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Author:Sanyo
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HEXビームならぬ ”PENTA ”ビーム の性能? そして「コイル入り八木」はイモなのか?


                    
reson.jpg

                                          下側は共振回路のインダクタンスに流れる電流の位相

折角、Hexビームもどきアンテナをでっち上げたのだが、コンディションが最悪だということも有り、実際の交信で色々試せていない。 恐らく予想できるのは
せいぜい2エレ、八木のパフォーマンスかなと云うぐらいのことだと思う。利点は5バンドにでられることである。
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   12/14 0800GMT頃 何も聞こえない 15mのSSBでだめもとのCQを出すと蚊のなくような応答が有り、何度か聞きなおして
   VK2FBBB Rob氏を確認したのだが彼のアンテナは1/4波長垂直 で電力は10w 
   (VKの4文字コールはFoundation局<ノビス> で空中線電力10w、無線機は市販のものという制限があるらしい)
   こんな局が応答してくれたということはこちらの電波も彼の設備に何とか届いているということだが、何しろ色々、話を
   続けられるレベルの信号ではないので残念ながら早々に73となった。 
     しばらくはコンディションの上昇待ちである。

追加

2017年1月4日 0730 UTC ロングパス経由でIK4GRO Lauro氏と20mのSSBで交信、
His59 my57であった。 彼はこのバンドは4エレ八木で、FTdx5000、何度かQSOした相手で
応答するなり、いきなり、名前を呼ばれて焦ってしまった。 この感じではコンディションにさえ恵まれれば
以前のクワッドと同じように北米、南米、EUともラグチューを楽しめそうな気がする。
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ところで、昔から「短縮形の八木はイモである。」という言葉を聞いてきたが
実はここのところ気になっていたのはブログhttp://jl3lsf.blog.fc2.com/blog-entry-1239.html (TNX jl3lsf局)の中の トラップ入り八木の、
つまり共振回路いりトライバンド八木の特徴を改めて確認し、もう一度考えてみた。 それは共振回路の入った八木アンテナはビームアンテナとしての
性能を発揮できる周波数がごく狭く、うまく働いていても性能を発揮できる帯域が狭いということのようだ。

  自分には細かく論ずる素養はないのだが、少なくとも
八木アンテナの動作は反射器、と導波器エレメントの共振周波数が目的周波数からわずかに離れそれによって到来電波の信号を強める、あるいは弱める位相差の電流で励振されるときに指向性が出てくるらしい。
 で参考までに共振回路に加わる信号とその電流の位相(イラストの図のL側)はシミュレーションしてみた。 L側に流れる電流は共振点付近で大きく位相が変化するので丁度良い位相になるように周波数を選ぶ必要があるが、それは 真っすぐの棒状エレメントでも途中に共振回路を入れたものでも同様なのだが共振回路を入れたものでは不可避的に帯域幅が狭くなるということである。
  確かに共振回路で移相するのであれば最良なポイントは一点に近くなってしまう。 

 只、移相のために伝送線を使用したHB9CVはその原理から、遥かに広い周波数範囲で反射器(導波器)が動作するのであろう。実際あちこちで見るそのSWR特性なども
圧倒的に広帯域である。

これらのことから、どうするべきかと考えると
 1 巻き尺式八木にする。 (作れそうもないから買う→敗北だなー)
 2 HB9CVタイプにする 導波器も同一構造にするのは大変。そして原理的にはシングルバンドになるので多バンド化は大変。
 3 LC共振回路なし(短縮なし)で作る。 そして更に広帯域の工夫をする。 これは出来そう。
    シミュレーションをしただけだが、
    ・八木アンテナの反射器(導波器)エレメントをループにするとガクッと広帯域になる。
    ・反射器(導波器) エレメントを同一面に複数置き周波数をずらしてスタガー共振とするなど。
   実現性は有るがゲインが増えるわけでもないので、そこまでやるかと 思ってしまう。

   とまあ、思い悩んで、結局何も出来ないのかな。と思うのである。
 
        (上記内容には技術的に正確でない部分が含まれているかもしれません。 あしからずご了承ください。)
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Comment

  1. JA1KIH Taka

    JA1KIH Taka

    2016-12-31 (Sat) 11:08

    ビームアンテナを考える時、ベクトルの合成をイメージすると良いと聞いたことがあります。 同じ大きさの力が角度ゼロだと合成力は倍になり、180度差があれば合成した力はゼロになります。実際のアンテナではエレメント数とエレメント間隔でベクトルの合成が最大になるよう設計されているとすれば(十分理解できてませんハイ)、フルサイズのエレメントであればバンド内で周波数変化に対し位相に与える変化が少ないのに対し、コイルやLC共振回路が入ると位相差への変化が大きくなりベクトル合成への影響が大きくなるのでフルサイズに近いレベルで働く周波数範囲が狭いのではないかと思います。 シュミレーションされた図からもその様なことが言えると思います。周波数とベクトル合成の最大点が分かれば良いのですが、設置条件が異なれば結果も違うような気がしています。
  2. Sanyo

    Sanyo

    2016-12-31 (Sat) 17:27



    コメント有り難うございます。 なるほど、ベクトル合成による説明ですか。 自分のように原理的に
    解っていないハム(これでも1アマ!)が大半だと思いますが、自分が最初に使ったメーカ製マルチバンド八木
    は位相差を作る伝送線路が付いていました。 おそらく、その効果があったのは28メガだけだったのではと
    今になって思います。カタログにも、この手のアンテナでHB9CVの動作をするバンドの表記などありません。
    どうせ理解しているハムは皆無に近いと思って営業しているとは思いますが、悔しいですね。
    恐らく、これからは無線機など、完成領域のものは、あまり新規な商品などがなくなり、アンテナ
    のようになかなか内容がつかめないものが手をかえ品をかえ現れるのでしょうか。2017年には手遅れかもしれませんが
    もちょっと勉強しないといけないように思います。 どうぞ、よろしくお願いいたします。
  3. JA1KIH Taka

    JA1KIH Taka

    2017-01-20 (Fri) 11:45

    よく飛んでいるようですね。 先ほどQRZ.comのアクティブコールサインを見たらレポートが8件とでていました。
  4. Sanyo

    Sanyo

    2017-01-21 (Sat) 11:18

     コメント有り難うございます。 このLook upsと言うのは何なんでしょうね。
    先日、QRZ の写真を入れ替えたとき、不慣れなことで、ごちゃごちゃやって複数回アクセスしたら、この数字も
    一気に上がってしまったことがあります。 今回は実際の電波を聞いていた人の数字ではなさそうです。
    ところで、このアンテナはやはりシミュレーションの結果どうりで、性能的にはそれなりだと思います。
     クワッドが懐かしくなってシミュレートしてみたらやはり、格段に打ち上げ角度が低く、電離層反射を利用するアンテナとして
     ( 立体角というのか、水平面、垂直面の両方で絞られている効果が大きそうで数値で示された値以上の性能があるのでは)
    4エレ以下程度では、最も優秀なアンテナという印象がさらに強くなりました。今もどうやったら年寄りでも簡単に作れるかを妄想しています。

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