正解は「長め」のアンテナだった!
2015-05-07
今日は明らかに「GW惚け」の頭で午前中の仕事をこなし、悠々と昼食を取りつつ自分のブログを閲覧していました。って、物好きな・・・って思うでしょ
いえいえ、このためにブログにいろいろなデータをアップしているわけですやね
今の旬は「Lマッチの研究」なんですが、直前記事の等価回路モドキを見ていたら全然イケてないことが解り、午後休を取らんばかりに早く帰りたくなりました
流石にそういうわけにもいかず（って、当たり前ぢゃ
）、やっと今、等価回路を書き換えました。
どうやら、マッチング部ありきで考えが固着してしまったようで5番以降が無かったわけですが、これで全部揃ったと思います。
5番は、アンテナ側のインダクタンス成分までの全て（XL1+XL2+XL3）を「LマッチのL」と見立て、その変換比率がZi（50Ω）とRの比率になればマッチングします。6番も同様に、リアクタンス成分打ち消し用のXC2とアンテナのリアクタンス成分XC3の合成で、結果的にリアクタンス成分が小さくなれば、（完全で無いまでも）マッチングは取れるでしょう。
7番は、Tマッチのような形で考えると整理できます。即ち、XC1の一部とXL1の組み合わせによるステップアップと、残りのXC1とXL2,XL3の和で構成されるステップダウンを経て変換されたインピーダンスとRが等しくなれば整合が取れたことになります。同様に、8番もXC2とXC3の合成容量（XC2∥XC3）とXC1の一部との組み合わせのインピーダンス変換と、残りのXC1とXL1によるインピーダンス変換の合成値がRと一致すれば、整合が取れたことになります。
言葉を連ねても判り難いんで、ここで図解しみようかと思ったんですが、実はそんな必要が無いことに気付いたんで、結論だけ等価回路にしましょうか（結局、図は書くんジャン・・・）。
接続されるアンテナの方で細工ができると、「必ず（電気的に）長めのアンテナにする」といった作り方ができます。こうなると、整合したい周波数より少し長めのアンテナが必ず接続される前提でマッチングするような回路構成にすれば良い・・・というわけで、結果的に上図の通りまとまりました。
この「長めのアンテナ前提」とする場合、アパマンハムで顕在化し易い降雨による同調周波数低下（アンテナの見かけの長さが長くなる）という部分にも上手く追随できるため、「晴れの日が続いて最も同調周波数が高い日」という条件で少しインダクティブなアンテナになるように、アンテナ側のコイル等を調整すればよいことになります。
さぁ、残る課題はコイルの可変・・・普通にタップを取ってもいいんですが、何か良いアイディアは無いかもう少し拘ってみます。
修正 2015/06/12＞
上の図の(6)の題名が間違っていましたので差し替えました。
いえいえ、このためにブログにいろいろなデータをアップしているわけですやね今の旬は「Lマッチの研究」なんですが、直前記事の等価回路モドキを見ていたら全然イケてないことが解り、午後休を取らんばかりに早く帰りたくなりました
流石にそういうわけにもいかず（って、当たり前ぢゃ）、やっと今、等価回路を書き換えました。どうやら、マッチング部ありきで考えが固着してしまったようで5番以降が無かったわけですが、これで全部揃ったと思います。
5番は、アンテナ側のインダクタンス成分までの全て（XL1+XL2+XL3）を「LマッチのL」と見立て、その変換比率がZi（50Ω）とRの比率になればマッチングします。6番も同様に、リアクタンス成分打ち消し用のXC2とアンテナのリアクタンス成分XC3の合成で、結果的にリアクタンス成分が小さくなれば、（完全で無いまでも）マッチングは取れるでしょう。
7番は、Tマッチのような形で考えると整理できます。即ち、XC1の一部とXL1の組み合わせによるステップアップと、残りのXC1とXL2,XL3の和で構成されるステップダウンを経て変換されたインピーダンスとRが等しくなれば整合が取れたことになります。同様に、8番もXC2とXC3の合成容量（XC2∥XC3）とXC1の一部との組み合わせのインピーダンス変換と、残りのXC1とXL1によるインピーダンス変換の合成値がRと一致すれば、整合が取れたことになります。
言葉を連ねても判り難いんで、ここで図解しみようかと思ったんですが、実はそんな必要が無いことに気付いたんで、結論だけ等価回路にしましょうか（結局、図は書くんジャン・・・）。
