JO3KRPの独り言

Mobile Whip Antenna(40)HFC-721改造モデル(3) 7MHz帯：周波数特性

今回は、HFC-721改造モデルに対する7MHz帯における周波数特性です。コイルQ：250まで高めたことにより、低SWR帯域幅が狭くなることが弱点となっています。これから判りますように波長に比べて短いエレメントのアンテナでは、コイルのQを上げて動作利得を追求するとその運用できる帯域がどんどん狭くなっていきます。1.43m長のエレメントだとコイルQ：250はオーバースペックで、メーカー製のQ：10…

2025/04/30 09:01

（特別編）電磁気学(18)電磁誘導（5）相互誘導(3)二つのコイルに同時に電流が流れている場合

今回は、HFC-721のように二つのコイルに電流が流れた場合の相互の誘導起電力についてです。 （本論） 二つの回路に同時に電流が流れている場合、回路1の全磁束鎖交数N1は、I1によって生じるN11とI2によって生じるN12との和になりますから、 N1＝N11＋N12 ＝L1 I1＋M I2 ....(5.34) 同様に回路2については、 N2＝N22＋N21 ＝L2 I2＋M I1 ....(5.35) したがっ…

2025/04/29 10:44

HDAアンテナ実績：初の14MHzと3.5MHz交信：昨日のALL-JA交信にて

昨日、たまたま7MHzでJA3XPO/3（京都府内）との交信が、ALL-JAコンテスト内（CW）だったので、その後、コンテスト参加局との交信を続けてしまいました。その後、14MHzにQSYしたところ、全国的に開け始めたところだったので、初めて、HDAアンテナの14MHz実力を試すことができました。 これに気を良くして、夜間の最終時間には、3.5MHz（CW）でも参加したところ、HDAアンテナでも、以前の自宅設…

2025/04/28 09:45

Mobile Whip Antenna(39)HFC-721改造モデル(2) 21MHz帯：基本性能

昨日、土曜日の午後1時～午後3時までの7MHz・SSBで、大阪万博記念局8K3EXPOが運用しておりました。今回は傍受だけです。前半は、体験運用とのことで、アマチュア資格を持たない方とのオペレーター変更するため、1局あたりの効率はよくありませんでしたが、その様子を全国的に周知できたことは、大変貴重な交信だったと思います。 ※熟練オペレーターよりも素人さ…

2025/04/27 08:42

Mobile Whip Antenna(38)HFC-721改造モデル(1) 7MHz基本特性

今回のHFC-721アンテナに係る記事は、この改造モデルの各特性で最後とします。 先日から、HDAアンテナ比較として、全長約2.0mのステンレスエレメントの基部に7MHz単独のベースローディングとした、巻き数の少ないコイルに変更しました。まだ、特性は測定していませんが、少なくともHFC-721よりは、SWR帯域が広くなっているようには思います。 （本論） 1. アンテナ定義 各コイ…

2025/04/26 09:09

HDAアンテナ実績：昨日の8K3EXPO交信とその感想

この件はモービルアンテナの前置きで記入しようと考えたのですが、モービルアンテナで交信できたと勘違いされる場合もあるのでは？と考えて別記事としました。ただ、交信のきっかけは、モービルアンテナの改造ネタからの別のモービルアンテナでの実験からだったのは明記します。 （本論） 1. 日時 2025年4月24日 午後3時40分頃 2. 交信相手 大阪万博記念局 8K3EXPO 大阪…

2025/04/25 08:19

（特別編）電磁気学(17)電磁誘導（4）相互誘導(2)結合係数k

隣接するコイル間に発生する相互誘導の理論の続きです。変圧トランスにおける一次側と二次側の間やアンテナコイルにおけるアンテナ側コイルと同調用コイル間との結合が、今回の理論に該当します。 (本論) N21＝M21 I1 ....(5.27) N12＝M12 I2 ....(5.28) 式（5.27）、（5.28）によりますと 「二つの回路の間の相互インダクタンスは一方の回路に1Aの定常電流を流したとき、他…

2025/04/24 09:56

Mobile Whip Antenna(37)改造検討プロトモデル(0)：計算一覧表からの設計値を適用したMMANAモデル化

以前に計算したコイルQ：250に対する基部のL形マッチング回路を使わないときの7MHzと21MHzの基本性能表データをそのままMMANAモデル（いわゆる"たたき台”）とした場合の観察です。 （本論） 1. 一覧表にあるQ:250にある各計算値の抜粋

