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無指向性ビーコン（NDB ）または無指向性無線ビーコンとは、固有の方向情報を持たない無線ビーコンのことです。無線ビーコンは、航空または船舶の航行援助として使用される、既知の場所に設置された無線送信機です。NDBは、低周波無線測距儀、VHF全方向無線標識（VOR）、戦術航空航法システム（TACAN）などの指向性無線ビーコンやその他の航行援助とは対照的です。
NDB信号は地球の曲率に沿って伝わるため、VORに比べてはるかに遠距離で低高度でも受信できるという大きな利点があります。しかし、NDB信号は特に長距離では、大気の状態、山岳地帯、沿岸の屈折、雷雨の影響をより強く受けます。このシステムは、アメリカ陸軍航空隊（USAAC）のアルバート・フランシス・ヘーゲンバーガー大尉によって開発され、 1932年5月9日に世界初の計器着陸進入に使用されました。 [ 1 ]
航空で使用される NDB は、国際民間航空機関(ICAO) 附属書 10によって標準化されており、 NDB は 190 kHz～ 1750 kHzの周波数で運用されることが規定されています[ 2 ]。ただし、通常、北米のすべての NDB は 190 kHz ～ 535 kHzで運用されています[ 2 ] 。各 NDB は、1 文字、2 文字、または 3 文字のモールス符号のコールサインで識別されます。カナダでは、個人所有の NDB 識別子は 1 文字と 1 桁の数字で構成されます。
北米の無指向性ビーコンは、出力によって分類されます。「低」出力は50ワット未満、「中」出力は50Wから2,000W、「高」出力は2,000W以上です。[ 3 ]
航空航法サービスには、4種類の無指向性ビーコンがあります。[ 4 ]
最後の2種類は、計器着陸装置（ILS）と併用して使用されます。
NDBナビゲーションは、航空機に搭載されたNDB信号を検出する自動方向探知装置（ADF）とNDB送信機の2つの部分から構成されます。[5] ADFは、 標準AM中波放送帯域（アメリカ大陸では530kHz から 1700kHzまで10kHz刻み[ a ]、その他の地域では531kHzから1602kHzまで9kHz刻み）の送信機の位置を特定することもできます。
ADF装置は、指向性アンテナと無指向性アンテナを組み合わせて、合成信号が最も強い方向を感知することで、航空機に対するNDB局の方向または方位を決定します。この方位は、相対方位指示器（RBI）に表示されます。この表示は、針が重ねられたコンパスカードのように見えますが、カードの0度の位置が航空機の中心線に対応するように固定されています。NDBに向かって（無風状態で）飛行するには、針が0度の位置を指すように航空機を操縦します。すると、航空機はNDBに直進します。同様に、針が180度の位置に維持されている場合、航空機はNDBから直進します。横風がある場合は、横風によるドリフト量に応じて、針を0度または180度の位置から左右に維持する必要があります。
無風状態におけるNDB局への方位を決定する式は、航空機と局間の相対方位に航空機の磁方位を加えることです。合計が360度を超える場合は、360度を差し引く必要があります。これにより、飛行すべき磁方位が得られます。(RB + MH) mod 360 = MB。
NDB への、または NDB からの追跡時には、航空機が特定の方位で追跡されるのが一般的です。そのためには、RBI の読み取り値とコンパスの方向を関連付ける必要があります。ドリフトを決定したら、RBI の読み取り値が 0 またはドリフト調整後の 180 度であると同時に、コンパスの方向がドリフト調整後の必要な方位になるように航空機を飛行させる必要があります。NDB は、航空機の現在の航路に沿った位置 (2 番目の NDB または VOR からの放射状経路など) を特定するためにも使用できます。針が必要な方位に対応する RBI の読み取り値に達したら、航空機はその位置にあります。ただし、RBI とコンパスを別々に使用すると、適切な相対方位を決定するためにかなりの暗算が必要になります。[ 5 ]
