【コラム】

軍事とIT

182 アンテナいろいろ(1)アンテナの重要性

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本連載は「軍事とIT」というタイトルだが、実質的にはIT(情報技術)というよりもICT(情報通信技術)にフォーカスしていると言える。実のところ、情報技術がこの業界に入り込んでくるよりも先に、まず通信のほうが先行していた。

電気通信とアンテナ

第2次世界大戦の頃に活躍した戦闘機のプラモデルを作った経験がある方ならご存じかと思うが、この頃の戦闘機は大抵、操縦席の後ろ辺りから柱を立てて、垂直尾翼に張線をつないでいる。

プラモデルでこれを再現しようとすると、部品を取り付けてある枠(ランナー)をローソクか何かであぶって溶かして、柔らかくなったところで引っ張って細く引き伸ばす、いわゆる伸ばしランナーを使う。

これが何のためにあるかというと、無線機のアンテナにするためだ。真空管しかなかった時代の話だから、国によって性能の優劣が激しく、時には「ガアガアうるさいばかりでよく聞こえない」なんてこともあったらしい。

その代わり、ちゃんと会話ができる無線機ができれば、複数の戦闘機が相互に連絡をとり、支援し合いながら交戦できるので、単機で戦うよりも有利である。何かまずいことがあった時に助けを呼ぶこともできるし、敵機を発見したらいち早く知らせることもできる。

操縦席から尾翼まで、何メートルもある張線を引っ張ってアンテナにしていたということは、当時の無線機が使用する周波数帯は相応に低い、言い換えれば波長が長い電波だったのだろうと推察できる。無線機に限らずレーダーも同じで、マイクロ波を使うレーダーを実現できた事例は多くなかった。

CHレーダーと巨大な鉄塔

だから、第2次世界大戦の初期にイギリス軍がCH(Chain Home)という対空警戒レーダー網を構築した時は、使用した電波の周波数帯は22.7~29.7MHz(波長は10~13.6m)と低いものだった。当然、その長い波長に見合ったサイズのアンテナ(空中線)が必要になるので、高さ110m間隔55mの鉄塔を建てて、その間に線を張ってアンテナを構成した。

こんなデカブツが出現すれば目につかないはずはなく、実際、ドイツ軍はレーダー施設の破壊を試みたという。しかし、精密誘導兵器など存在しない御時世の話だから、鉄塔に爆弾を直撃させて完璧に破壊するのは難しく、壊してもすぐに再建されてしまったという。

面白いのは、「鉄塔はスカスカで隙間が多かったから、近くに着弾しても爆風がすり抜けてしまい、なかなか破壊できなかった」という話。言われてみれば確かにその通りだが、意外と気付かない話である。

参考 : The Radar Pages http://www.radarpages.co.uk/ (左側の項目一覧にある「RAF radar」をクリックすると、CHを含む、イギリス軍のレーダーに関する解説ページに移動する。そちらでも左側に項目一覧がある)

対するドイツ軍も、イギリス空軍の夜間都市爆撃に対抗するためにレーダー網を構築して対空警戒を実施していたほか、レーダーを搭載した夜間戦闘機を飛ばしていた。CHほどではないが(そんな大きなレーダーは飛行機に載らない!)、ドイツ軍の機上レーダーも相応に大がかりな品物で、機首にかんざしみたいな格好でレーダー・アンテナを取り付ける仕儀となった。当然、その分だけ空気抵抗が増えて速度が落ちるのだが、敵が見えなければ話にならないのだから仕方ない。

参考 : FuG202 (Wikipedia) https://ja.wikipedia.org/wiki/FuG202

また、英独双方に言えることだが、地上の管制官が無線で上空の戦闘機に対して敵情を知らせたり、向かうべき方位や場所を指示したりしていた。つまり、まともな無線機がなければ防空戦を展開できないわけで、それを実現するにはやはりアンテナが不可欠になる。

軍事作戦と通信の関わりについて取り上げ始めると、それだけで本が1冊できてしまうが、戦史における重要な事例ということで、英独の話を書いてみた。

では、現代の状況は?

