6mで1KW＠俯角減衰量
電波防護指針における俯角減衰量の話です。
計算はお馴染みの九州総務局から
ダウンロードしたやつ。
ダイポールの計算
１ 基本算出式による場合
項目 諸元等 単位
周波数 54.0000 ＭＨｚ
送信機出力 1000.00 Ｗ
給電線等損失 0.0 ｄＢ
空中線入力電力 1000.0000 Ｗ
空中線利得 0.0 ｄＢ
空中線電力電力比率 1.0000 倍
算出地点までの距離 10 ｍ
反射係数 4.00
電界強度基準値(～30MHz) Ｖ／ｍ
電力束密度基準値(30MHz～300GHz) 0.2000 mW/c㎡
電界強度算出値(3MHz～30MHz,反射考慮) Ｖ／ｍ
電力束密度算出値(30MHz以上,反射考慮) 0.4974 mW/c㎡
電界強度算出値(30MHz未満,反射無視) Ｖ／ｍ
電力束密度算出値(30MHz以上,反射無視) 0.1243 mW/c㎡
基準値=算出値となる距離(反射考慮) 12.6157 ｍ
基準値=算出値となる距離(反射無視) 6.3078 ｍ
判定（反射考慮） ×
判定（反射無視） ○
周波数は一番厳しい上限を採用。
給電線等損失はないものと仮定。
これでは反射考慮で12.6157mの距離が必要となり、
設定した10mでは判定は×となります。
（更に担当者によっては1KW上限の1.2KWでの
計算を出せと言われたと聞きました。）
では八木アンテナを使ったらどうなるのか。
単純にカタログの利得を（dBiの場合は-2.15dBとして
ダイポール比に換算）入れて計算していませんか？
某メーカーの6eleのカタログ値は13.5dBi。
ダイポール比は-2.15で11.35dBdです。
これをそのまま挿入して計算すると、46.6026m以上
でないと○の判定は出ません。
仕方がないので、１KW検査時にはダイポールや
HB9CVを上げて通したという話も聞きます。
１KWが必要な理由書にDX通信のためと書くのに、
ダイポールはないですよね。
受信を考えると50w+13dBd以上のアンテナのほうが
断然FBなのは間違いありません。
大きな間違いがあります。
間違いその１
まず空中線利得ですが、リアルグランドではなく
自由空間でみなくてはダメです。
空中に展開された水平ダイポールアンテナの
垂直面指向性は、自由空間と同様に360°
放射されるとします。
リアルグラウンドにおける空中線利得は、
直接波と地面からの反射波か干渉して
打ち上げ角が生じ、その結果垂直面での
指向性ができるためトータルでの利得が
上がります。
反射を無視した算出距離は、反射を
考慮したものの半分であることからわかります。
逆にいうと理想的に反射すれば、反射により生じた
打ち上げ角による利得は、最大6dB（2倍）アップ
するとい考え方に基づいているのです。
リアルグランドでの利得を採用すると、反射を
二重に考慮してしまうことになります。
間違いその２
アンテナ直下を考えます。
自由空間における水平ダイポールの垂直面
指向性は360°、いわゆる無指向性となります。
ですから仰角（＝俯角）が0°であろうが、
直下の90°であろうが、利得は0dB(d)で
上記の計算となります。
ではビームアンテナになるとどぉでしょう。
仰角0°が最大となり、90°へ大きなサイドローブが
出てさえいなければ、だいたいは最小値となるのです。
！！ ですからビームのほうが、
しかも高利得のほうが断然有利なのです ！！
例えば短期間ですが一時期使用していた11eleQuadで
計算してみます。
俯角における計算結果と合否 （54MHz）
俯角 空中線利得 算出点距離 必要距離 合否
（°） dBi dBd m m
90 -17.4 6 -19.61 18.00 0.98 ○
80 -4.83 -6.98 18.28 4.19 ○
70 -6.65 -8.80 19.16 3.40 ○
64 -6.45 -8.60 11.13 3.47 ○
60 -3.96 -6.11 20.78 4.81 ○
50 0.03 -2.12 23.50 9.38 ○
40 -1.06 -3.21 28.00 8.28 ○
30 5.27 3.12 36.00 13.39 ○
20 10.7 8.55 52.63 25.03 ○
10 13.12 10.97 103.66 33.07 ○
9 13.26 11.11 115.06 33.61 ○
8 13.38 11.23 129.34 34.07 ○
7 13.49 11.34 147.70 34.51 ○
6 13.58 11.43 172.20 34.87 ○
5 13.65 11.50 206.53 35.15 ○
4 13.71 11.56 258.04 35.39 ○
3 13.76 11.61 343.93 35.39 ○
2 13.8 11.65 515.77 35.97 ○
