UHFテレビアンテナ設置の性能を決める「素子」とは？ 地デジアンテナ取り付け工事で高性能になる素子数の選び方を徹底解説
八木式アンテナなど地デジ放送用テレビアンテナのUHFアンテナが、地デジ電波を受信する部品「素子（エレメント）」についての基礎知識と、強、中、弱の各電界地域向けに必要な高性能アンテナなどアンテナタイプや設置位置の選び方を、有名メーカーが運営する公式サイトの情報を元に解説いたします。
2023年現在、地デジ放送（地上デジタル放送）を視聴するための地デジアンテナ（UHFアンテナ）も、古典的な「八木式アンテナ」から、外観性や対候性を重視した「デザインアンテナ」「ユニコーンアンテナ」の三機種が存在する他、各モデルでもさまざまなバリエーションがございます。お客様は本体の形状や取り付け位置、カラーバリエーションまで、住宅の外観にマッチし、風雨などの影響も受けにくく寿命が長くなるアンテナ設置方法を選択できます。
しかしテレビアンテナでもっとも重要な性能としては、やはり電波の「受信性能」になります。どれだけデザインが良く、風雨などに強いアンテナでも、肝心のテレビ電波が十分に受信できないようでは意味がございません。お客様にとってもアンテナ工事をお考えの際、まず注目されるのは電波をしっかりと受信できるかといった点でしょう。
地デジアンテナの受信性能を示す指針には、主に「素子数」と「利得（動作利得）」などがございますが、この中で、一般の方にもわかりやすく受信性能を示す基準は「素子数」になります。素子数はアンテナモデルによっては「素子数相当」と呼ばれることがございますが、「20素子相当」などの数値で表記され、この数値が受信性能に直結するといってもいいものです。
ただ地デジアンテナを選ぶ際は、ただ素子数の大きいアンテナを設置すればいいというものでもございません。素子数の高いアンテナでも、現場の条件や取り付け位置によっては、素子数に応じた十分な受信性能が発揮できないこともございます。さらに受信できる電波レベルが高い地域で、素子数が高いアンテナを設置すると、かえって地デジ受信トラブルが生じることもございます。
地デジアンテナは、現場の電波状態や採用する機種、設置方式に適応した素子数のモデルを選択する必要がございます。
当コラムでは、地デジアンテナの「素子数」について、基本的な解説から、各アンテナモデルにおける「素子数」「素子数相当」の違い。また「利得」など素子以外で地デジアンテナの受信性能を決める要素など、素子を中心とした地デジアンテナの性能について、2023年（令和5年）度の最新の情報を元にご説明してまいります。
当コラムをお読みいただくことで、地デジアンテナにおける「素子数」がなんであるか。地デジアンテナモデルや素子数ごとの受信性能についてもご理解しやすくなることと存じます。
なお、地デジアンテナの各モデルで実際に可能となる素子数。現場の地デジ電波状態（電界地域）ごとに適したアンテナモデルと素子数については、やや長くなるため、当コラムの姉妹記事である以下のコラムで解説しております。
地デジ用テレビアンテナ（UHFアンテナ）のモデルによる素子数の違いは？ 高性能モデルは何素子数か？
地デジ用テレビアンテナ工事にて設置する電界地域に最適な受信性能は「何素子数」タイプか？ アンテナ機器の選び方を徹底解説！
各アンテナモデルの素子数について、またご自宅の電波環境に適した地デジアンテナモデル、素子数をご確認なさりたい場合は、こちらの２記事をご参照ください。
地デジアンテナの「素子（エレメント）」とは何なのか？
「素子」とはテレビアンテナに限らず、各種のアンテナにおいて、アンテナが電波を受信、または送信する部品のことです。別名を「エレメント」ともいいます。この素子がどういうものかは、地デジアンテナ（UHFアンテナ）で言えば、主に屋根の上に設置される昔ながらのテレビアンテナ「八木式アンテナ」を思い浮かべていただければわかりやすくなります。
現在のUHF波（極超短波）を使用する地上デジタル放送（地デジ）用に使われる八木式アンテナの形状は、主に矢印のような形をした骨組みに、短い横棒がいくつも取り付けられているもので、よく「魚の骨のような形」と表現されます。この魚の骨で言えば小骨に当たる横棒が「素子（エレメント）」です。この素子の数が多いほど地デジ電波をキャッチする性能が高まることから、アンテナに設置された横棒の数、すなわち「素子数」がアンテナの受信性能を示す数値として、性能表などにも明記されているのです。
