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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…
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…
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…
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
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。
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
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…
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…
（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…
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）
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…
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…
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…
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）
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…
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…
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…
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）
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…
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）
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…
Mobile Whip Antenna(20)DuoBand(7/21MHz)Ver3.0 rev.17：(4) 21MHz帯周波数特性
（本論） 1 インピーダンスZ（RとjX別） 2. SWR特性 （1）マッチング回路なし …
Mobile Whip Antenna(19)DuoBand(7/21MHz)Ver3.0 rev.17：(1)71MHz帯周波数特性
このモービルアンテナでのMMANA計算と実アンテナとの実測データとの差を求めることが、今回の目的のひとつです。というのは、間もなく、モービルアンテナの大きさでは無く、7MHzでは、フルサイズ規模のアンテナ設置する予定です。それに対してのMMANA設計に役立つのでは？と期待しているのです。 ※材料と工事用具は、ほぼ整いました。ただ、このモービルアンテ…
Mobile Whip Antenna(18)DuoBand(7/21MHz)Ver3.0 rev.17：(1)21MHz帯 基本特性＆”Trap比”見直しについて
このモービルアンテナ用の8m±α長のラジアル3本をHDAアンテナ側にも先に説明した測定ブロック図のように適用しますと受信ノイズがS1～S2程度下がることを確認しています。ただ、HDAアンテナの送信性能も下がったのかもしれません。これは、単純に切替スイッチにて瞬時に切り替えて、相手からの反応を試すことができないので、今後の検討課題としています。 さて、今回は、先の7MHzと21MHz…
Mobile Whip Antenna（17）DuoBand(7/21MHz)Ver3.0 revision17：周波数特性（1）7MHz帯
これは、メーカ製仕様モデルへの挑戦過程で、別の方式での2バンド化できたモデルの更なる改良モデルです。この時点においては、メーカー製で実装している根元のマッチングコイル（各コイルの接続説明した画像でのL3）は使用していないときのものです。 というのは、このL3が曲者で、給電インピーダンスや利得が、この値を少し変えるだけで、全く違うところに結果が、行ってしまうところに手…
HFC-721アンテナの実測データ（3）HDAアンテナアースと共通での21MHz特性【測定環境見直し】
