メインカテゴリーを選択しなおす
金属フレーム構造における建物アース(イメージアンテナ動作?)の実態解明(1)今回からの記事主旨
(はじめに) 昔のアパマン運用経験から言えば、金属フレーム構造建築物は、それ自体が大地の代わりのアース動作というよりも、アンテナ側の実態で、それとの結合するアンテナ実体(ここでは、λ/4電線)は、こちらが大地に対するカウンターポイズ動作となって、高さが低くても、電波は建物全体(建物内で生じるイメージの仮想アンテナ)から放射している実感(仮説)を得ています。 ただし、このケースが成り立つのは、…
建物アース考(4)軽量鉄骨系支柱と基礎コンクリート内部の鉄筋との電気的特性の実地調査
おそらく、ご自宅を新築時にその基礎に対しての電気的特性を調査された方は、ほとんど稀有だと思うのですが、今回、自宅建物基礎に関しての導通状態調査を行った結果を公表します。 ※目的は、建物の構造体(鉄骨支柱と基礎内の鉄筋等)を無線用アンテナのアース設備に使えるかの研究データの収集です。 (本論) 1.基礎完成時におけるアンカー…
今回は、家の床下で地面との高周波アースを取る場合の紹介です。但し、床下へ防湿用コンクリート打設されており、このコンクリート内に次のような補強用の簡易鉄筋が入っていることが条件です。 (床面補強鉄筋の敷設例)
建物アース考(3)コンクリート打ち駐車場(ワイヤーメッシュ入)床面
本来の流れとしては、自宅建物に関係する布基礎を共通とした建物アース方式を採り上げる予定だったのですが、前回の床面に使用した金物に関しての補足説明を含めて、今回の建物外構施設でのアースを紹介します。 (本論) 前回説明した防湿用コンクリートに使っている鉄製で目の粗い格子状の金物は、建築資材用語だと溶接金網(ワイヤーメッシュ)のことです。 溶接金網(ワイヤーメ…
釣り竿(テーパ-)式【導波/反射】八木・根元給電(3)LCマッチング回路設計【完結】
昨日の自宅改修工事のやり直しは無事終了しました。アマチュア無線用アンテナの整備はここからが本番です。ただ、今年の夏場の日中はとても暑く、昨日の工事立ち合いだけでも体重が70㎏→68.5kgと水分量だけの減少なのでしょうけれど、減少したのは良かったのですが、かなりへばりました。それでアンテナ整備計画は、しばらく体調の様子を見てから実行することとしました。 余談です…
釣り竿(テーパ-)式【導波/反射】八木・根元給電(2)反射器動作(2)周波数特性
前回の導波器→反射器としてときのSWR、R&jX、Ga、F/B比、指向性パターン別の周波数特性の観測です。ここでは、特に調整は何も行っておりません。ですから、導波器の設計時において、反射器動作とするとどうかを導波器エレメント基部に0.85μHコイルを入れた場合と両方を比べながら設計するしか方法はありません。ただ、今回はそこまで本格的な設計をしていません。なすがままの反射器動作は’お…
釣り竿(テーパ-)式【導波/反射】八木・根元給電(1)導波器を反射器として動作
導波器エレメントの根元に小さなコイル(0.8~0.9μH前後)をアース間に挿入しますと共振周波数が低くなって、反射器として動作させることができます。今回目指しているのは、放射器側の同調切替無しで7.0~7.2MHzで反射器として動作するモデルです。したがって、給電点インピーダンスをできるだけ、導波器側に近い数値に持っていきたいのです。 ただ、今回設計して分ったことは、R,jXだけ…
釣り竿(テーパ-)式【導波】八木・根元給電(2)導波器での各周波数特性
自宅の建物アース回路を実際に試すまでは、考えてもいなかった結果となり、その報告を優先したので、こちらの記事が遅くなりました。 MMANAシミュレーション結果とアンテナインピーダンス計の測定数値結果は一致していたため、当然そのような動作となると納得していたのに、実際に無線機で動作させると現実は全くこれらと異なっていたという結果だったの…
HB9CVをそのまま八木アンテナに改造したガンママッチ単一回路で導波器の根元にコイルを加え反射器としますと、ガンママッチのロッド幅を大幅に変えないとリアクタンス分を0に整合することができませんでした。その理由は、導波器動作の裸特性(R+jX=15.891+j0.331)と反射器動作の裸特性(=20.350+j28.130)とが異なっているためです。 この問題により、同じガンママッチ回路を用いて瞬時に…
