10MHz 5/8λバーチカル・フェーズドアレー・アンテナ
        FB比は約11db 、ゲインは20m高のRDPと比較して約3db
10MHzはWARC-BAND用 CD社 830-V を20m高のタワー途中にローテータをつけて運用しております。
そこそこに動作するのですがパイルでは順番は後ろの方です。
今回、それを打開するべく新しいアンテナを考案しました。
多分どなたも作っていないと思われる当局のオリジナル・アンテナです。
それが 5/8λバーチカル・フェーズド・アンテナです。
5/8λバーチカルは,V・UHF用モービル・アンテナで多用されており高ゲインは実感がありました。
実験として採用の理由は
@ アンテナ単体でのゲインが期待できる
A そのアンテナの1本に90°の位相差をあたえてビームアンテナにする。
B 垂直ダイポールを電圧給電する方法に近く、1/8λほどインピーダンス最高点(最高圧)から離れるので超高圧から逃れられる。
C 同時にバーチカル・アンテナの宿命といえるアースの呪縛から、有る程度逃げられる。
   (これは以降に詳細を記す。)

考慮する点や危惧される点。
@ ON4UN Jhon氏によると 垂直DPと1/4λバーチカルは1/4λバーチカルに軍配があがるとあります。
  垂直DP
1/4λと考えると 1/4λバーチカル が良い事となる。
  しかし一昨年の80m用1/4λバーチカルとスローパーとの比較で 1/4λバーチカルが当局のロケーションで良いとは、とても思えない。 Jhon氏がバーチカルには広大な敷地が必要と書いている、家やtowerが迫っている状態では無理があると考える。
A フェーズドアレーを使ってらっしゃる皆さんの定説にアンテナ・マッチングにコイルなどを使用しないこと
ということがあります。  そうかなとも思うのですがV・SHFでのフェーズドアレーの使われ方を考察し、これは研究の余地ありと思いました。
アースの呪縛
 LOW-BANDのバーチカル・アンテナではアンテナ本体よりアースが問題点となる。
RCAの中波アンテナのアースは120本のラジアルを地下埋設との情報があります。
1/4λのバーチカル・アンテナには土中に同じ長さのイメージのアンテナができるとあります。
それも土の状態が良いつまりアースが良い場合です。 接地抵抗(直流でなくて使用周波数での)が高いと理想インピーダンスの32Ωにプラスされその数値分の損失が生じます。
そこで皆さん、奥さんに怒られながら敷地一杯のアース大作戦が始まるわけです。(笑)

今回の5/8λアンテナは電圧給電ですので、リターンされる電流のみをラジアルやアースで回収すれば
地表に電流が流れる1/4λと違いそう気を使わなくてもよさそうと判断。

10.130MHzメモ
1λ= 29.615m   *0.95=28.13m
1/2λ=14.8m    *0.95=14.06m
1/4λ=7.4m     *0.95=7.03m   8D2V短縮率 
5/8λ=18.5m    *0.95=17.5m
エレメント調整
ラジエータ  17.5mを正確に計測すること、できない場合は17.5mを1/4λのバーチカルとしてMFJ-259Bで4.05MHzに共振させる。 (18.5*4=70m =1λ=4.05MHz
共振はバンド中心に合せてマッチングのコイル・コンデンサーはなるべく同じ容量に合せる。

アースはまずはアーマットに接続しそこを基準に10.130MHzに共振する長さのラジアルを1〜2m高さに数本敷設する。  2本ともラジアル同じ本数にする。
クワドレチャ・ハイブリッドの計算は JA0RUG氏のHP
10.130MHzでの L=0.79μH  C_=157PF
1/4λのバーチカルに比べると60°付近の高度輻射が気になります・・・・・。
MMMNAのファイルはこちら

今回あるOMにMMANAについて教えを請いまして良い結果がでました。
MMANAでのフェーズドアレーのシュミレーションは問題点があり普通にシュミレーションすると結果が出ません。
クワドレチャ・ハイブリットからλ/4の給電線を使いますが、これをλ/4 LPFとして数値化して入力してあります。
このOMのアイデアを使用するとMMANAで4SQを始めとするフェーズドアレーのシュミレーションが可能になります。
ご指導いただいたOMに感謝!
クワドレチャ・ハイブリッドについて
クワドレチャ・ハイブリッド式の90°位相器と方向切替器、抵抗はアンバランスを消化用の50Ωダミーロードです。
まだ試験段階なのでタッパーに0.3mmの銅版を引き、各パーツはステア・タイトの端子を使い絶縁する。
ワイヤーはなるべく短く干渉を避ける。
製作中の 5/8λ Phased Array antennaの性能計測をしました。

200m離れた場所に10.135MHzのmini送信機とヘリカル・アンテナを設置し受信入力にATTを入れての計測です。
フェーズドアレーのFB比は約11db 、ゲインは20m高のRDPと比較して約3dbと計測し目標のRDPを超えました。
FB比はMMANAの結果大方とマッチしました。(下記にMMANAのデータあり)
非常に嬉しいです。
私の仮説は証明されたと思います。

5/8λアンテナの給電インピーダンスは150Ω以上あり当然に直接同軸を接続できませんのでマッチング回路を入れることになります。 それにはLCを使用するので4SQ等の位相給電アンテナでは「位相が合わなくなり動作しない」というのが定説です。   このアンテナを考えた時にこの位相差の問題については問題無いはずとの仮設を立て、シュミレーションしたMMANAでも良い結果が出たので実験することとしました。

5/8λバーチカル・アンテナは単独でもゲインがあり、バーチカルの宿命、「アースの呪縛」から避けられ、ゲイン・アップも図れ2エレにすることにより更にゲインを稼げると考えます。


問題点
 ある時このアンテナに他のBANDの電力をかけてしまい、
酸化金属皮膜が燃えました。
 対策が必要です。

備忘録
ポイント
@正確なエレメント長の調整(5/8λを計算すると約17.5mとなるが、これをMFJ-259Bで直接計測できないので、モノポール・アンテナでは4.05MHzに共振するのでそれに合せた。
Aラジエターの共振はバンドの中心にありSWRも充分マッチング回路で下げること、マッチング回路のLC供に大方同じ容量になることを確認すること。(アンテナのマッチングズレは内部のダミーロードに流れて消費されSWR計には表れないので注意が必要)
B アースは張り巡らせてあるアースマットに接続、また1/4λのラジアルを4本接続した、ラジアルは給電点からMFJ-259Bで共振点を10.120に合せた。

  
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