ここまでは第2次世界大戦の話だったが、50年以上前でもそんな状況だったのだから、現代はさらにすごいことになっている。もちろん、電子技術が飛躍的に発展したおかげで電子機器は小型になり、性能が上がり、信頼性が向上した。

アンテナも同様だが、なにしろ用途も種類も多様化している。だから、今時の軍用機も艦艇も、とにかくアンテナだらけである。外部に突出したアンテナだけでなく、埋め込み式にした、わかりにくい形のアンテナもいろいろある(特にステルス性の要求が増したことで、その傾向が強まっている)。

艦艇でも航空機でもそうだが、さまざまなアンテナを併用しなければならなくなったため、干渉が生じないように配慮する必要が生じた。ことに艦艇の場合、レーダーのアンテナは捜索範囲を広くとるために、できるだけ高いところに設置したいという要求がある。また、衛星通信のアンテナは当然ながら、頭上が開けていなければ仕事にならない。

見晴らしのいい場所、高い場所の奪い合いが生じる一方で、それぞれが送信したり受信したりする電波が干渉しないようにしなければならないのだから、ことに艦艇のマストとアンテナ配置に関する設計は、かなり頭の痛い作業である。

海上自衛隊の護衛艦「てるづき」。平面型アンテナ、ドームに収められた衛星通信アンテナ、棒状のアンテナなど、まるでアンテナ展覧会のごとき様相を呈している

詳しい各論は次回以降に取り上げていくことにして、アンテナを使用するデバイスとしてどんなものがあるかを、簡単にまとめておこう。

通信機

最も古くからある用途。昔は地上波の通信だけだったが、近年では衛星通信のニーズが増えており、特に艦艇は上を向いた衛星通信用アンテナのドームが増える一方だ。衛星通信は電離層を突破できる、比較的高い周波数の電波を使用するから、アンテナはあまり大がかりにならない。

レーダー

通信機の次ぐらいに古くからある用途。初期のレーダーは送信用のアンテナと受信用のアンテナを別々に持っていたが、今は一体である。連続波ではなくパルス波を発信して、「送信-聞き耳-送信-聞き耳……」と繰り返せば、1つのアンテナで送信と受信を兼用できる。

電子戦(ESM : Electronic Support Measures)

レーダーが出現したことで必要になった用途。敵軍が使用するレーダー電波を受信・解析して、妨害のために必要な情報を得るために使用する。また、敵軍のレーダーの存在を嗅ぎつけることで警戒態勢をとったり、レーダー電波の飛来方向に基づいて敵軍の所在を知る一助にしたり、といった使い方もある。

電子戦(ECM : Electronic Countermeasures)