2025/04/23 09:37

Mobile Whip Antenna(36)エレメント基部L形マッチング回路変更理由

前回、当初（HFC-721モデルと同じ）C直列形でイメージ図を描いていたのですが、実際にMMANA計算をすると7MHz側で問題が発覚しました。そのため、C並列形に公開途中で変更しています。これについての補足説明です。 （本論） 1. C直列形マッチング回路の場合 MMANAのオプションにあるLCマッチング回路での計算は、次のとおりでした。

2025/04/22 09:39

Mobile Whip Antenna(35)HFC-721改造モデルVer7の概要

今回からHFC-721とは別に、そのコイル形状を改造することで、その利得をどこまでアップできるかの試行モデルです。但し、現実的なモデルとするため、コイルのQは250程度としています。これだとサンプル写真のような、コイル径が大きく、かつ、巻き線間隔をとることにより、コイルのQを高くする方法です。 1. 回路概要

2025/04/21 10:21

（特別編）電磁気学(16)電磁誘導（3）相互誘導(1)ノイマンの公式による相互インダクタンスの求め方

今回の特別編の主テーマが、”相互誘導”です。これによって、コイル単独動作以上のインダクタンスを得て、HFC-721方式の先端エレメント共用方式の場合には7MHzの延長コイルや21MHzバイパス経路における7MHz信号の阻止が単独動作に比べると小型のコイルで実現可能になっているのだろうと推察しています。 （本論）

2025/04/20 09:37

Mobile Whip Antenna(34)HFC-721の実モデル化(4) 21MHz帯：周波数特性＆帯域幅の各数値比較

最後は21MHzの周波数特性です。こちらもモービルホイップ側に21MHzの独立したマッチング回路がありません。そのため、今回はSWR＜1.5以内に収めることができませんでした。実際のHFC-721アンテナでは、SWR≒1.0がきっちりと確認できます。ですから、7MHzのマッチング条件を少し外して、21MHzとの折り合いできる値としているのかもしれません。下記の比較例だとSWR＜1.5は比較不可としました。た…

2025/04/19 08:03

Mobile Whip Antenna(33))HFC-721の実モデル化(3) 21MHz帯：基本性能

21MHzの基本性能です。7MHzと違い、モービルアンテナエレメント側には、このバンド単独の調整箇所がありません。ですから、7MHzで調整後は、全て無調整により得られたままの性能となっています。しかし、絶対利得Ga:3dBi以上が得られていますから、垂直アンテナとしての動作は合格点となっています。 （本論） 1. アンテナ定義 7MHzと同様に著作権の関係で省略します。 2. アン…

2025/04/18 08:31

（特別編）電磁気学(15)電磁誘導（2）ソレノイドの自己誘導と自己インダクタンス

自己インダクタンスには、空芯のコイル（ソレノイド）と鉄心等のコア材を用いた場合とがありますが、ここでは、モービルアンテナの延長コイルとしての代表となるソレノイドでの関係が、主な説明になります。通常、コイルの自己インダクタンスと言えば、このような空芯コイルを基本に考えます。 （本論） ある回路に流れる定常電流Iがつくる磁界の大きさHは、”ビオ・サバールの法則”によりますとIに比例します。また…

2025/04/17 09:42

Mobile Whip Antenna(32)HFC-721の実モデル化(2) 7MHz帯：周波数特性：SWR帯域幅による評価

今回は、HFC-721の実モデルに対する7MHz帯における周波数特性です。特に帯域幅が計算表どおり（＝実測値とも合致）に取れているか？が評価基準となっています。 （本論） 1 インピーダンスZ（RとjX別）

2025/04/16 08:43

Mobile Whip Antenna(31)HFC-721の実モデル化(1) 設計用計算一覧表（全体）と7MHz帯：基本性能

このHFC-721アンテナのMMANA実モデル化は、今回最初に示す”設計用計算一覧表”から決定しました。そして、その性能を探ります。 なお、実物のアンテナのコイルやコンデンサーの値を測定して、それを使っているわけではありません。ですから、メーカー数値とは必ずしも一致しません。ただ、各部の寸法は、どうしてもメーカー数値によく似た値となってしまいます。 よって、HFC-721の定…