前回の測定だと、21MHzにおいてはアース動作が正常と思えませんでした。そのため、HDAアンテナ側の建物アースと共通する方法に見直したところ、MFJ-259B測定とTS-850での測定の両方で、SWR1.0点が明確に表示できました。アースを必要とするアンテナ系においては、良好なアース環境を用意することが求められることのようです。 （本論） 1.測定環境のブロック説明
HFC-721アンテナの実測データ（2）7MHz用アース単独での21MHz特性【暫定】
本来は、21MHz用のアースが必要なのですが、それを用いなくても、当初、基台固定していた2m長洗濯物干し棒がその役目を果たしていたのですが、いつの間にか、それでは良好に動作しないようになっていました。 ※隣接して干している「濡れた洗濯物」の状況により変化するようで、このときは、21MHzには悪影響でしか無かった状態だったのかもしれません。<…
HFC-721アンテナの実測データ（1）MFJ-259B&TS-850直読にて7MHz特性
MMANAモデルとの比較のためにHFC-721アンテナの実測データを取りました。 今回は、MFJ-259Bだけでなく、TS-850送信時のメータ表示でのSWR特性をグラフ化しました。理由は、MFJ-259Bでは、細かい周波数変化への対応が難しく、周波数とSWR値にふらつきがあって、微妙に値がずれてしまうため、精度に欠けるおそれがあったためです。それを防止するには、ある程度電力を掛けて測定するほうが、SW…
Mobile Whip Antenna（16）DuoBand(7/21MHz)Ver2.1：周波数特性（2）21MHz帯
今回のモービルアンテナをMMANAにおいて設計する際、注意すべき点があるようです。それは、セグメント指定ナンバーです。内容が長文なので、記事の最後に引用しておきます。要は、セグメント指定をそのエレメントの形状や長さに応じて、適正に指定しないと計算（特に「給電インピーダンス」）に誤差が大きくなって、正常な結果とならないことを理解することが必要です。
Mobile Whip Antenna（15）DuoBand(7/21MHz)Ver2.1：周波数特性（1）7MHz帯
ここでは、独自方式の改良版Ver2.1方式の場合の7MHz帯での周波数特性を採り上げます。利得は上がりましたが、その分、稼働周波数帯域がどうなるかが一番心配されました。果たしてどうなのでしょう？今回の結果での評価をお願いします。 また、コイルのQについては、メーカ仕様の通常のモービルホイップの50程度では、利得性能が出ないだけでなく、給電インピーダンスも、うまく調整できませ…
Mobile Whip Antenna（14）DuoBand(7/21MHz)Ver2.1(2)21MHz基本特性
昨日夕刻（18：00～18：30）7MHzにて、HCL-721使用してのSSBによる国内初交信ができました。ただ、送信ではQSBの影響が諸に出ているようで、向こうでの了解度が悪いようでした。直ぐにHDAアンテナに切り替えて、その後は、安定した通信を約30分にわたり継続することができました。 交信の途中で、2回ほど、HCL-721に切り替えて、HDAとのS比較をお願いしたところ、Sの振れでは、あまり違い…
Mobile Whip Antenna（13）独自DuoBand(7/21MHz)改善モデルVer2.1(1)基本：7MHz
今朝、ようやく、難関のメーカ仕様に近い（「完全一致した」のではなく、一番似ている程度）アンテナモデルに到達しています。課題であった両バンドの利得も前回の独自方式Ve2に近い性能となりました。 ただし、前回予告したように、今回は、Ver2にさらに改良を加えてVer2.1としたモデルです。これは、7MHzと21MHzにおける利得と21MHzにおいて問題だった左右パターンのアンバランスを改善し…
Mobile Whip Antenna（12）DuoBand(7/21MHz)Ver2：周波数特性（2）21MHz帯
この方式とは別のメーカー製に近い方式でも検討しています。しかし、両バンドの利得、SWRのいずれかがネックとなって、完全な2バンド動作できるモデルは見つけられていません。 現時点での唯一の方式が、今回の方法です。ただし、こちらも現実設計となるとコイルQを100→50あたりまで落とす必要があります。モービルホイップで巻けるコイルの太さだとそれくらいが限度になるからです。そうすると今回のアンテナでの利得Gh…
DuoBand Mobile Whip Antenna（11）7/21MHz【Ver2】周波数特性（1）7MHz帯
推定できるメーカー方式モデルの試作は、昨日一日かけて行いましたが、このVer2には遠く及びません。これを突破するには、全く異なる発想の転換が必要なのかもしれません。 また、昨夜から今日にかけて強風が予想されることから、HFC-721を一時撤去したところ、HDAアンテナのSWRが悪化しました。当初は、影響が無いと思っていたのですが、かなり、互いに影響を及ぼしていたようです。 …
DuoBand Mobile Whip Antenna（10）独自設計Ver2：高利得狙いとした基本特性（2）21MHz