素子アンテナと、それ以外の地デジアンテナの「素子数相当」とは？
地デジ用のUHFアンテナでは、八木式アンテナであれば、魚の小骨のような形で「素子（エレメント）」が露出しているため、外観からも「素子数」を判別することができます。テレビアンテナに限らず、このように素子が露出したアンテナは「素子アンテナ」と呼ばれ、電波の受信性能が高いことが特徴となります。
ただ現在の地デジアンテナには、薄型のボックス上で壁面に設置される「デザインアンテナ」や、アンテナ本体が円筒形のポール状である「ユニコーンアンテナ」などがございます。このような素子アンテナに含まれない地デジアンテナは、外部から素子が見えないため、外見から素子数を判断することはできません。
これらのアンテナでは、受信性能を示す指標として「素子数相当」が用いられます。「素子数相当」とはデザインアンテナ、ユニコーンアンテナの受信性能を、各素子数の八木式アンテナに換算し、どの素子数と同等であるかを表したものです。例えば「20素子」の八木式アンテナとほぼ同じ受信性能であれば「20素子相当」になります。
同じ「素子数（相当）」の地デジアンテナでも、アンテナモデルによって受信性能が異なる？
ただし素子アンテナではないアンテナは、素子アンテナに比べると、受信性能では一歩及ばない性質がございます。
具体的にご説明すると、20素子の八木式アンテナでも、実際の地デジ電波（UHF波）受信性能は、受信できる最大値から最小値まで、さまざまな条件によりやや幅が生じます。そして同じ20素子（相当）の地デジアンテナでも、素子アンテナである八木式アンテナは、20素子の範囲で高めの受信性能を発揮します。一方、素子アンテナではないデザインアンテナ、ユニコーンアンテナなどは、20素子相当の範囲でもやや低めの受信性能となります。
また地デジアンテナの受信性能は、取り付ける高さによっても変動します。八木式アンテナやユニコーンアンテナなど、住宅の屋根の上に設置できるUHFアンテナは、地デジ電波が周辺の障害物などに影響されにくいため、受信性能が安定します。
しかしデザインアンテナを壁面に設置するなど、設置位置が低い場合は、周辺に高層建築物がある場合や住宅密集地などでは、障害物に地デジ電波が遮断されるため、受信できる地上デジタル放送の電波レベルが弱まり、受信感度が低下しやすくなります。
総じて地デジアンテナモデルのうち、受信性能に関しては、同じ素子数（相当）の機種でも八木式アンテナがもっとも高く、デザインアンテナやユニコーンアンテナはやや低くなります。
そして設置位置の高さにより、主に屋根の上に設置される八木式アンテナ、ユニコーンアンテナは、壁面に設置されるデザインアンテナに比べて受信性能では有利となります。ただこの点については、デザインアンテナも屋根の上のマスト（支柱、ポール）に設置することでほぼ同等となります。ただその場合、デザインアンテナのメリットである外観性、対候性がやや低下してしまいます。
地デジ電波の性質や地デジアンテナの基礎知識について、より詳しい情報は以下のコラム記事をご参照ください。
地上デジタル放送の「地デジ電波」基礎知識
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衛星放送用BS/CSアンテナに「素子」はある？
以上の解説は、地デジ電波および地デジアンテナの解説になります。では衛星放送用のBS/CSアンテナは、受信性能を素子数相当で表さないのかと、疑問に思われる方もおられるでしょう。
結論から申しあげると、BS/CSアンテナには、地デジアンテナのような素子（エレメント）や、素子数に相当する基準はございません。
衛星放送用のBS/CSアンテナは、宇宙空間の周回軌道上に位置し、地上から見れば空の一ヵ所に静止して見える「静止衛星」から地上めがけて送信される衛星放送の電波を受け止める「パラボラアンテナ」として知られています。
BS/CSアンテナ（パラボラアンテナ）は、大きな皿のような形状の「ディッシュ」を人工衛星の方向へと正確に向け、直進的に送られる衛星放送の電波を垂直に受けとめ、ディッシュの内側で中心部へと反射させます。
