ダイバーシティ（Diversity）とは、英語で「多様性」という意味です。ダイバーシティアンテナというのは、電波を受信するために用いられるアンテナを、1本ではなく、複数用意するというものです。有線接続と違い、離れた2点間を電波によって情報をやり取りする無線通信は、便利な半面、電波の状態によってその通信状態が大きく変化するという欠点も持っています。とくに無数の電波が混在する街なかや、電波の送受信機が高速で移動するような状況では、通信が不安定になることがあります。ダイバーシティアンテナは、こうした状況に効果を発揮するもので、とくに移動体における無線通信などでよく使われます。身近な例としては、車載テレビに使われるアンテナや、無線LANで使われるアンテナ、携帯電話のアンテナなどが挙げられます。

PCMCIA用の無線LANカードの内部。L字型の二つの部品がダイバーシティアンテナ

　ダイバーシティのその原理は非常に簡単です。電波を受信するアンテナを、通常1組あればよいところを複数用意しておき、その時々でもっとも通信状態が良好なアンテナの電波を採用するのです。テレビを搭載した自動車には、リアウィンドウなどに4本のアンテナが取り付けられているのを見かけることがありますが、実はこれらのアンテナは、4本すべてが同時に使われるわけではなく、瞬間瞬間を見ればこの中の1本だけが使われているに過ぎないのです。携帯電話や無線LANカードも、一見すると複数のアンテナがあるようには見えないかもしれませんが、その内部に複数用意されていて、その時時でもっとも状態が良好なアンテナの電波が採用されます。

　しかし、自動車の例はともかく、携帯電話や無線LANなどは、たとえ複数のアンテナがあったとしても、それらのアンテナ間の距離はほとんど離れていません。こんなに近いアンテナ同士では、たとえ別々のアンテナでも、両者の通信状態はそれほど違うのでしょうか？　実は、これが意外に変化するものなのです。電波というのは、文字どおり波なので、水面の波と同様、二つの波がぶつかり合うと、合成されて波が大きくなったり、打ち消し合って小さくなったりします。たとえば電波を反射する物質（建物の壁など）がある場合などは、本来の電波と反射波とがぶつかり合って、強め合うところと打ち消し合うところができてしまうのです。こうした現象のことを「フェージング」と呼びます。フェージングによって電波を強め合うところと打ち消し合うところとの距離は、電波の波長によって決まります。たとえば無線LANで使われる2.4GHz帯の場合では、その波長はわずか120mmほどですから、位置が数十mm変化するだけでも、電波の強度は大きく違ってきます。このため、ほんの少しでもアンテナの位置を変えることにも意味があるわけです。

　ダイバーシティの方式には、いくつかの種類があります。ここで説明したように、同じアンテナを複数、物理的な位置を変えて配置する方式のことを「空間ダイバーシティ」、また電波を受信する方向を変えた複数のアンテナを用意するものを「角度ダイバーシティ」などと呼びます。ほかにも、送受信に複数の周波数を用いる「周波数ダイバーシティ」、同じ信号を時間をずらして送受信する「時間ダイバーシティ」などがあります。また、電波をはじめ波には縦波や横波など、波の振れる方向があり、この振れる方向の面を「偏波面」と言います。この偏波面に応じてアンテナを複数用意する「偏波ダイバーシティ」といった方式もあります。とはいえ、もっともよく使われているのが、空間ダイバーシティ方式でしょう。ダイバーシティアンテナは、もっぱら電波を受信する側で効果を発揮する技術です。そのため無線LANや携帯電話のように、双方向で電波が送られる場合には、2点間で両方ともダイバーシティ方式を採用することがほとんどです。また電波を送信する場合でも、受信時にもっとも電波状態が良好だったアンテナを使用して送信すれば、より良好な送信を行なうことが可能です。

　ダイバーシティアンテナ技術は、移動体などのように電波状況が悪い状況下で効果を発揮します。ただ注意したいのは、この技術はあくまで、フェージングなどの影響で受信状態が悪化することを避ける技術であるという点です。フェージングによる影響ではなく、単純に距離が遠くなることで発生する電波の減衰に対しての効果は、それほど高いわけではありません。このような場合には、感度の高いアンテナや、中継アンテナを利用するほうがより高い効果が得られます。

（天野 司）