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The Best（純対称形）位相給電DP列アンテナ【Ga＆F/B両立】：逆方向
前回の逆方向ビームとした場合です。今の予定では、λ/8間隔の位相給電アンテナは、HB9CVを含め、これが最後とするつもりです。 1.アンテナ定義
The Best（純対称形）位相給電DP列アンテナ：順方向【Ga＆F/B両立】
前回モデルから、更なる良いモデルを求めて、試行錯誤での探索をしたところ、エレメント間隔をさらに少し広くとれば、絶対利得Gaと前後比F/Bが両立できるモデルに行きつくことができました。 実は、八木モデルに変更しての片側給電方式も並行して、試作していたのですが、そのモデルよりも、短いエレメント間隔の場合は、こちらが良かったので、先に公開します。 通常の導波器の2エレ…
Ga優先（純対称形）位相給電DP列アンテナ：逆方向特性＆給電インピーダンス－R値即解決算定法（仮説）
前回モデルのビーム方向を逆転した場合です。特性は、ほとんど同じですが、給電点インピーダンスは、こちらだと正常な値となります。それを基に前回の給電点インピーダンスを最後に即決で補正したいと思います。 1.アンテナ定義
利得Ga優先（純対称形）45°位相給電DP列アンテナ：順方向
前回予告しましたように完全対称形となる同エレメント長DP2本を地上6m高に並行して配置して、45°位相で給電した場合の動作利得（Ga）を追求したモデルの紹介です。前回の紹介したモデルは、F/B追及モデルでお願いします。ただ、さらなるF/B追及モデルには、また、別のモデルが存在するかもしれません。それは、まだ、形にできていません。 〈本論〉 （6m高の場合） 1.アンテナ定義 …
（補足）Pocとは、昔のアナログ回路にあった「バイアスティー(Bias-Tee)」のこと！
前回のHB9CVのリレー回路を切り替えるための直流を無線用同軸ケーブルに重畳するための回路の名前をやっと思い出せました。 それは、「バイアスティー(Bias-Tee)」と呼ばれていた回路のことです。 掴み的な動作概略は バイアスティーとは https://engineer-climb.com/bias-t/ 実際の回路を実装するためには、メーカー提供の バイアスT回路向けインダクタ 選定支援ツール …
F/B追及【汎用型】HB9CVアンテナ・ビーム反転切替(1)逆方向特性【完結】
今回は、前回のF/B追及モデルを前後反転させた場合の特性について、紹介します。今回は、途中説明に具体的な利礼切替回路についても述べています。このアンテナを試作される場合には、是非、実現して欲しい回路です。この回路を使えば、わざわざ、リレー制御線を両エレメントの給電部に配線することが不要で、見映えもスッキリとします。 ※通信信号と電…
F/B追及【汎用型】HB9CVアンテナ・ビーム反転切替(1)順方向特性
前回予告しましたように、高仰角【HB9CV】(7）6m高・5.28m間隔・位相－45°【地表ラジアル中央配置】Best Modelへのさらなる試行錯誤を行って、その結果を前後切替モデルに適用したモデルの紹介です。 絶対利得Gaは、もうほとんど飽和状態となっているようで、改善は望めませんでした。しかし、F/Bは、改善することができました。 ただ、F/Bだ…
高仰角【HB9CV】(8）6m高・5.28m間隔・位相－45°【地表ラジアル位置変更後】Best Model
前回の「純･対称形」DPアンテナ列アンテナの比較基準とした、ワイヤー仕様のHB9CV【6m高・5.28m間隔・位相－45°】に対して、以前の完成モデルは、地表ラジアル位置が、後方エレメント直下であったものを、前後ビーム転換モデルであるDPアンテナ列、準･対称形HB9CVアンテナ、さらに全ての一般的なHB9CVのビーム反転を可能とした、「一般形」HB9CVの前・後の性能（Ga,F/B）比較を比較するための…
【純対称形】Phased Array DP-Line（DP列の位相アンテナ）ビーム反転切替(6)逆方向
今回は、前回の反対方向に放射するビームパターンを扱います。といっても、前後完全対称形ですから、どちらが前で、その反対向きが後ろとは、言えません。どちらも前であり、後ろにもなるのです。その要は、エレメント間の給電位相角になります。 その意味で、Pure-Complimentary（純相互補完）と対応しての、Pure-Symmetrical（純対称形）といった回路状態であるといえるアンテナです。