釣り竿式(テーパ-モデル)導波器YAGI・0.125λ間隔γマッチ(2)周波数特性
今回の設計は、ピンポイント周波数付近のGaやF/B比の究極を求めるのではなく、7MHz国内バンド内を概ねカバーできる広帯域を求めた設計です。それに加えて、本来なら導波器タイプ八木では、もっとGa,F/B比は取れるのですが、ビーム方向を反転させるためにあえてその部分性能は抑え目にした設計としています。 (1) SWRの周波数特性
釣り竿式(テーパ-モデル)導波器YAGI・ガンマ(γ)マッチタイプ(1)基本動作
HB9CVの給電部と同様にガンママッチ回路での整合を設計しています。こちらは、HB9CVとは違って、この給電点に同軸ケーブルを使い実際に給電することができます。お薦めは、ガンママッチによりもオメガ(ω)マッチです。コンデンサーがもう1つ必要ですが、給電用ロッドがガンママッチよりも短く(0.7長程度)できますし、ガンママッチのようにエレメントとロッド間の調整が不要です。任意の間隔…
釣り竿式(テーパ-モデル)HB9CV・ガンママッチタイプ(2)ガンママッチ採用理由と周波数特性
各エレメントでインピーダンスを持ち上げるのには理由があります。そのひとつはSWR<1.5以下となる周波数帯域の拡大です。さらに分配回路からの各アンテナ給電部までのフィーダー(通常は、50Ω系同軸ケーブル)とのミスマッチングによる定在波を緩和(残念ながら、50Ω給電とはなりません。)することの必要からです。 水平系HB9CVの場合は、インピーダンスを150Ω程度に持ち上げることで平…
釣り竿式(テーパ-モデル)HB9CV・ガンママッチタイプ(1)基本動作
前回設計のHB9CVの給電部をより具体的な設計しています。それは、各給電点でガンママッチにより、インピーダンス整合をしていることです。といってもこの両点ともに50±j0Ωではありません。そこが、このアンテナの給電の難しさとなっています。ただ、この2か所の合成インピーダンスは、50±j0Ωに近づけることができます。 MMANA付属の水平系HB9CVW.MAAのモデルに近いのですが、違いはコ…
釣り竿式(テーパ-モデル)導波器YAGI・0.086λ間隔・2eleArray特性(3)前回から修正と周波数特性
鯉のぼりパイプ側(No.2,No.4)だけが変換時の周波数比率で半分となっていることが判明したので、その半径Rにおいて15.911mm→32.0mm(口径64mm)に修正しました。これだけで、GaとF/Bがガタ落ちしました。理由は、テーパーの差が大きくなって、その分、エレメント自体の共振周波数が高くなってしまったことです。そのため、導波器、放射器ともに長さを調整しています。互いのエレメント間隔は0.…
釣り竿式(テーパ-モデル)導波器YAGI・0.086λ間隔・2eleArray特性(2)組み合わせパイプ構造の説明
今回設計したHB9CVとYAGIの両方に共通した組み合わせパイプ構造部分が理解できましたので、そちらを先に紹介します。 MMANA画面で一覧データとして表示することはできません。今回3つの画面合成での紹介となります、 ※テキスト編集画面ならば全てを表示出来ますが、見にくいので止めました。 (アンテナ定義)+{編集(E)にある「組み合わせ…
釣り竿式(テーパ-モデル)導波器YAGI・0.086λ間隔・2eleArray特性(1)基本動作
前回最後に提案した0.01λ付近間隔の導波器タイプの垂直八木アンテナを試作してみました。このモデルは3.5~3.8MHz用として実際に使ったアンテナに近いものです。ただし、その時のデータは参照していません。今回のHB9CVモデルから直接変更したもので、アンテナエレメントのパイプ形状はHB9CVと変わりありません。よって現実の市販パイプをそのまま使用できません。今回モデルのアルミパイプ径の…
釣り竿式(テーパ-モデル)HB9CV・λ/8間隔・2eleArray特性(2)周波数特性と実装時の問題