この作業を簡素化するために、航空機の磁気コンパスで駆動されるコンパスカードをRBIに追加して、無線磁気指示器（RMI）を構成します。ADFの針は航空機の磁気方位に即座に参照されるため、暗算の必要性が軽減されます。航空で使用される多くのRMIでは、VOR局に同調した2番目の無線機からの情報を表示することもできます。これにより、航空機はVOR局間を直接飛行し（いわゆる「ビクター」ルート）、NDBを使用してラジアルに沿って位置を三角測量することができ、VOR局に併設された距離測定装置（DME）は必要ありません。この表示は、VOR/ILS情報用の全方位指示器（OBI）とともに、水平状況指示器（HSI）とその後のグラスコックピットで使用されるデジタル表示が導入される以前の主要な無線航法計器の1つでした。
ADFの原理はNDBの使用に限定されるものではなく、緊急ビーコンの発見など、他の多くの目的で放送信号の位置を検出するためにも使用されています。[ 5 ]
方位とは、ステーションを通過して特定の方向（例えば270度（真西））を指す線です。NDB方位は、航空機が飛行できる経路を定義するための、チャート化された一貫した方法を提供します。このようにして、NDBはVORと同様に、空中の航空路を定義することができます。航空機は、これらの事前に定義されたルートに従って飛行計画を完了します。航空路はチャート上で番号が付けられ、標準化されています。カラー航空路は、NDBのような低周波から中周波のステーションで使用され、セクショナルチャートでは茶色で表示されます。緑と赤の航空路は東西にプロットされ、琥珀色と青の航空路は南北にプロットされます。2022年9月現在、米国本土にはノースカロライナ州沖にあるG13またはグリーン13と呼ばれるカラー航空路が1つだけ残っています。アラスカは、米国でカラー航空路システムを使用している唯一の他の州です。[ 7 ]パイロットは、さまざまなナビゲーションステーションで方位を追跡し、いくつかのステーションで旋回することによって、これらのルートに従います。米国の航空路のほとんどはVORに基づいているが、NDB航空路は他の地域、特に発展途上国や、カナダ北極圏のような先進国の人口密度の低い地域では一般的である。これは、NDB航空路が長距離を飛行でき、VORよりも運用コストがはるかに低いためである。
すべての標準的な航空路は、米国海洋大気庁（NOAA）が発行する米国航空図などの航空図にプロットされています。
NDB（無指向性電波望遠鏡）は、航空機の航法士、そして以前は船員によって、地球表面上の地理的位置を特定するために長年使用されてきました。位置は、既知の航法基準点を通る線を延長し、それらが交差するまで計算されます。視覚的な基準点の場合、これらの線の角度はコンパスで測定できます。NDB無線信号の方位は、無線方向探知機（RDF）を使用して求められます。
このように位置をプロットすることで、乗組員は自機の位置を特定できます。この方法は、距離測定装置（DME）付きVORなどの他の航法機器が故障した場合に役立ちます。海上航行においては、全地球測位システム（GPS）の受信が失敗した場合でも、NDBは依然として有用です。
パイロットはNDB局までの距離を判断するために、次の方法を使用します。
NDBまたはVOR（あるいはその両方）を唯一の航行援助施設として備えた滑走路は非精密進入滑走路と呼ばれ、ILSを備えている場合は精密進入滑走路と呼ばれます。
NDBは、計器着陸システム（ILS）アプローチまたは標準アプローチのマーカーまたは「ロケーター」として最も一般的に使用されます。NDBは、ILSアプローチの開始エリア、または標準ターミナル到着ルート（STAR）の経路を指定する場合があります。米国では、NDBはILSアプローチの外側マーカービーコン（ロケーター外側マーカー、LOMと呼ばれる）と組み合わされることがよくあります。カナダでは、低出力のNDBがマーカービーコンを完全に置き換えています。ILSアプローチのマーカービーコンは現在、世界中で段階的に廃止されており、代わりにDMEレンジまたはGPS信号を使用してアプローチのさまざまなセグメントを区別しています。[ 5 ]
第二次世界大戦中、ドイツ海軍のUボートにはテレフンケン社製のSpez 2113Sホーミングビーコンが搭載されていた。この送信機は100kHzから1500kHzの周波数帯で150Wの出力で動作し、DF受信機とループアンテナを搭載した他の潜水艦や航空機に潜水艦の位置を送信するために使用された。[ 8 ]
NDBは通常、190kHz～535kHzの周波数 範囲で動作し（ただし、190kHz～1750kHzの周波数が割り当てられている）、 400Hzまたは1020Hzで変調された 搬送波を送信します。NDBは、ILSのアウターマーカーとしてDMEと併設されることもありますが、この場合、インナーマーカーとして機能します。NDBの所有者は主に政府機関と空港当局です。