【純対称形】Phased Array DP-Line（DP列の位相アンテナ）ビーム反転切替(5)順方向
前回のトランジスタ回路のSEPPで使われる「純(Pure)を当て込みました。これもアンテナ用語には、ありません。今回のアンテナのイメージとして、相応しい言葉として、造語したものです。 実際には、単なるDP2組を同時給電して、その電流位相を45°にしたもので、極一般的な「位相給電アレイ」アンテナです。しかし、一般には、このλ/8間隔や45°位相で…
【準対称形】HB9CVアンテナ・ビーム反転切替(4)逆方向特性：位相切替のみでビーム反転
【一般形】HB9CVアンテナ・ビーム反転切替方式だとエレメントまで前後反転できますから、どちらも理想的に動作させることができますが、【準対称形】HB9CVアンテナにおける位相のみ切替だけの方式では、今回の逆方向の動作は、理想どおりにはなりません。その部分がネックとなります。ただ、前後エレメント長の差を少なくしたり、両エレメント間隔を微調整すれば、逆方向特性もそれなりに実現でき…
【準対称形】HB9CVアンテナ・ビーム反転切替(4)順方向特性：前後エレメント長差が小さいモデル
「準対称形」といったアンテナ用語は、今のところありません。このブログで使うために生み出した「造語」です。 この元となる語源としては、トランジスタ回路におけるNPNとPNPの2つの素子がそれぞれの性格をお互いに補完する意味での電子回路があります。 それは、コンプリメンタリーです。トランジスタステレオアンプの初期においては、PNPのパワートランジスタのNPN側とのコンプリ…
【NewType】HB9CVアンテナ・ビーム反転切替(1)アンテナシステム構想と最終モデルのプレ紹介
引き続き対象は、地上高6mの低い位置で、高仰角狙いのアンテナでの開発ですが、通常のλ/8間隔135°位相の標準モデルにも対応できることを対象としています。 今回からの目標は、固定ワイヤー方式アンテナの欠点であるビーム方向変更ができない部分の改善です。 といっても、電子的にビーム方向を任意に変えることは、2エレメントではできません。 しかし、電気的に前後を入れ替えて…
高仰角【HB9CV】(7）6m高・5.28m間隔・位相－45°【完成】Best Model
今回で、6m高のワイヤー仕様のHB9CVを完成させたいと思います。 MMANAに付属しているHB9CVモデルだと自由空間で、4.65dBdの相対利得が得られていますが、これは、無損失の場合であるのとエレメント径が半径10㎜（直径20㎜）としていることが寄与しているようです。八木も同じですが、インピーダンスが低くなるアンテナには、できる限り、太い導体を使う必要があるようです。 ま…
高仰角【HB9CV】(6）位相線路の速度係数問題と6m高・5.28m間隔・位相－40°モデル
前回の宿題としていた位相回路の電気長→物理長の変化、つまり、フィーダが持つ「速度係数」についての解説が中心となります。 また、MMANAモデルは、暫定最良モデルとする手前で、本当は、これで十分と思っていた「位相－40°」モデルを紹介します。この時は、位相をわずか1°ぐらい変化させても大した変化はないだろうとたかをくくっていました。しかし、その1°でも、F/Bは、0.45dB良い側…
高仰角【HB9CV】(5）6mH・5.28mS・位相φ－45°⇒－40°〓－45°と再帰した【総合評価】Best Modelへの軌跡（その1）
今回は、オリジナルの－45°モデルを最初に紹介します。前々回(3)の－39°暫定最良モデルと対比しながら見てください。また、最も基本モデルである135°位相は、前回(4)の5.のパターン図とも対比をしてください。いずれも7.1MHzに対してのλ/8間隔（5.28mS）での動作です。 今回の最終目標は、再び－45°位相（λ/8長）に戻すことにあります。なぜなら、HB9CVの基本的な給電は、1…
高仰角【HB9CV】(4）6m高・5.28m間隔・－39°位相差と他モデルとの対比
今回は、前回で求めた（暫定）最良モデルと同じ条件となる今まで紹介している他モデルとの比較をしてみます。 これと関係するデータが、「Low Band DXing 日本語版 月刊ファイブナイン発行」のP228 図11-2において 「2エレメント垂直フェーズドアレイの水平放射パターン（両エレメントは同相給電）エレメントは垂直軸と同列にあり、先頭のエレメン…