2025/04/15 09:30

Mobile Whip Antenna(30)DuoBand(7/21MHz)のための計算結果一覧表(2)SWR(＜1.5,＜2.0)帯域幅と利得の関係性

今回は、設計指標とするパラメータがQ値であることを明示しました。前回表と今回表は一体です。前回表もQ値による変化を計算したものです。 今回、コイル群（とその回路全体）のQの値によって、計算結果がどう変化するかを見ています。帯域幅の単位はKHz、相対利得は単位dBdで、自由空間でのDPとの利得差を示します。ですから、付近の地面反射には影響されません。純粋にQとSWRや利得との…

2025/04/14 08:35

Mobile Whip Antenna(29)DuoBand(7/21MHz)のための計算結果一覧表(1)アンテナ設計に必要なパラメータ

今回は、あるパラメータを変更するとMMANA計算により求めたアンテナ性能はどうなったか？を一覧表として掲載します。左欄には、その可変項目はあるのですが、今回は未だ伏せておくことにしました。 しかし、このパラメータがわからないとアンテナ設計、特に利得と低SWRが得られる周波数帯域幅は決定できません。それから、アンテナ設計をしたことがある方ならこのパラメータが何であるかを…

2025/04/13 13:06

（特別編）電磁気学(14)電磁誘導（1）自己誘導と相互誘導

メーカー製アンテナのMMANAモデル化において、今回初めて登場した”相互誘導”に関する電磁気学での分析です。仮説が正しいかをこちらで検証したいと考えて、久しぶりに「電磁気学本」を引っ張り出してきました。 学生向けの電磁気学という視点だとあまり重点としていないのかもしれませんが、昔の無線技術においては、結構重視されていたように思います。例えば、IFT（中間周波数トランス）…

2025/04/12 09:04

Mobile Whip Antenna(28)DuoBand(7/21MHz)Ver5.0 rev.33(4) 21MHz帯：周波数特性

最後に21MHzの周波数特性を採り上げます。残念ながら、モービルホイップ側に21MHzの独立したマッチング回路がありません。ですから、だいたいのところまでは、アンテナ全体で調整できますが、きっちりと50＋j0Ωに合わすことはできません。そこで、前回説明したようにラジアル側での長さ微調整を行って、SWR＜1.5領域を確保しています。 （本論） 1 インピーダンスZ（RとjX別）

2025/04/12 07:44

Mobile Whip Antenna(27)DuoBand(7/21MHz)Ver5.0 rev.33(3) 21MHz帯基本＆設計の肝部分解説

21MHzの基本性能です。このバンドの主たる延長コイルは、一番先頭位置にあるL2（w2c）です。ただ、少しインダクタンスは多めとします。なぜなら、21MHzバイパス回路X1にある7MHzトラップは、21MHzでは短縮コンデンサーとして動作するからです。 また、それとは別の条件として、X1トラップは、任意のL/C比を取ることはできません。それは、7MHzの利得低下割合と21MHzでの給電インピーダンス…

2025/04/11 08:59

Mobile Whip Antenna(26)DuoBand(7/21MHz)Ver5.0 rev.33 (2) 7MHz帯：周波数特性

今回の周波数特性の立役者は、根元回路にあるL3とTC1によるL型マッチング回路です。ただし、メーカー製HFC-721回路と同様にするには、条件が付加されます。それは、TC1が給電点から見て、先に位置して直列挿入されます。次に、その出力端からアースに向けて、L3が並列動作するためには、マッチングを取らない場合の（裸の）給電点インピーダンスZが、50Ω（絶対値）よりも高くなっている必要があ…

2025/04/10 08:32

Mobile Whip Antenna(25)DuoBand(7/21MHz)Ver5.0 rev.33(1) 7MHz帯：基本性能

このHFC-721アンテナに忠実な形のMMANAモデル化は、かなり困難を極めました。その途中における失敗モデルは今回紹介しきれません。ですから、その模索の過程だけを概略で説明します。 まず、当初予想図のようなコンデンサーCだけの回路で、HFC-721の予想モデルを忠実に再現しようとすると7MHzでの相対利得が－12dBd～-25dBdとなり、給電点インピーダンスも2Ω＋j70Ω～90Ωと極端に低くなっ…

2025/04/09 11:02

（補足）電磁気学(13)マクスウェルの電磁方程式(5)∇×Eと∇×∇×Eの計算詳細

前回は記事量から、途中計算を省略しましたが、ここで、その部分を補足しておきます。今後、伝送路やアンテナにおける”平面波”の計算で必ず登場する計算でもあります。 （本論） 1. ∇×E E＝iEx＋jEy＋kEz ※ i，j

