JARL 36kHz 20.7.3 JA5FP/.... 36kHz ( ) = () + + 0m 00mΩ 0 00Ω 3 36kHz 36kHz 短小モノポールモノポールの設置環境 垂直なキャパシタンス 孤立キャパシタンス アンテナエレメント 短小モノポールモノポールの等価回路 浮遊容量 H 浮遊容量 電力線 L 接地抵抗 放射抵抗 対地容量 損失抵抗 損失抵抗 立木 水平なキャパシタンス 大地深部 建物 H L アース H L 放射抵抗 接地抵抗 対地容量 損失抵抗 大地 大地 大地 :
2. λ/2 73Ω 36Ω 2 LF λ/4 36kHz λ/4 36kHz 2, 200/4 = 550m ( ) 0 30m λ = 2, 200m /200 /00 λ/4 20 30dB 3. λ/4 ( ) (a) C 0 l [cm] r [cm] 2 l 0 C 0 = [F] (2) l 2 log ɛ r + 0.4 9 ON7YD C 0 l v [m] l h [m] 3 C 0 = 6 l v + 5 l h [pf] (3) 0m 0m L C 0 = 0pF 36kHz kω R r h e [m] λ [m] 4 R r = 60π 2( h e ) 2 [Ω] (4) λ 2
ON7YD 36kHz R r H [m] 5 R r = 0.082 H 2 [mω] (5) 20m 33mΩ (b) 50Ω Ω 36kHz mω 0kΩ ( ) 2 RigExpert AA-30 ( ) 2: (c) MMANA(JE3HHT http://www33.ocn.ne.jp/ je3hht/mmana/index.html) NEC2 ( ) 3 MMANA 20m 3
R, X が表示される 3: 4. 20m MMANA 4 20m η = 0.08% 40m η = 0.33% 2 4 5 L L 0m C Z.5 4
標準型 逆 L 型 垂直エレメントを延長する エレメントを付加する TX 20m TX 20m 水平エレメントを延長する L 型 C 型 Z 型 TX 20m TX 20m TX 20m 0.m 0.m 0.m 4: : λ/4 % λ/4 547m 38.34 +j20.080 00.0 0m 0.008 -j6,65 0.02 20m 0.03 -j8,83 0.08 40m 0.25 -j4,756 0.33 0m 20m 40m 0m 0.02 -j845,809 0.03 0.05 -j843,844 0.04 0.08 -j842,97 0.05 L 20m 0.054 -j6,248 0.4 0.070 -j4,824 0.8 0.087 -j3,3 0.23 40m 0.47 -j276,486 0.38 0.8 -j275,975 0.47 0.230 -j275,325 0.60 0m 0.008 -j26,567 0.02 0.008 -j2,645 0.02 0.008 -j9,55 0.02 L 20m 0.032 -j8,937 0.08 0.032 -j4,025 0.08 0.032 -j,523 0.08 40m 0.27 -j4,680 0.33 0.28 -j9,848 0.33 0.28 -j7,358 0.33 0m 0.07 -j9,099 0.04 0.02 -j,33 0.05 0.025 -j6,46 0.07 C 20m 0.055 -j6,35 0.4 0.070 -j9,929 0.8 0.087 -j5,87 0.23 40m 0.79 -j3,850 0.47 0.222 -j8,403 0.58 0.284 -j5,70 0.74 0m 0.07 -j9,08 0.04 0.02 -j,325 0.05 0.025 -j6,427 0.06 Z 20m 0.055 -j6,35 0.4 0.070 -j9,93 0.8 0.087 -j5,874 0.23 40m 0.79 -j3,843 0.47 0.222 -j8,402 0.58 0.284 -j5,7 0.74 5
5. (a) Z a 6 Z a = Rr 2 + Xc 2 (6) 3 X c = 0kΩ Z a > 0kΩ Z o = 50Ω X c X l f [Hz] ω L [H] C [F] 7 X l = X c jωl = jωc 2π f L = 2π fc L = (2π f ) 2 C 5 (7) 共振コイル Z Z = Rl + Ra + Rg Rl Xl=jωL Xl = Xc Rg Ra 共振電流 Xc=/jωC 5: f = 37kHz L 8 L =, 350 [mh] (8) C [pf] 250pF L = 5.4mH Q R l +R g = 20Ω 6 Q Q = 6 6
V V.2 20.0 0.8 00 80 入力端子の電圧 6V 6V*0.293=34V.8kHz 信号源電圧は V で基準化 0.6 0.4 0.2 60 40 20 エレメントの 電圧 f Q = 0.5V f2 * f f2 - f f2 0 0 35 36 37 38 39 周波数 ( khz ) 6: 7 9 単層コイル ( 断面 ) a 2 0 2 n b 7: L = k π2 (2a) 2 n 2 0 7 [H] b (9) k 2 2a/b k 2a/b k 2a/b k 2a/b k 2a/b k 0.0 0.958807 0.30 0.883803 0.50 0.8836 0.70 0.760885 0.90 0.70969 0.20 0.920093 0.40 0.849853 0.60 0.788525 0.80 0.735079.00 0.688423 b/2a k b/2a k b/2a k b/2a k b/2a k 0.0 0.203324 0.30 0.405269 0.50 0.52550 0.70 0.606690 0.90 0.665052 0.20 0.39825 0.40 0.47865 0.60 0.56969 0.80 0.638094.00 0.688423 2: 7