ESMによって得たデータに基づいて、敵軍のレーダーを妨害して、機能低下、あわよくば無力化にまで至らせようというもの。

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インデックス

連載目次
第214回 光学センサー機器(5)陸戦用の暗視装置
第213回 光学センサー機器(4)艦艇用のEO/IRセンサー
第212回 光学センサー(3)EO/IRセンサーとレーザー目標指示器の一体化
第211回 光学センサー機器(2)NOCTIS IN DIES(夜を昼に変える)
第210回 光学センサー機器(1)光学センサーとは
第209回 特別編・地震観測技術と核実験監視の関係
第208回 特別編・システム屋さんから見たイージス・アショアの利点
第207回 ソナー(11)水測予察と音響処理
第206回 ソナー(10)被探知を避けるためのあれこれ
第205回 ソナー(9)哨戒機とソノブイ・その2
第204回 ソナー(8)哨戒機とソノブイ・その1
第203回 ソナー(7)電纜敷設艦と海洋観測艦
第202回 ソナー(6)曳航ソナーの方位アンビと多局化
第201回 ソナー(5)SOSUSとSURTASS
第200回 ソナー(4)可変深度ソナーVDS(Variable Depth Sonar)
第199回 ソナー(3)パッシブ・ソナーの構造に関する基本
第198回 ソナー(2)アクティブ・ソナーの構造に関する基本
第197回 ソナー(1)ソナーの種類と用途
第196回 特別編・F-35の量産を支えるグローバル・サプライチェーン
第195回 特別編・カール・グスタフ無反動砲
第194回 アンテナ(10)巨大なアンテナ - 「象のオリ」「スペース・フェンス」
第193回 アンテナ(9)艦艇用のアンテナは難しい
第192回 アンテナいろいろ(8)電子戦機器のアンテナ
第191回 アンテナいろいろ(7)潜水艦の通信
第190回 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(2)
第188回 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(1)
第187回 アンテナ(6)衛星のアンテナ
第186回 アンテナいろいろ(5)通信機器のアンテナ
第185回 アンテナいろいろ(4)レーダーのアンテナ・その3
第184回 アンテナいろいろ(3)レーダーのアンテナ・その2
第183回 アンテナいろいろ(2)レーダーのアンテナ・その1
第182回 アンテナいろいろ(1)アンテナの重要性
第181回 マン・マシン・インタフェース(6)カラー表示とモノクロ表示
第180回 マン・マシン・インタフェース(5)ポインティングとスマホ化
第179回 マン・マシン・インタフェース(4)どう操作するか
第178回 マン・マシン・インターフェイス(3)情報の見せ方・その2
第177回 マン・マシン・インタフェース(2)情報の見せ方(その1)
第176回 マン・マシン・インタフェース(1)インタフェースの良し悪しは重要
第175回 人工衛星(9)データ中継衛星と衛星間通信
第174回 人工衛星(8)データの受信・解析・配信
第173回 人工衛星(7)衛星管制網と衛星管制システム
第172回 人工衛星(6)UAVと衛星の関係
第171回 延命改修(7)形態管理
第170回 延命改修(6)ミサイルの場合
第169回 延命改修(5)艦艇の場合
第168回 延命改修(4)輸送機の場合
第167回 延命改修(3)AWACS機の場合 - E-3Cセントリーの機内を紹介
第166回 延命改修(2)F-15の場合
第165回 延命改修(1)総論
第164回 特集F-35(6)短距離離陸・垂直着陸を容易に実現
第163回 特集F-35(5)ソフトウェアの開発と飛行諸元の制限
第162回 特集F-35(4)不思議の国のALIS
第161回 特集F-35(3)CNIとデータリンク
第160回 特集F-35(2)EO-DASとHMD
第159回 特集F-35(1)精緻な組み立て工程
第158回 平成29年度概算要求における情報通信系の話題
第157回 装甲戦闘車両とIT(12)車両の無人化と自動走行
第156回 装甲戦闘車両とIT(11)IEDジャマー
第155回 装甲戦闘車両とIT(10)周辺監視用カメラなど
第154回 装甲戦闘車両とIT(9)アクティブ自衛システム
第153回 装甲戦闘車両とIT(8)砲弾と信管
第152回 装甲戦闘車両とIT(7)ネットワーク化とユーザー・インタフェース
第151回 装甲戦闘車両とIT(6)FBCB2とBFTとBMS
第150回 装甲戦闘車両とIT(5)指揮車という名のAFV
第149回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(4)IED対応のアクティブ座席
