効長とは、受信アンテナ端子における開放電圧振幅と、アンテナと同じ偏波方向の入射電界強度振幅との比です。入射波がアンテナ入力に到達すると、アンテナの偏波に応じて振幅が変化する一定の電界強度を持ちます。最適な信号受信のためには、この偏波が受信端子における電圧振幅と一致する必要があります。
数式
有効長さの数式は次のとおりです。
どこ：
•leはアンテナの実効長です。
•Vocは受信アンテナ端子における開放電圧振幅です。
•Eiは、アンテナと同じ偏波方向における入射電界強度の振幅です。
有効範囲
定義：有効面積とは、受信アンテナの面積のうち、入射波面からエネルギーを吸収し、電気信号に変換する部分のことです。一般的に、アンテナの物理的な開口面積よりも小さくなります。
受信時、アンテナの物理的な面積全体が入射電磁波面にさらされますが、実際に信号を捉えるのはその一部のみです。この部分を有効面積と呼びます。
波面エネルギーのごく一部しか利用されない理由は、入射波の一部がアンテナによって散乱され、また一部が熱として散逸されるためである。したがって、損失のない理想的な条件下では、入射電力密度を乗じることでアンテナから得られる最大電力が得られる面積を有効面積と呼ぶ。
有効面積は一般的に次のように表されます。Aeff。
アンテナについてさらに詳しく知りたい場合は、以下をご覧ください。
投稿日時：2026年4月30日