NDBアンテナは垂直偏波です。NDBアンテナは通常、動作周波数で共振するには短すぎます。波長が約1000mで あるのに対し、長さはおよそ20m程度です。そのため、アンテナを「同調」するために、インダクタとコンデンサで構成される適切な整合回路が必要です。垂直NDBアンテナには、Tアンテナ（トップハットとも呼ばれる）が取り付けられている場合もあります。これは、先端に負荷を追加して放射効率を向上させるために設計された傘状の構造です。通常、アンテナの下にはグランドプレーンまたはカウンターポイズが接続されます。
NDBは、 400Hzまたは1020Hzのモールス符号による識別情報に加えて、以下の内容を送信する可能性がある。
ADFを使用してNDBを追跡するナビゲーションには、いくつかの一般的な影響があります。
パイロットは初期訓練中にこれらの影響について学ぶが、飛行中にそれらを補正するのは非常に難しい。そのため、パイロットは通常、あらゆる変動を平均化できると思われる進路を選択する。
無線航法援助装置は、国際規格、連邦航空局（FAA）、ICAOなどで定められた一定の精度を維持しなければなりません。これを保証するために、飛行検査機関は、適切な装備を備えた航空機を用いて重要なパラメータを定期的にチェックし、NDBの精度を校正および認証します。ICAOが定めるNDBの最小精度は±5°です。
航空機の航法における利用に加え、NDBは長距離無線愛好家（DXer）にも人気があります。NDBは一般的に低出力（通常25ワット、中には最大5kWのものもある ）であるため、通常は遠距離では受信できませんが、電離層の条件が良ければ、NDB信号は通常よりもはるかに遠くまで届くことがあります。そのため、遠距離の信号を受信することに興味のある無線DXerは、遠くのNDBを聞くことを楽しんでいます。また、NDBに割り当てられた周波数帯は放送局やそれに伴う干渉がなく、ほとんどのNDBはモールス信号のコールサインを送信するだけなので、識別が非常に容易です。そのため、NDBのモニタリングはDXing趣味の中で活発なニッチ分野となっています。
北米では、NDBバンドは190～435kHz と510～530kHzです 。ヨーロッパでは、150～280kHzの長波放送帯 があるため、ヨーロッパのNDBバンドは280kHz ～530kHzで、 500kHzが国際海上遭難（緊急）周波数であったため、 495kHzと505kHzの間にギャップがあります。
510 kHz から 530 kHzの間で送信されるビーコンは、中波(MW) 放送帯域 の開始周波数より低い周波数に同調できる AM ラジオで受信できる場合があります。ただし、NDB の受信には通常、530 kHz より低い周波数を受信できるラジオ受信機が必要です。多くの場合、「広帯域」短波ラジオは 150 kHz から 30 MHz までのすべての周波数を受信できるため、NDB の周波数に同調できます。遠隔ビーコンからの非常に微弱な信号を受信するには、特殊な技術 (受信機のプリセレクタ、ノイズリミッター、フィルター) が必要です。[ 9 ]
遠方のNDB（ノイズベース電波望遠鏡）を受信するのに最適な時間帯は、日の出前の3時間です。また、NDBの受信状況は通常、秋と冬が最も良好です。春と夏は、LF帯とMF帯で大気ノイズが多くなるためです。
GPSなどの衛星航法システムの普及が進むにつれて、いくつかの国ではNDBやVORなどのビーコン設備の廃止が始まった。この政策は航空業界で論争を引き起こした。[ 10 ]
オーストラリア航空管制局は、2016年5月にNDB、VOR、DMEを含む多数の地上航行援助施設の停止を開始しました。[ 10 ]
2017年時点で米国には1,300以上のNDBがあり、そのうち連邦政府が所有しているのは300未満でした。FAAは独立型NDBの廃止を開始していました。[ 11 ] 2018年4月時点で、FAAはNDBを含む23の地上航法援助施設を無効化しており、2025年までに300以上を閉鎖する計画です。FAAはNDBの維持または取得システムを持っておらず、パイロットがVORやGPSナビゲーションを使用するようになるにつれてNDBへの依存度が低下していることを理由に、既存のNDBを自然減によって段階的に廃止する計画です。[ 12 ]
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