今回は、前回の続きで、21MHzにおける基本特性です。実は、7MHzよりも21MHzの設計が難航しました。通常のマルチバンドアンテナのようにドラップで先端側エレメントを切り離すわけにはいきません。21MHzでもエレメント先端まで、動作させないとSWR帯域幅も、動作利得も確保できないからです。 そのためにエレメント途中の入れるコイルとコンデンサーの組み合わせが、とても大事です。それと…
DuoBand Mobile Whip Antenna（8）MMANA設計の見直しのヒント：内部構造の判る写真から推察
先に公開したMMANAモデルでも7/21MHz動作は問題ありませんでした。しかし、その構造がモービルアンテナとしては、構造が複雑すぎるのが問題でした。メーカ製品ですと製品価格にもろに反映するところです。ですから、実際の製品は、もっとシンプルかつ簡単な構造となっているはずなのです。ローディング・コイル部分の構造はブラックボックスのため、動作解明には困難だったのです。 そこで、…
DuoBand Mobile Whip Antenna（9）独自設計Ver2：高利得狙いとした基本特性（1）7MHz
前回のメーカー製推測モデルをMMANAで再現したところ、7MHzでは、λ/4長一本ラジアルを使っても相対利得Gh：-10dBd以上に達成できませんでした。また、片方のバンドを調整すると別のバンドのSWR値を確保できなくて、それでは2バンド動作を実現できているとはとても言えません。 そこで、メーカー製の推定モデルとは、全く異なるコイル配置で実現した独自設計Ver2のほうを参考に公開します、…
Mobile Whip Antenna（6）DuoBand(7/21MHz)動作を再現（試案1）：周波数特性（1）7MHz帯
今朝も昨日の宿題を行っていました。結果は、3点接続でも2バンド動作する方法があることにはたどり着けました。ただし、その動作利得は、あまりよくありません。7MHzのGa:-12～13dBi、21MHzだともっと悪く、-14dBi台しか到達できませんでした。さらに検討が必要と思われます。 ※当初の-24dBi～-29dBiから見れば、かなりの改善ではありますが・・・
アマチュア無線のアンテナ、今使っているのはこちら コメットのUHV-10です。 これ1本で3.5、7、10、14、18、21、24、28、50MHzに出られるスグレモノです。 えっ、UHV-「10」という割には9バンド対応なんですね。 各エ
ここ数日、暖かい日があったので、ベランダの洗濯物干し竿をベースとして、HF（7/21MHz共用）Mobileアンテナを仮設置しました。当初、物干竿単体だと21MHzでしか、同調できませんでした。 次に、電線を3本（7m長、8m長、10.5m長）を用意して、ベランダから真下に垂らして、1本ラジアルとしたところ、いずれの電線でも7MHzで共振できました。但し、10.5mは少し長すぎたようで、6.950M…
(送信用)モービルホイップ2本アレイアンテナ(2)周波数特性＆総合評価
7.1MHz付近のピンポイントの周波数でなら、外部回路によってマッチングすることで低SWRとなるのですが、それより外れますと送信アンテナとしてのSWR特性が急変します。その問題点の大元は、アンテナ自体の給電点インピーダンスの実分Reが6Ωと低い点にあります。この傾向は、利得やF/Bを最大限に追求した場合、同時給電アンテナだけの特性ではなく、八木アンテナでも同様の特性です。利得は、元…
今回目的ではありませんが、せっかくなので送信用としてモービルホイップアレイアンテナ（Mobile Whip Array Antenna）を設計しています。ですが、こちらの場合の動作ゲインGaは、-16dB前後とほとんど得ることができません。これには、延長コイルのQが大いに関係しています。そして、この設計でも普通ならモービルアンテナ用コイルとして工作が困難なQ＝250に設定しているにも関わらずにです。通…
Magnetic LOOP(6)関連・モービルホイップ2本による単一指向受信性能(2)周波数特性
前回のモービルホイップアレイアンテナの続きになります。まず、絶対ゲインGaをみれば判りますが、今回のアンテナは送信用ビームアンテナとしては不適です。このアンテナ目的はアンテナの近傍にあるノイズ源からの信号を指向性を使って減衰することです。ですから、周囲全域のノイズ源の全てをキャンセルできません。ノイズが減衰できるのは、ある1方向だけに限ります。 (1) SWRの周…
Magnetic LOOP(5)関連・モービルホイップ2本での受信ダイバーシティ(1)基本動作
垂直アンテナ側が短縮率の大きなモービルホイップ同士で水平面内で単一指向性が出せるかのシミュレーション・テストです。試行錯誤の結果、モービルホイップ2本でも単一指向性が出せることは証明できました。但し、その実装となるとかなりの精度が必要です。また、両エレメント間の距離や両エレメントへ給電する位相差も理論とは、かけ離れています。通常の設計では考えられない値といってもいい…
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…
