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アマチュア無線のアンテナです。

ice********さん

2017/10/510:57:12

アマチュア無線のアンテナです。

7MHzの逆vアンテナに21MHzの波を乗せるのに苦労しています。原理的には3倍調波ですが上手く行きません。
MMANAの解析ではダイポールの途中にヒゲを付けるとマッチングするようですが、逆vだとダイポールとはインピーダンスが異なりるため、ヒゲのみでは対応出来ないようです。

何かお知恵があれば、お借りしたく。

もう一点、MMANAの最適化では虚数部が小さくなる様に最適化をしているようですが、この考え方のみで良いのでしょうか?

よろしくお願いします

補足補足します

上手くいかないとは、近隣OMの協力を得て試したのですが、電波の飛びが悪く、またSWRが2.5位ありますと言うことです

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ベストアンサーに選ばれた回答

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カテゴリマスター

2017/10/512:30:38

「上手く行かない」とはどういう意味ですか。

SWRが多少高くなるのは仕方ありません。例えば、7MHzで1.5なら21MHzで2.0くらいになることはあるでしょう。

奇数次の高調波ならアンテナの同調は取れるでしょうが、インピーダンスが同じにはならないと思います。もし、そんな事になれば、両側の余分の長さの部分にエネルギーが行っていないということですから。

下記のサイトの、上から3分の1ほどの所に、高調波のインピーダンスについて書いてありますから、参考にして下さい。

http://www.murata.com/ja-jp/products/emc/emifil/knowhow/basic/chapt...

  • 質問者

    ice********さん

    2017/10/512:41:14

    ご回答ありがとうございます。
    上手くいかないとは、近隣OMの協力を得て試したのですが、電波の飛びが悪く、またSWRが2.5位ありますと言うことです

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質問した人からのコメント

2017/10/10 20:40:30

皆様ご回答ありがとうございます。大変参考になります。
早々にご回答いただき、かつ捕捉いただきましたので、ベストアンサーといたしました。

ベストアンサー以外の回答

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nan********さん

2017/10/816:10:10

最初にSWRが2.5程度で飛びが悪いと認識した旨、違和感があります。そんなレベルの劣化を普通は実感出来る事に少し驚きです。 飛びの悪さとSWR値が少し悪い事との関連は薄いと思います。本当に飛びの悪さを実感したのなら、SWRとは別の理由がある気がします。

さてその上でですが下記を入力させていただきます。 参考になれば幸いです。
エレメントの短縮率を考えなければ7.1MHzの1/2波長は300/7.1=21.126[m]ですね。同じく21.2MHzでの3/2波長は(300/21.2)*3/2=21.226[m]です。 21MHzバンドの方が僅かに長い事が分かります。その違いをまず認識です。
さて実際は7MHzでSWR実測しながらエレメント長を決め、そして21MHzでSWRを測ったら2以上と悪かったのでこの質問になったと思います。(違いますか?) この時点で21MHz、3λ/2と7MHzのλ/2のエレメント長の違いはどこかに行ってしまっています。僅かのエレメント長の理論上の差が具体的にどの位のSWR値(給電点インピーダンス値)の悪化になるか分かりませんが、定性的に7MHzより悪くなる事は明白です。

ここで改善方法です。まず21MHzで3λ/2のアンテナエレメント長をSWRを測定しながら決めます。次にその長さで7MHzでのSWR値を実測します。 当然、SWR値が1.0になる事は望めませんがSWR2以下になればバンザイです。 もしそれでも高くなるようであればエレメント先端付近に7MHzのトラップを入れます。このトラップで7と21のエレメント長の違いを持たせるのです。 なおそのトラップのLC値はMMANAでシュミレーションが出来ると思います。

なお、理想的な水平ダイポールアンテナに5D2V等で給電した時、SWRは理論上は1.5です。 一応、その事をお忘れなきように・・・。つまり、その位のSWRレベルになれば一応OKという事ですね。でも、もっと下げたい、という事であればそれは別問題です。

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tar********さん

2017/10/814:03:39

質問や回答、補足を読み限り、どこにも不具合が無く正常だと思います。質問者さんの勉強不足により勘違いや誤解をしているだけです。

もしリグがチューナー付きであれば、それを使うだけです。リグ内蔵のチューナーでSWRが下がる程度のミスマッチングですから・


*高調波アンテナは基本波(7MHZ)のアンテナを立てた時、3倍高調波に相当する21MHZでもゲインが取れるアンテナだということです。高調波でもSWRが1.0になる・・・とは違いますよ。
これを勘違いしているのではないですか?

ゲインとSWRは全く別物です。
*例えば、無線機も同軸もアンテナも100オームで作られていれば、SWRは1.0です。
この時無線機を50オームの物に変えたらSWRは2.0です。もちろん、送受信ともSWRの違う分だけロスが発生します。



※なんならSWRと損失(ロス)の関係についても書きますか?

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nex********さん

2017/10/719:06:58

ひとつのアンテナを複数のバンドで使う場合は、平行線フィーダとチューナで整合の問題が容易に解決できるのだが。やる気はありませんか。

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yet********さん

2017/10/618:18:23

そうですか。
MMANA上の話でしょうか。

経験的には、何の苦もなく乗るし、聞こえますが。
給電部のエレメントの角度は相当いい加減でもです。
カプラーは不要です。

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カテゴリマスター

gogocbf125さん

2017/10/612:51:54

近隣のOMの誰かに、SWRアナライザなり、インピーダンスブリッジなりを持っている人はいないのですか?。SWR=2.5 の理由を確認せずに、適当な試行錯誤をするのも楽しいかも知れませんが、運用する時間はその分減っていきますよね。
仮に、きちんと21MHzに同調しているが、インピーダンスが125オーム付近になっている、と言う話であれば、1:2 程度のインピーダンス変換比のバランかトランスを給電点に設置する方法で改善できますが、給電点に固定設置してしまったのでは7MHz が逆に悪くなるでしょう。なので、同軸ケーブルの長さを21MHzの半波長の整数倍(短縮率の考慮あり)に取った上で、同軸ケーブルの無線機側で21MHzの時だけ 1:2 のインピーダンス変換トランスを通す、もしくはチューナーでインピーダンスを整合させる、と言う手段が現実的になるでしょう。インピーダンス変換トランスの市販品は MFJ-907 などが使えますね。

ところで、

「MMANAの解析ではダイポールの途中にヒゲを付けるとマッチングするようですが、逆vだとダイポールとはインピーダンスが異なりるため、ヒゲのみでは対応出来ないようです」

言っている意味が良くわかりませんね。私は MMANA を使った事はありませんが、実際に建設した逆Vアンテナのデータを MMANA に入力し、その「ヒゲ」を使ってシミュレーションをやればいい話ではないのでしょうか?。実際に建設するアンテナは逆Vであるなら、直線的なダイポールのシミュレーションは無意味だと思うのですが。

「MMANAの最適化では虚数部が小さくなる様に最適化をしているようですが、この考え方のみで良いのでしょうか?」

現実に建設した逆Vとどういう関係のある話かわかりませんが、虚数部と言うのは、最適化設定の評価パラメーターの jX の優先度合いの事ですよね?。多エレメントのアンテナではないので、jX 最優先 (目的の周波数で jX がゼロに近づくよう設計する)
で構わないと思いますよ。

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