第148回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(3)砲兵の射撃統制装置
第146回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(2)戦車の射撃統制装置
第145回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(1)行進間射撃
第144回 X-2と将来戦闘機(10)運用構想と技術の関係
第143回 X-2と将来戦闘機(9)機内空間設計と3D CAD
第142回 X-2と将来戦闘機(8)FBWか、FBLか
第141回 X-2と将来戦闘機(7)データリンク
第140回 X-2と将来戦闘機(6)モデリングとシミュレーション
第139回 X-2と将来戦闘機(5)カウンター・ステルス
第138回 X-2と将来戦闘機(4)クラウド・シューティング
第137回 実はハイテクな救難ヘリコプター
第136回 X-2と将来戦闘機(3)スマート・スキン
第135回 X-2と将来戦闘機(2)推力・飛行統合制御[2]
第133回 X-2と将来戦闘機(1)推力・飛行統合制御[1]
第132回 軍事作戦と通信(5)通信とコンピュータの関わり
第130回 軍事作戦と通信(4)国立暗号博物館訪問記
第129回 軍事作戦と暗号(3)暗号の機械化
第128回 軍事作戦と通信(2)コードとサイファー
第127回 軍事作戦と通信(1)通信手段いろいろ
第126回 人工衛星(5)早期警戒衛星
第125回 人工衛星(4)測位衛星(航法衛星)
第124回 人工衛星(3)偵察衛星
第123回 人工衛星(2)通信衛星
第122回 人工衛星(1)軍事衛星の種類いろいろ
第121回 防空とIT(7)エネルギー兵器の場合
第120回 防空とIT(6)IAMD(防空とミサイル防衛の統合)
第119回 防空とIT(5)艦隊防空[その2]
第118回 防空とIT(4)艦隊防空[その1]
第117回 防空とIT(3)野戦防空
第116回 防空とIT(2)防空システムのコンピュータ化
第115回 防空とIT(1)第二次世界大戦における防空システム
第114回 米海軍イージス艦を見る(4)戦闘システムの形態管理
第113回 米海軍イージス艦を見る(3)艦橋の更新
第112回 米海軍イージス艦を見る(2)戦闘システムの更新
第111回 米海軍イージス艦を見る(1)「変わるもの」と「変えてはいけないもの」
第110回 電子戦とIT(10)蔵出し写真館・艦艇編
第109回 電子戦とIT(9)蔵出し写真館・飛行機編
第108回 電子戦とIT(8)電子戦装置の自動化
第107回 電子戦とIT(7)艦艇の電子戦装備
第106回 電子戦とIT(6)その他の電子戦
第105回 電子戦とIT(5)自衛用電子戦装備
第104回 電子戦とIT(4)ECCM
第103回 電子戦とIT(3)ECMとCOMJAM
第102回 電子戦とIT(2)脅威ライブラリ
第101回 電子戦とIT(1)電子戦とはなんぞや
第100回 水中戦とIT(9)ソノブイ・オペレーション
第99回 水中戦とIT(8) 潜水艦の目標運動解析(2)
第98回 水中戦とIT(7) 潜水艦の目標運動解析(1)
第97回 水中戦とIT(6)港湾警備・ダイバー探知
第96回 水中戦とIT(5)嫌らしい機雷
第95回 水中戦とIT(4)機雷戦その2
第94回 水中戦とIT(3)機雷戦その1
第93回 水中戦とIT(2)魚雷避けに関するいろいろ
第92回 水中戦とIT(1)水中戦とは?
第91回 艦艇のシステム化(6)タンクと電子制御
第90回 艦艇のシステム化(5)フネの中における通信手段
第89回 艦艇のシステム化(4)ズムウォルト級とTSCE-I
第88回 艦艇のシステム化(3)省人化とダメコン
第87回 艦艇のシステム化(2)指揮管制装置とは
第86回 艦艇のシステム化(1)システム艦とは
第85回 射撃管制(6)対地・対艦ミサイル
第84回 射撃管制(5)対空ミサイル
第83回 射撃管制(4)砲兵に特有の事情
第82回 射撃管制(3)機関銃・機関砲・火砲その3
第81回 射撃管制(2)機関銃・機関砲・火砲その2
第80回 射撃管制(1)機関銃・機関砲・火砲その1
第79回 相互運用性(5)相互運用性実現の足を引っ張るのは?
第78回 相互運用性(4)物資補給の相互運用性
第77回 相互運用性(3)情報システムの相互運用性
第76回 相互運用性(2)通信分野の相互運用性
第75回 相互運用性(1)相互運用性とは
第74回 不正規戦とIT(8)NATOが演習にソーシャル・メディアを取り込む
第73回 不正規戦とIT(7)国境線の侵入監視や港湾警備