簡易計算式によるコイルの設計 次に紹介するのは ON7YD が用意している計算式です 巻線の直径と巻線間隔が 同じ (コイルの Q が高くなるとされるいわゆるスペース巻き) として コイルの直 径 d [mm] とコイルの長さ l [mm] をパラメータに式 0 で計算します L= n2 d 2 [µh] 459 d + 009 l (0) 実際の数値を使ってみますと 例えばコイルの直径 50 [cm] 巻線幅 50 [cm] で巻 数 00 回の場合 どちらの式でも 3.4 [mh] の答えが出ます 線材の直径や巻枠な どの具合で若干の違いがあるでしょうが 製作は少し大きめの設計をして実物で確 認します 共振周波数の微調整が必要ですから 細かな調整用タップを付けるかバリオメー タ式可変インダクタンスコイルを付加するなどの工夫をします (b) 損失抵抗が生じる現実の共振コイル 共振コイルの本来の目的であるアンテナ回路の容量性リアクタンスを打ち消すことは 達成できましたが 共振コイルには伏兵がいます それは共振コイルには理想的なリア クタンスだけでなく損失抵抗 Rl が伴うことです アンテナを完全に共振させたとしても 図 5 においてアンテナインピーダンス Z = Rl + Ra + Rg ですので放射電力 Pa [W] と供給電力 Po [W] のの比 ηa は 式 2 となりま す Rl + Rg を損失抵抗と呼び 垂直短小モノポールの性能を左右する重要なファクタ です Ra Pa = () ηa = Po (Rl + Rg ) + Ra 例えば Ra = 30 [mω] で Rg = 20 [Ω] オーダーのアンテナに対して Rl = 20 [Ω] で l = 5.4 [mh] の共振コイルを使うとすると アンテナ系の能率 ηa = 7.5 [%] になります 接地抵抗の影響と同じくらいの効き目で共振コイルが総合効率を下げてしまいます Q = ωl/rl で定義される Q 値を上げるためには 直流的あるいは高周波的な抵抗軽 減策が必要で 多くの工夫がなされていくつかの効果的な方法が見出されています (こ れは次回講座の中心テーマになりますので ここでは具体的な記述を割愛します ) スパイダ巻した共振コイル 図 8: 接地効果の高いアースマット 損失抵抗を減らす工夫の一例 8
(c) 9 R s R l R l = R s 50Ω 50Ω SWR S WR = 2 89% 00 % 率能送伝力電 90 80 70 60 SWR=2 88.9% SWR=4 64.0% Rs Rl 50 0.25 0.5.0.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Rl/Rs 9: Rl/Rs 3 FT240 0 巻線比のあるのあるトランス n n2 タップ付きトランス n 伝送線トランス R R2 R R R2=R/4 R n2 R2 R2=R/9 R = ( n/n2) ** 2 * R2 変換比は固定 0: n n 2 R R 2 2 R R 2 = ( n n 2 ) 2 (2) R R 2 LC LC LC Q 9
Q Q2 R L C2 R2 R L2 C R2 R < R2 R > R2 : LC R < R 2 LC Q = R2 R (3) LC R > R 2 X l = Q R = (R 2 R )R [Ω] (4) ( X c2 = + ) X Q 2 l [Ω] (5) L = 2π f X l [H] (6) C 2 = 2π f X c2 [F] (7) LC Q 2 = R R 2 (8) LC 6. X l2 = Q 2 R 2 = (R R 2 )R 2 [Ω] (9) ( X c = + ) X Q 2 l2 [Ω] 2 (20) L 2 = 2π f X l2 [H] (2) C = 2π f X l2 [F] (22) 36kHz... MiniWhip 0
7. URL 36kHz http://www.rsgb.org/spectrumforum/lf/ http://www.h4.dion.ne.jp/ ja5fp/writings.html http://www.h4.dion.ne.jp/ ja5fp/archives.html http://www.u-netsurf.ne.jp/ 7lrll/2200mClub.xml http://www.u-netsurf.ne.jp/ 7lrll/radio.html http://9328.teacup.com/36khz/bbs http://www003.upp.so-net.ne.jp/jhgvy/lf-top.html http://www003.upp.so-net.ne.jp/jhgvy/hitorigoto.html http://www.strobbe.eu/on7yd/ http://icas.to/