2025/04/08 09:09

（復習）電磁気学(13)マクスウェルの電磁方程式(5)周期関数における電磁方程式

マクスウェルの電磁方程式を実際に取り扱う場合は、電磁界が周期的に時間変化をする場合がほとんどです。また、電磁界が正弦波交流的（sinωt、cosωt）に時間変化するとして、解析しても一般性は失いません。なぜなら、非正弦波（方形波、三角波など）のときは、（基本波に高調波を足す）正弦波の和として取り扱いすればよいからです。したがって、電磁界E,Hの中に角周波数ωと時間t、…

2025/04/07 12:20

（復習）電磁気学(11)マクスウェルの電磁方程式(4)電磁方程式と電磁気学：「ガウスの定理」等の導出

電気と磁気のいろいろな性質は、すべてマクスウェル方程式の中に含まれています。そして、この方程式を基とした応用においては、アンテナ、電波伝搬、立体回路といった電波に関する諸理論が成り立っているのです。当ブログでは、アマチュア無線で馴染みのあるアンテナに絞り、電磁気学を見てきましたが、今回は、一般的に習う電気と磁気に関する性質を、マクスウェル方程式（電磁方程式）から算…

2025/04/06 08:55

Mobile Whip Antenna DuoBand(7/21MHz)Ver3.1 rev.20：(4) 21MHz帯周波数特性と（L3,TC1）有無のSWR帯域比較

Ver3.1の最後は順21MHzの周波数特性です。最後の項目として、（L3,TC1）マッチング回路有無によるSWR周波数特性で比較しました。 （本論） 1 インピーダンスZ（RとjX別）

2025/04/05 08:03

Mobile Whip Antenna(23)DuoBand(7/21MHz)Ver3.0 rev.20： (3) 21MHz帯 基本特性

今回は21MHzでの基本特性を扱います。根元に挿入しているマッチング機構（L3とTC；トリマーコンデンサー）を加えても、何とか元のVer3.0に近い特性を得ることができています。ただ、逆を言えば、苦労するほどには、この効果がわかりません。通常だと50Ωに給電点インピーダンスを調整するためにあるのですが、挿入すると逆に50Ωからかけ離れたインピーダンスとなるため、かなり、苦労した部分で…

2025/04/04 09:25

（復習）電磁気学(11)マクスウェルの電磁方程式(3) 磁気と磁流源のある場合の電磁方程式

過去の当ブログ上の電磁気学では省略していた箇所です。今回は磁気での”一般論”の扱いなので取り扱うこととしました。といっても、電磁気学を習ったかたなら、理解していただいているように、磁気においては、最小単位は、N極とS極が必ず対となって生じる現象です。ですから、今回取り上げる”（単）磁荷”は仮想的なもので、現実には現れることは無いとE-B派にとって避けてとおりたい部分です…

2025/04/03 13:12

Mobile Whip Antenna(22)DuoBand(7/21MHz)Ver3.0 rev.20：(2) 7MHz帯周波数特性

今回は順番を入れ替えて、7MHzでの周波数特性を先に公開します。周波数特性における低SWR帯域幅とその周波数帯で利得を稼ぐことが、短いアンテナにおいては、重要な目標です。いかに利得をDPの5mHでの同条件での動作に近づけることが難しいかを思い知らされます。これから見ますとλ/2長のDPは、とても高性能アンテナです。 （本論） 1 インピーダンスZ（RとjX別）

2025/04/03 09:59

Mobile Whip Antenna(21)DuoBand(7/21MHz)Ver3.1 rev.20 L3&トリマーC機能あり(1) 7MHz：基本特性

前回のHFC-721の根元にある給電インピーダンス補正と思われるL3コイルを活かした場合のモデルが、今回のVer3.1／revision20です。前回のVer3.0でも最初に説明しましたが、このL3の動作は、単純なものではありません。どうしても周波数変化に対する給電インピーダンスの変化が急激となる周波数点（不連続分断点）が発生するのです。メーカーでは、この現象をどのようにして制御しているのかが、一…

2025/04/02 10:17

リビング・オーディオ改善：SPインシュレータ(3)天然木角材(大)＋金属インシュレータ

今回の内容は、リビングオーディオ改善の続編です。約一月前の記事での （ベクトル解析復習）ベクトルの回転(2)ベクトルの回転の定義 https://jo3krp2.seesaa.net/article/511032686.html 冒頭部分で公開を約束していた、 ＞オーディオ関係でリビングのスピーカーの設置形態が、～略～ 最終形で完成できました。～略～ 試作品でも十分効果がありま…

2025/04/01 09:40