第72回 不正規戦とIT(6)不正規戦と電子戦
第71回 不正規戦とIT(5)コミュニケーションに翻訳ツール
第70回 不正規戦とIT(4)民心掌握とIT
第69回 不正規戦とIT(3)通信を利用した追跡・捕捉
第68回 不正規戦とIT(2)コミュニケーション手段としてのIT
第67回 不正規戦とIT(1)宣伝戦とインターネット
第66回 衛星携帯電話も使いよう
第65回 個人用装備のIT化(5)無線機をめぐる話・いろいろ!?
第64回 個人用装備のIT化(4)個人用武器の精密誘導化
第63回 個人用装備のIT化(3)個人用情報端末機器のあれこれ
第62回 個人用装備のIT化(2) 個人レベルの通信網はどうするか
第61回 個人用装備のIT化(1) 個人レベルの情報武装
第60回 サイバー防衛(8) ソーシャル・エンジニアリング
第59回 サイバー防衛(7) サプライチェーンという戦場
第58回 サイバー防衛(6) オープンな場も戦場になる
第57回 サイバー防衛(5) 弱者の最強兵器
第56回 サイバー防衛(4) アクティブ・ディフェンス
第55回 サイバー防衛(3) 攻撃手段いろいろ
第54回 サイバー防衛(2) サイバー攻撃の動機・手段・内容
第53回 サイバー防衛(1) サイバー攻撃・サイバー防衛とは
第52回 軍事におけるシミュレーションの利用(6) 負傷者治療の巻
第51回 軍事におけるシミュレーションの利用(5) 計測とデブリの巻
第50回 軍事におけるシミュレーションの利用(4) 海の巻
第49回 軍事におけるシミュレーションの利用(3) 陸の巻
第48回 軍事におけるシミュレーションの利用(2) 空の巻
第47回 軍事におけるシミュレーションの利用(1) RDT&Eの巻
第46回 情報活動とIT(6) 情報戦とサイバー戦
第45回 情報活動とIT(5) 情報資料の配信と利用
第44回 情報活動とIT(4) 情報を管理するためのシステムに求められる課題
第43回 情報活動とIT(3) ELINT・COMINT・SIGINT
第42回 情報活動とIT(2) 画像情報のデジタル化
第41回 情報活動とIT(1) なぜ情報活動が必要か
第40回 軍艦・海戦とIT (6) 艦艇の設計・建造とIT
第39回 軍艦・海戦とIT (5) ダメージコントロール
第38回 軍艦・海戦とIT (4) ウェポンシステムとオープンアーキテクチャ
第37回 軍艦・海戦とIT (3) データリンクによるネットワーク化
第36回 軍艦・海戦とIT (2) 艦内ネットワークの整理統合
第35回 軍艦・海戦とIT (1) システム艦ってなに?
第34回 警戒監視体制の構築とIT(6) IT化と人手の使い分け
第33回 警戒監視体制の構築とIT(5) 宇宙空間とサイバー空間
第32回 警戒監視体制の構築とIT(4) 陸の警戒監視
第31回 警戒監視体制の構築とIT(3) 海の警戒監視
第30回 警戒監視体制の構築とIT(2) 空の警戒監視
第29回 警戒監視体制の構築とIT(1) 警戒監視とITの関わり
第28回 指揮統制・指揮管制とIT(4) : 関連する要素技術とまとめ
第27回 指揮統制・指揮管制とIT(3) 軍艦の戦闘指揮所
第26回 指揮統制・指揮管制とIT(2) 特定任務分野の指揮管制
第25回 指揮統制・指揮管制とIT(1) 戦略・作戦レベルの指揮統制
第24回 陸戦とIT(6) 兵站業務とIT活用
第23回 陸戦とIT(5) 地雷やIEDの探知もハイテク化
第22回 陸戦とIT(4) IT化と電源の問題
第21回 陸戦とIT(3) 陸戦と通信網
第20回 陸戦とIT(2) 陸戦兵器の精密誘導化
第19回 陸戦とIT(1) 陸戦における状況認識
第18回 UAVとモジュラー設計
第17回 UAVによる映像情報の収集とデータ処理
第16回 無人戦闘機は実現可能か?
第15回 UAVと有人機の空域共有問題
第14回 武装UAVのオペレーション
第13回 無人偵察機(UAV)に関する基本と武装化の経緯
第12回 Build a Little, Test a Little and Learn a Lot
第11回 イージス・アショアとモジュール化と相互運用性
第10回 ミサイル防衛に必要な通信網とネットワーク化交戦
第9回 イージス艦のベースラインと能力向上
第8回 イージス艦とはそもそも何か
第7回 弾道ミサイル防衛とC2BMC
第6回 F-35ライトニングIIの操縦システム
第5回 F-35ライトニングIIの兵站支援
第4回 F-35ライトニングIIのソフトウェア
第3回 F-35ライトニングIIとネットワーク中心戦
第2回 F-35ライトニングIIの"眼"
第1回 F-35ライトニングIIは何が違う?

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