高仰角【HB9CV】(3）6m高・5.28m間隔・-45°⇒-40°⇒-39°位相給電：低い高さでF/B追及モデル
6m高では、どうやっても絶対利得Ga:10dBi以上で動作できないようです。そこで、目標をF/B追及に切替ました。その基本モデルは、－45°位相アンテナです。これでも、F/Bはけっこう良いのですが、今回は、さらにF/Bを追求しています。そのため、Ga:9.09→8.95dbiと落ちますが、F/B：13.01→15.34dBと大きく改善できました。 ただ、問題はあります。位相…
高仰角【HB9CV】(2）6m高・6m間隔・225°位相給電：低い高さへの対策モデル-1
前回の自由空間設計の[計算]項で示したように高さが6m高だと性能（GaとF/B）が出ないことは判りました。今回は、これに対する対策を考えていきます。 これと別に前回のHB9CVのHP記事を代表して紹介した https://ja.wikipedia.org/wiki/HB9CV の説明の部分にあった ＞動作原理がきわめて特殊であり何らかの原因で共振点からのズレが生じた場合に指向特性…
高仰角【HB9CV)】(1）1/8λ間隔の135°位相給電：HB9CVの歴史と基本動作
HB9CVの名称の元々の由来は https://ja.wikipedia.org/wiki/HB9CV に記載のように開発者ルドルフ・バームガートナー（Rudolf Baumgartner）の呼出符号：コールサインが、そのままアンテナ名称として、世界中に通用する名称となったアンテナです。 ただ、先の記載には、疑義があって、昔の雑誌紹介によるものでは、ZLスペシャルが先にあったように記憶しているのですが、残念ながら、…
高仰角（Phased Array)(5）1/8λ間隔の45°位相給電：スタック効果の無い事例
今回から、エレメント間隔をさらに半分とするλ/8（0.125λ）≒5.28m付近に短縮することを命題としています。 この間隔となるとエレメント長が同じだと位相をどう変えようとも単一DPを超える絶対利得Ga：8.4dBiを得ることが難しくなって、一番良いのが、同相給電であることを証明することとなりました。 その一例として、前回の10m間隔モデルで良かった45°位相モデルを間隔を半分にまで短…
高仰角（Phased Array）（3）1/4λ間隔の90°位相給電：13.6m拡張モデル
別のテーマである（接地）垂直アンテナと同様に、λ/2よりも地上高が低い水平系DPの場合も地面の電気定数（平たく言えば、「大地のアース状態」の意味）の影響を受けます。ただ、水平系だと大地の反射係数が高いために放射効率には、ほとんど影響を受けません。しかし、電波放射の仰角（打上角）には、とても影響を受けます。特に、ここでのテーマである低高度（地面に近い高さ）のアンテナにお…
（仮説証明）高仰角（2-1-2）1/4λ間隔の90°給電：X軸を－10.2m平行移動結果との検証
前回の前後ビーム反転した場合の絶対利得GaとF/Bの改善とラジアル設置位置の予想仮説を今回証明できたと思っています。 ただし、あくまでもMMANA（miniNEC）の仮想空間の場合であって、現実世界での地表ラジアルの設置場所についての証明ではありません。 また、もうひとつの過去の記事で挙げた疑問点だった、「地表ラジアルの設置場所は、原点Oに中心があるのか？」の答えは、「Yss」…
高仰角ビーム（Phased Array）モデル（2）1/4λ間隔の90°差位相給電：アンテナ動作理論復習編
今回からのアンテナは、本当の意味で位相給電モデルを扱います。つまり、2組のDPのそれぞれに対して、給電電流に対しての位相差を付けて、動作させる方式です。 （本論） 一般的な一番基本モデルが、今回初回に設計したアンテナ事例ですが、MMANA（miniNEC）では、これを理論による最大性能に動作させることは、できていません。実は、もっと違う間隔距離や位相角度とするほうが、良い…
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)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。
