カーナビ 電波を操る：開口アンテナの秘密
開口アンテナとは、電波の出入り口となる部分、すなわち開口部を持つアンテナのことを指します。この開口部の形状を工夫することで、電波を特定の方向に集中させて送受信することができます。この性質は指向性と呼ばれ、開口アンテナの重要な特徴です。
身近な例として、衛星放送を受信するためのお椀のような形をしたパラボラアンテナが挙げられます。このお椀型の形状は、反射鏡の役割を果たし、衛星から届く微弱な電波を集めて受信機に導きます。また、メガホンに似た形をしたホーンアンテナも開口アンテナの一種です。ホーンアンテナは、メガホンのように電波を特定の方向に向けて放射するために用いられます。
これらのアンテナは、開口部の形によって電波の指向性を制御しています。例えば、パラボラアンテナの曲面は、特定の方向から来る電波を一点に集めるように設計されています。ホーンアンテナの場合、メガホン状の構造が電波を特定の方向に放射する役割を果たします。
開口アンテナは、特定の方向との通信が必要な様々な場面で活躍しています。例えば、衛星放送の受信以外にも、レーダーのように遠くの物体を検知する用途にも使われています。自動車にも、後方の障害物を検知する装置（バックソナー）にこの技術が応用されています。バックソナーは、超音波という高い周波数の音波を用いて障害物までの距離を測りますが、この超音波を送受信するための装置にも開口アンテナの原理が利用されています。
電波の波長が短いほど、指向性を高くすることが可能です。そのため、開口アンテナは、マイクロ波以上の高い周波数帯で使用されることが多いです。高い周波数帯の電波は、波長が短いため、より鋭い指向性を実現することができます。これは、遠くまで電波を飛ばしたり、小さな物体を検知したりする際に非常に役立ちます。