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2016年12月11日 (日曜日)

リニアローディングの実験

Wp_20161211_14_33_40_pro

アンテナの長さを短くするには、コイルを挿入する方法と、エレメントを折り曲げる方法があります。

この位のことは皆さんご存じだと思いますが、リニアローディングについては実際どのようになるのか分からないことだらけ・・・です。

そこで実験してみることにしました。米国製の450Ωのラダーラインのセパレーター(両側の銅線を支える黒のポリエチレン)に穴を開けて、電線を通して、全幅2cm、1cm間隔で3本電線が並んだエレメントを作りました。

3本の接続方法は給電は真ん中の灰色電線へ、給電側の残り両側2本はショート、端点側は真ん中の灰色電線と両側のどちらか一方とショート。余った1本はオープン。これで細長~~~~~い、渦巻き状のリニアローディングエレメントになります。

比較用として、普通の電線でも同じ長さのエレメントを作ります。今回は10メガ辺りに共振するように長さを決めました。
それぞれのエレメントをグラスポールに沿わせて、垂直バーチカルとして動作させて特性をアンテナアナライザで計測してみました。

電線1本(標準バーチカル)
Swr

3線リニアローディングエレメント(高い周波数)

3l_hi_swr

エレメントの長さを揃えたつもりですが、微妙にSWRの底が違っていますし、SWRの低い帯域幅も違います。でも,エレメントを2回折り返して標準バーチカルの3倍も長いのに、電線の総延長ではなく、折り畳んだ時の長さ「でも」共振します。つまり、1つのエレメント長で2個の共振周波数が得られます。この効果を利用したマルチバンドダイポールアンテナがいくつか存在します。

3線リニアローディングエレメント(低い周波数)

3l_low_swr

お待ちかね。これがリニアローディング動作中のSWRです。エレメントを切り換えるわけではなく、10メガと5メガで共振しています。つまり2バンドバーチカルというわけです。
5メガのバーチカルは本来14mの長さが必要ですが、半分の7mで済みました。もっとも、エレメントは2回折り返しなので、エレメントの総延長は7x3=21mです。

450Ωフィーダーに1本加えた3線のリニアローディングは、エレメントの物理長と物理長の2倍で共振点が現れる結果となりました。他の周波数でも実験しないと確証はありませんが、HF帯ならおおよそこんな感じでしょう。

アマチュアバンドは波長が倍数関係になっていますので、この450Ωフィーダー改造リニアローディングはもっと使われて良いのではないかと思います。

さて、SWRだけではつまらないのでインピーダンスとかのグラフも載せておきます。

電線1本(標準バーチカル)

Photo

3線リニアローディングエレメント(高い周波数)

3l_hi

3線リニアローディングエレメント(低い周波数)

3l_low_2

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コメント

福井さん、こんにちは。
ex7M4GLU/榛沢です。
このリニアローディングの件を興味津々で拝見しております。
アパマン/ベランダハムですので、7Mの飛ばないホイップANTをどうにかしたいなと思いながら。

ところで…やっと再々開局が出来ました(^^)/
1975年の最初の開局時のコールが丁度空いてましたので、復活コールで前の7M4GLUではなくてそちらになりました。
福井さんと同じJI1コールです。
JI1HWSになりました。
以前同様に6mメインで出ますので、聞こえてましたらお相手の程をどうぞ宜しくです^/^

投稿: JI1HWS/榛沢 | 2016年12月24日 (土曜日) 17時27分

榛沢さん
再開局おめでとうございます。
同じプリフィックスになったのですね。なんか、嬉しいなぁ~
記事にしているラダーラインを使ったリニアローディングだと、7/14の組み合わせが可能ですね。5m程度でできます。
以前に使っていましたが、このラダーラインのリニアローディングは短縮しているバンドは、ラダーラインが濡れるとズドーンと周波数が落ちます。
デュアルバンドだと調整が面倒ですが、全長5m程度の7メガ短縮バーチカルなら簡単ですよ。面倒なのは両方のバントで共振点を狙ったとこにすることです。
どちらか片方だけなら簡単です。
お空でお会いできるのを楽しみにしています。

投稿: JI1ANI/福井 | 2016年12月25日 (日曜日) 21時31分

福井さん、どうもです。

リニアローディング短縮ANTですが。
7Mを短縮だと14Mなんですね…残念。14Mは出ない(出れない)ので。
3.5Mは出てみたいものの、長過ぎですね。
7Mを短縮で全長5mだと横6mのベランダになんとか張れそうですが…横に水平に張っても。
かといって5mを突き出すのも気が引けて^/^
巻いたり、折り返したりしたらダメですよね。

6mに出ております。
今のところ6mAMにだけですが^/^
6mSSBにも出てみようと思いますので、ぜひ宜しくお願い致します。
昭和のRIGだけしかなくてへなちょこな波ですが、どうぞ宜しくです^/^

投稿: JI1HWS/榛沢 | 2016年12月27日 (火曜日) 23時59分

榛沢さん

ベランダでしたら、やはりワイヤーにATU、もしくはスクリュードライバーにワイヤーエレメントがいいと思います。
SD330に延長でワイヤーを足すような形で7メガなら、アースが取れればあまりストレスなく運用できますよ。
工夫すれば、ハイバンド用の短いホイップとローバンド用の長いワイヤー2本接続して、コイルの巻き数でエレメントを選ぶようなことも可能です。

投稿: JI1ANI/福井 | 2016年12月28日 (水曜日) 14時37分

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