接続されるアンテナの方で細工ができると、「必ず（電気的に）長めのアンテナにする」といった作り方ができます。こうなると、整合したい周波数より少し長めのアンテナが必ず接続される前提でマッチングするような回路構成にすれば良い・・・というわけで、結果的に上図の通りまとまりました。
この「長めのアンテナ前提」とする場合、アパマンハムで顕在化し易い降雨による同調周波数低下（アンテナの見かけの長さが長くなる）という部分にも上手く追随できるため、「晴れの日が続いて最も同調周波数が高い日」という条件で少しインダクティブなアンテナになるように、アンテナ側のコイル等を調整すればよいことになります。
さぁ、残る課題はコイルの可変・・・普通にタップを取ってもいいんですが、何か良いアイディアは無いかもう少し拘ってみます。
修正 2015/06/12＞
上の図の(6)の題名が間違っていましたので差し替えました。
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可変Lならバリオメーター
こんにちは！
雨のときにモビホを含めてVSWRの最良周波数が下がるのは、純抵抗がおもに変化する（下がる？上がる？）のかそれともリアクタンスがおもに変化する（エレメントの共振周波数が下がる？）もしくはその両方が効いているのでしょうか？
当局のアンテナも雨天で下がりますが、いままでちゃんと検証していなかったので一度VNAで調べてみようと思います。
もちろんLCマッチングも良いのですが、LF帯では大容量の可変Cがなく実装は困難なため、エレメントを可変Lつきのローディングコイルに接続して同調させてから純抵抗をRFトランスで50Ω付近にあわせるようなマッチング方法を取っています。
雨のときにモビホを含めてVSWRの最良周波数が下がるのは、純抵抗がおもに変化する（下がる？上がる？）のかそれともリアクタンスがおもに変化する（エレメントの共振周波数が下がる？）もしくはその両方が効いているのでしょうか？
当局のアンテナも雨天で下がりますが、いままでちゃんと検証していなかったので一度VNAで調べてみようと思います。
もちろんLCマッチングも良いのですが、LF帯では大容量の可変Cがなく実装は困難なため、エレメントを可変Lつきのローディングコイルに接続して同調させてから純抵抗をRFトランスで50Ω付近にあわせるようなマッチング方法を取っています。
160mなんかはバリオメーターの可能性も・・・
ぶんきゅうさん、コメントありがとうございます。
アンテナの雨天の挙動観測は、非常に興味があります。我が軒下DPのステルス君は、雨に殆ど濡れないにも関わらず、同調点がかなり下がってしまいます。1m前後という近い距離で建物に囲まれた構造ですから、この影響をモロに受ける形なんで、屋根の上やタワーの上のアンテナの挙動（エレメント等が雨水に濡れる場合）とは違っているんだと思いますが、確かに純抵抗分なのかリアクタンス分なのかは僕も知りませんので、雨乞いでもして（？）追試したいと思いました。
マッチングについては無論「トランスマッチ」も捨てたものではなく、逆に損失の少ない有効手段だと認識しています。「トランスマッチ＋微調整用のLマッチ」辺りが正解かと思っていますが、ここ当面は自分勝手な思考の趣くままに、駄文とヘッポコ実験を続けたいと思っています。
アンテナの雨天の挙動観測は、非常に興味があります。我が軒下DPのステルス君は、雨に殆ど濡れないにも関わらず、同調点がかなり下がってしまいます。1m前後という近い距離で建物に囲まれた構造ですから、この影響をモロに受ける形なんで、屋根の上やタワーの上のアンテナの挙動（エレメント等が雨水に濡れる場合）とは違っているんだと思いますが、確かに純抵抗分なのかリアクタンス分なのかは僕も知りませんので、雨乞いでもして（？）追試したいと思いました。
マッチングについては無論「トランスマッチ」も捨てたものではなく、逆に損失の少ない有効手段だと認識しています。「トランスマッチ＋微調整用のLマッチ」辺りが正解かと思っていますが、ここ当面は自分勝手な思考の趣くままに、駄文とヘッポコ実験を続けたいと思っています。
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