一点に集中した電波は、アームでディッシュの中心部に固定されている「コンバーター」に集められ、このコンバーターでテレビ電波に適した周波数の電波に変換して、ケーブルで屋内のテレビなど受信機器に送られ、BS/CSチューナーで変換されて衛星放送が視聴できるという仕組みになっています。このような構造であるため、BS/CSアンテナをはじめとするパラボラアンテナには、素子が必要ないのです。
BS/CSアンテナは、どのメーカーやモデルの機器であっても、基本的な受信性能に大きな違いは生じません。ただBS/CSアンテナ（パラボラアンテナ）は非常に指向性が高くなるため、衛星放送用の人工衛星が位置する東経110度の方向へ正確にアンテナを向けなければならず、ミリ単位のズレでも受信性能が大きく低下してしまいます。
基本的にBS/CSアンテナ本体の受信性能を決めるのは、ディッシュ部の大きさになります。一般家庭用のBS/CSアンテナは、45型（ディッシュ直径が45センチ）が通常のモデルです。ただ衛星放送の電波は、日本国内でも中心部から外れた北部や南端部、離島部などではやや電波レベルが低下する他、降雨や降雪でも電波が乱れて受信不良となる「降雨（降雪）減衰」が生じます。
衛星放送の電波が弱いエリア向けでは、50型、60型、75型など、やや大型のパラボラアンテナを使用することにより、受信感度が安定します。またこのような大型のBS/CSアンテナであれば降雨減衰にも強くなる。また個人の意見ながら、衛星放送の画質や音質が向上するという声も聞かれます。
半面、大型のBS/CSアンテナは風雨などによりアンテナ角度のズレなどが生じやすくなる面もあるため、設置には注意が必要です。ちなみに90型以上の超大型BS/CSアンテナも存在しますが、これらはマンションなど集合住宅に使用される共同受信用になります。
衛星放送およびBS/CSアンテナの詳細については、以下のコラム記事をご確認ください。
BS/CSアンテナ（衛星放送用アンテナ）の基礎知識
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衛星放送用BS/CSアンテナの種類と性能とは？ 地デジテレビアンテナとの違い、設置工事の方法から機種の選び方まで解説！
各種地デジアンテナについて
上記の通り、現在、戸建住宅に設置される主な地デジアンテナは、素子数の選択肢が多く、屋根の上に設置されることから、高い受信感度を確保でき、強電界地域から弱電界地域まで幅広く使用できる半面、外観性や風雨などへの抵抗力にやや劣る八木式アンテナ。
外観性や対候性に優れる半面、素子数相当のバリエーションが少なく、設置位置も壁面などやや低くなることから、受信感度がやや低くなり、弱電界地域や設置位置の周辺環境によっては設置できないこともあるデザインアンテナ。
ポール状の形状で屋根の上などの高所に設置できるため、デザインアンテナと同じく耐風性や外観性に優れる一方、受信性能も八木式アンテナに近くなる、双方のアンテナの長所を兼ね備えたユニコーンアンテナの三機種になります。
他にも使用できるのは強電界地域に限られすが、受信性能は低いものの、室内に設置できる室内アンテナや、屋外屋外兼用型の地デジアンテナも存在します。
これら地デジアンテナ機種の詳細については、上記した本コラムの姉妹記事（「各アンテナモデルと素子数」「設置現場に適したモデル」）の他、以下の各コラム記事でもご説明しております。
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素子数の他に地デジアンテナの受信性能を決める要素
地デジアンテナの性能表に表記されることが多い項目で、素子数の他に、地デジアンテナの受信性能を決める要素、また受信に関係する要素には、以下のものがございます。
・利得（動作利得）
利得は冒頭でも記した通り、素子数に並んで地デジアンテナの受信性能を決める要素で「ゲイン（gain）」とも呼ばれます。
地デジアンテナの利得とは、受信した地デジ電波の強さに対し、どの程度の強さの電波を出力できるかを数値化したものです。単位は「㏈」で表され、この数値が大きいほど高性能な地デジアンテナと言えます。なお利得の数値は、素子数が多いほど高くなります。
動作利得についての詳細は、以下のコラム記事でもご説明しております。
地デジアンテナや無線通信用アンテナの性能を示す利得、動作利得とは何か？ 素子数との違いなど地デジアンテナ基礎知識も解説
・水平偏波用／垂直偏波用
