テレビ受信用アンテナの基礎知識！

UHF電波は光と同じように直進し、伝搬距離に応じて減衰します。
地球は真円ではありませんが丸い球体ですので、見通せる距離≒伝搬する距離には限界があります。
受信可能範囲は送信所からの見通し距離となりますが、途中に建物や山等で電波が遮蔽されますと受信不良となります。
電波伝搬にはその他にも反射や屈折など電波の特性に関する条件が関係しますが、見通し距離の考え方は上記の通りです。
具体的な数字例として、テレビ電波の送信地上高を500mと仮定しますと、この時の見通し距離は約92kmとなります^※

実際には受信側アンテナ地上高や遮蔽物も関係し単純ではありませんが、物理的な見通し距離の目安(限界)は、この程度となります。

※

見通し距離＝4.12×(√送信点高m+√受信点高m）km

送信所から送信された電波は山などの地形や海面の反射などを経て伝搬しますが、この電波の強さは電界強度（dBµV/m）で表され送信所直近の強電界地区(概ね80dBµV/m)、中電界地区(概ね70dBµV/m) 、弱電界地区(概ね60dBµV/m)に区分されます。
この電界強度：60dBµV/mの区域までが放送局のサービスエリアと定義されています。^※1
八木式アンテナを適用しますと、強電界地区は8素子や窓際等では室内アンテナでも受信可能で、中電界強度のエリアは14素子、弱電界地区はそれよりさらに大きい20素子などのアンテナとされています。^※2
もちろんワンランク上のアンテナを用いてもトラブルは生じません。

60dBµV/mに満たない県域外放送などをサービスエリア越えで受信するには、20素子以上やスタック式アンテナなどの高性能なアンテナが必要となりますが、それでも安定的に受信することは難しく、アンテナの設置場所などを選びます。

発明者の名が付いたアンテナで、3素子を例にすると放射器からの電波を1/4波長離れた距離に1/2波長(半波長)よりやや長いエレメントを置くと電波は反射され、4/1波長離れた距離に1/2波長よりやや短いエレメントを置くと、電波はより引き寄せられる、という原理によるものです。電球で例えると、電球(放射器)から発行する光（電波)をより前面へ遠く飛ばすため、電球の後ろに反射鏡（反射器)を置き、前方にレンズ（導波器）を置いて集光するイメージです。
ですのでアンテナの大きさは受信できる周波数に大きく関係します。
地デジ受信用では、反射器を複数組み合わせたコーナレフレクタ式として、導波器を複数重ねた14素子程度のものが多く用いられます。

動作原理

上記の八木式アンテナ理論とは異なる動作原理による地デジ用アンテナが各メーカーから発売され、昨今の住宅にマッチするようにラインナップされております。各メーカーとも八木式アンテナの利得と互換が示されておりますので、受信地域に合わせた利得のアンテナを選択下さい。
ただしこれらのデザインアンテナは、大屋根の上ではなく、壁面等に取り付けられる事が多いので、電波到来方向が見通しで建物に遮蔽されていないか、特に家屋が密集する地区では注意ください。

動作利得(dB)

アンテナの利得を表す性能で、基準となるアンテナ(半波長ダイポールアンテナ)に比べてどれだけ電波を捕まえられるかを表します。
大きな数字になるほど、より高感度でより弱い電波を受信する事が出来ます。アンテナは受信する周波数で特性が変わりますので動作利得も受信チャンネルで異なります。

受信環境に応じた選択/受信電界強度による選択

設置場所が、強電界地区(8素子)か中電界(14素子)、弱電界地区(20素子)かで概ねのアンテナサイズが決まり、その他の要因を考慮して選択します。

受信周波数に合わせたアンテナの選択

UHF全チャンネル用アンテナは一般に受信周波数が高いほど利得も大きくなりますので、受信希望チャンネルが親局の受信の様に、13から34チャンネルぐらいまでならば、ローチャンネル用受信に特化した性能のアンテナも選択肢となります。

DXアンテナカタログ、マスプロ電工カタログより引用

高所作業となりますので安全上のご注意は当然ですが、ここでは技術的な施工の注意点を記載させていただきます。

設置場所について

送信所に向けて建物などに遮蔽されず見通しの良い場所を選択下さい。アンテナは送信所へ向けてしっかりと固定できる所とし、レベルチェッカーやテレビの受信数値などを参考にアンテナ方向を電波到来方向のピークに合わせて下さい。