今回は、実装面においての考慮すべき部分を含めて検討していきます。また、ほとんど同系統の分類になる八木アンテナとすることについての私見も最後に書いておきます。 (1) SWRの周波数特性
釣り竿式(テーパ-モデル)HB9CVλ/8間隔・2eleArray特性(1)基本動作
今回の最終目標であるλ/8間隔の同時給電アレイアンテナ、つまり、HB9CVのエレメントを半分にして、地面から立ち上げる垂直アンテナとして利用するタイプのもので、私が知る限り、このモデルを公表している記録は見たことがありません。実現するのは、難しいアンテナであるとは思いますが、そのポテンシャルは高いことが、今回の設計でも判りました。 今回から、実際のアンテナモデルに近い、…
(短縮型)λ/4間隔・2eleArray特性(1)周波数特性&調整問題点
フルサイズの約60%程度に短縮したエレメント長ですが、結果、合成インピーダンスでみると3.621-j9.433(Ω)と実抵抗Reが3Ω程度になっています。この結果、インピーダンスマッチング回路による狭帯域が問題となっています。 (1) SWRの周波数特性 アンテナ素子(エレメント長,エレメント間隔)以外の外部マッチング回路により7.1MHzで50Ωに整合させた場合のSWR値の周波数特性です…
移動運用等簡単に設置できるエレメント長(5.5mを想定)まで短縮した場合の検討です。なぜか?この場合だとエレメント間隔はλ/4近く(9.8m)で、位相角も90°と理論どおりで動作しています。使っているデータは、先の標準モデルと変わりありません。ただ、アルミパイプ径は少し細くして設計しました。こちらも単純化してストレートパイプでの設計です。 (1) アンテナ形状・電流分布 <…
(標準)λ/4長・2eleArray特性(2)周波数特性と実装時の留意事項
フルサイズと言えどもReが12Ω近辺まで下がりますとバンド内を全てカバーはできません。インピーダンスマッチング回路における周波数切替が必要となってきます。ただ、このReが低いことが、アンテナ性能を証明しています。設置後にインピーダンス整合する前に各アンテナの裸インピーダンス測定を行って、そのときのRe成分は、片方の電源を取り去ったときのMMNA値近くにあって、両エレメントともにバランスが取れていることを確…
7.1MHz中心で設計のフルサイズ(λ/4)の場合の位相給電について調べてみました。ところが、理論上の指定値90°位相差を持たせるとGa・F/Bともに低くなってしまいます。パターンについてもビームとは思えないものにしかなりません。位相角を半分の45°にするときれいなパターンとなって、Ga・F/Bともに良好となっています。この原因については、よく判りません。明快な解答をお待ちします。
Magnetic LOOP(4)関連・カージオイド指向性を得るための垂直受信アンテナ検討
市販のモービルホイップを利用するだけのことで、アンテナ設計というよりもモービルホイップをMMANAに落とし込む作業です。意外なことに短いモービルホイップ(1.4m長)のほうが、λ/40長MLAよりも絶対ゲインが大きいのには当てがはずれました。と言うのは、両方のゲインをほぼ同じにしないと指向性の合成が正しくできないからです。 ※今回の純アナログ…
過去にもアース問題(大地の電気特性)とスローパーの指向特性についての関連は記載したと思うのですが、今回、MMANAでその状態を再現して、今回の結論への根拠としています。 また、通常の1本のλ/4で、前回と同じアース条件とした場合のアンテナ(絶対)利得をMMANAで求めています。それとの比較が一番、アンテナの特性がよく判ると思います。 (本論) 1.状態の悪い大地における…
(DX_Log)CQWW-CW 80mBand 2008年Single-Assisted部門参加した過去記録とその(仮定)結果
これは、2008年の11月に行われたCQWW-CW 80mBand シングルオペ部門の記録との対比で、実際にLOGは提出していません。 このバンドだけでの参加したのは、当時、垂直型2element-YAGIアンテナを雑誌記事に掲載条件にこのコンテストでの実績評価が求められたからです。ですから、DXコンテストの正式参加はしませんでした。 このとき、使用したQSOは、全て、記事対象の垂直八木アンテナのみ…