電波塔から送信される地デジ電波の約90パーセントは、地面に対して水平の波長を描く水平偏波で送信されます。ただ一部の電波塔では、地面から垂直の波長を描く垂直偏波が使用されます。
これは地デジ電波塔の付近に携帯電話の中継局などがあり、周波数の近い電波が送信されていると、電波が入り混じる「混信」が生じて受信不良の原因になるためです。しかし波長の角度が異なる電波同士は混信しにくくなるため、混信の可能性があるエリアでは、地デジ電波に垂直偏波を利用することで避けているのです。
この水平偏波、垂直偏波に対して、地デジアンテナ側では設置角度を90度変えることで対応できます。ただ八木式アンテナはともかく、デザインアンテナでは角度の変更により、特徴であるデザイン性が損なわれることもあるため、デザインアンテナには水平偏波用、垂直偏波用のモデルが用意されております。またユニコーンアンテナは、2023年現在は、水平偏波対応モデルのみになっています。
水平偏波、垂直偏波の違いについては、以下のコラムでも詳細を解説しております。
地デジの「水平偏波」「垂直偏波」の違いとは？
・VSWR
VSWRとは「電圧定在波比」のことです。「定在波比」を表すVWR。略称であるVSと表記されることもございます。
これは回路やケーブルなどの高周波特性を示す指標であり、機器やケーブルを高周波信号が通過する際に、信号の一部が反射される度合いのことです。反射が大きくなるほど数値が大きくなり、信号のロスなどが大きくなることになります。
地デジアンテナの場合は、受信した電波がケーブルで送信される際の反射の度合いを表し、基本的に低いほど高性能だといえます。ただ実際的には「３」より低い数値であれば特に問題はございません。
・半値幅
これは、地デジアンテナの指向性を示す数値で、角度の範囲で表されます。アンテナの受信性能がもっとも高くなる角度を基準として、そこからアンテナ角度を左右にずらし、受信性能が半分になる角度を「半値幅」といいます。
したがって半値幅が狭ければ指向性が高く、広いほど指向性は低くなります。地デジアンテナは受信性能が高いほど指向性も高くなります。つまり受信感度が高い地デジアンテナは指向性が高くなり、設置角度の調整も難しくなるのです。
基本的には設置する現場の地デジ電波レベルに合わせて、受信性能と指向性のバランスを考慮する必要がございます。
半値幅と深く関連する地デジアンテナの指向性については、以下のコラム記事でも詳しくご説明しております。
地デジのテレビアンテナで受信できる方向は指向性で決まる？ アプリでアンテナの方向調整に最適な角度を調べる方法も徹底解説！
・前後比
これはアンテナの前方で受信できる利得と、広報で受信する利得の差を表した数値で、単位は電波レベルの強度を示す「㏈（デシベル）」の幅になります。「F/B比」と表現されることもございます。
地デジアンテナの場合、設置した場所の前方で受信できるのは必要となる地デジ電波であり、後方から届くのはノイズの原因となる無関係で不要な電波となります。そのためこの前後比が大きいほど、不要な電波をカットできて、受信できる地デジ電波の質が高くなるということになります。この前後比も、基本的にアンテナの素子数が多いほど高くなります。
まとめ
地デジアンテナにおいて、地デジ電波を受信する中心的な部品であり、その数によって受信性能が決まる「素子」の基礎知識は、以上の通りです。素子について理解することで、各地デジアンテナの性能も把握しやすくなります。また前述の姉妹記事である、
地デジ用テレビアンテナ（UHFアンテナ）のモデルによる素子数の違いは？ 高性能モデルは何素子数か？
地デジ用テレビアンテナ工事にて設置する電界地域に最適な受信性能は「何素子数」タイプか？ アンテナ機器の選び方を徹底解説！
と合わせてお読みいただければ、よりご理解が深まることと存じます。
なお、地デジアンテナで受信する地デジ電波の強さや品質については、以下のコラム記事でも解説しております。
地デジ電波の強さと品質を示す「dB」「MER」「BER」とは何か？
地デジアンテナ設置をお考えのお客様で、アンテナ本体の素子数をはじめとする受信性能について何かご不明な点がございましたら、当あさひアンテナのフリーダイヤル（0120-540-527）かメールフォーム、LINEアカウントまで、地デジアンテナ取り付け工事のご相談と合わせて、お気軽にお問い合わせいただければ幸いです。