1 13.82 11.67 1031.3 35.97 ○
0 13.82 11.67 ∞ 35.97 ○
ポイント
■ 直下（俯角90°）では ダイポールは
0dB(d)だが、このアンテナは-19.61dB(d)で
1m離れればOKである。
■ 64°を特別に計算しているのは、最短距離の
俯角だから。
こうやって見ると、低いタワーでも問題ないのが
わかりますが、注意しなくてはいけないのは、
近隣にアンテナの高さとほぼ一緒か、それ以上の
建物がある場合は、36m以上離れないといけません。
俯角計算を行う
アンテナ設計の神器であるMMANAでも
簡単に算出できます。
１ アンテナをリアルグラウンドで通常に設計。
またはメーカ製のアンテナデータを入力し
計算させる。
２ そのまま自由空間に切り替えて計算しなおす。
３ パターンタブの【水平パターンの仰角】で角度を
入力し表示させる。
（自由空間における仰角は俯角と同一値である。）
４ dBiからさらに2.15dBを差し引きdBdとして
俯角減推量とする。
これだけです。
直下、最短距離となる俯角、歩道や公園などの
俯角などにあたるところは、サイドローブが
出ている場合も考慮して角度を細かく計算して
おくと良いでしょう。
後は算出された俯角別の空中線利得を例の
計算式にぶち込むだけです。
＊参考 64°が最短距離の場合
空中線高 18m
最短距離の高さ
・床までの高さ 6m
・人間の頭まで 2m
距離（18-6-2）/sin64°= 11.126m
注意
１ 上記計算方法は北海道総合通信局では
お墨付きをいただいていますが、他の総通で
OKかは分かりかねます。
２ 一本のタワーに複数のアンテナが上がっている
場合は、単体時の俯角減衰量と異なりますので、
シミュレータを使用するときは実際の状況
（スタック状態）で計算します。
というか、シミュレータを使うからこんな計算も
できるのですよね。
３ 電波型式でJ3Jが0.16のように平均電力が
低いものもありますが、使用電波形式の中には
平均電力1.0のものが含まれるのが一般的なため
考慮に入れておりません。
お墨付き
北海道の総通さんに、俯角減衰量を加味して
申請したいと相談したところ、今まで例がなかった
ということで、担当者様が事前に検討したい
ということで、別件で伺ったときに持参しました。
MMANAで出した仰角（＝俯角）減衰量を損失として
算出する説明を長々とした記憶があります。
約1月ほど経ってから問題ないとのご連絡を
いただきました。
実際の申請とは異なりますが、その時に例として
作成した計算根拠です。
こちら ⇒ depression_angle_attenuation
セルにロックは掛けていませんので
俯角減衰量などを組み入れて遊んでみてください。
ただし。。。
現在でもこの計算根拠は通用するようすが、
前述のとおり北海道の総通さんの判断です。
また、判断は担当者様によっても異なる場合が
あるので、他のでも通用するかは保証できる
ものではありません。
余談
例に出した11eleQuadはリアルグラウンドでの
計算上はover19dBiであります。
本来は直下は-19.61dBdを採用すべきなのに、
17dBd(19.15-2.15)と仮定してそのまま計算式に
放り込んだら、36.61dBも損（？）をしてしまいます。
実際には直下で3m（必要距離1m+人間の身長を2mとする）
もあればよいのに、間違った計算では94m（92+2)という
とんでもない計算結果になってしまうのです。
雑談・・・メイタもの
俯角減衰量を損失として計算に入れれば
粗方は合否に○がつくことでしょう。
厳しい条件で不運にも☓だった場合、同軸ケーブルを
細く長いものすれば、合格に至る給電線等損失を
稼げちゃったりして💦💦
【反論がきた＠メール】
反論内容
反論にはいろいろな計算式等とそれを使用する
理由が書かれていましたが、つまるところ
自由空間ではなくリアルグラウンドでなくては
いけないという趣旨のご高説でありました。
反論の反論
細かなところの説明は省いて一点のみで反論に反論します。
水平ダイポールはリアルグラウンドにおいて地上高により
利得が生じます。
1λ程度に上げたダイポールは7.4dBi程度となります。
（17mhigh18.118MHzで計算）
このアンテナを自由空間におくと、2.15dBiとなります。
（無損失のワイヤー、かつ両者とも共振状態にするため
若干寸法が異なる）
水平面の8の字指向性は両者ともほぼ一緒なので、≒5dBの
利得は、垂直面の指向性により生じたものです。
13.5°あたりがピークの仰角となり、直下の空中線利得は
約-1dBiとか-2dBiなんて値になります。
つまりしっかりと俯角減衰量を持っているのですが、
ダイポールは俯角減衰量を加味することになっていません。
水平ダイポールの俯角減衰量がゼロ、つまり自由空間での
計算ということになります。
以上
