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2017年12月27日 (水曜日)

バーチカルのグラウンド処理 その2

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バーチカルは垂直エレメントと大地で垂直DPが構成されますよね。

接地が大切ですが、接地が取れない場合、カウンターポイズも使われます。カウンターポイズなら、エレベーテッドが良いと思いますが、見た目は蜘蛛の巣で、住宅街では美観上かなり問題があります。

ビルやマンションでは、エレベーテッドはとても難しいので、床や屋上に這わせる方法になります。でも、電線を建物に這わせる方法は、建物の鉄筋などと静電結合を期待して電線を這わせることにもなります。
僕もそうでしたが、コレ、不味いと思います。建物との静電結合なら面積ですし、ラジアルならば長さと本数でエレベーテッドです。
エレベーテッドが無理なら、鉄筋との静電結合を狙った方が、10本程度のラジアルよりも効率的なようです。

静電結合なら線より面が有利です。1mmΦ程度の電線20mを折り畳んで、コンデンサとしての面積すると、0.001m×20m=0.02㎡で、14cm四方の板と大体同じ。かなり小さいです。

というわけで、バーチカルの接地としてトタン板(0.4mx1.8m)を敷いて、他のグランドとして使っていた方法と比較しました。処理方法は3つあります。

1.トタン
トタン板の面積は0.4x1.8=0.72㎡です。厚さ0.25mmのものなので、普通のハサミで切断できました。給電点から屋上面のトタン板までは接地用のアースバー(1.2m)で立ち上げています。

2.支柱
屋上を一周(全長40m弱)しているアルミ製の転落防止用の手摺りの支柱。直流的には横に接続されている手摺りには導通していない。給電点から支柱のビスまで10cm程度です。

3.手摺り
給電点から手摺り下部、屋上面から20cm程度上に約12mの銅箔テープを貼ったもの。銅箔が薄いためか、表面が酸化したためか、現在では10mで1.5Ω程度(テスターで計測)あります。

計測は接地方法を変えるアンテナ(スクリュードライバー)から200Wで送信した信号を約15m離れた受信アンテナで受信し、その信号をスペアナで計測しました。
なお、計測は輻射効率が問題となる短縮率の高い3.5メガで実施しました。そのため、グラウンドの種類によってSWRが1.1~1.5まで変化していますが、誤差の範囲と考えています。

1.トタン -20.14dB
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2.支柱  -20.64dB
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3.手摺り  -20.71dB
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測定誤差にも見えますが、時間を置いて数回計測しても0.01dB単位でほぼ同一値です。3パターンでは輻射効率的にはトタンが少し優れていると言えそうです。

アンテナは輻射効率もさることながら、打ち上げ角度も重要ですので、後日海外の受信機でモニターしてみました。
以前の屋上に置いた40m2本を含む約20本ラジアルと、トタン板+12mx6本のラジアル(束ねて同一方向に置いてある)では、トタン板+ラジアルの方が信号が強いみたいです。
アンテナ切替で計測していませんので、印象ですけど、S1くらい上がったように感じています。アンテナの利得は同一、接地抵抗もほぼ同じ。あとは建物の影響でしょうか?
トタン板などで鉄筋と十分に静電結合すると、建物全体をアンテナとしてドライブしている・・・のか? アンテナと比較して十二分に大きい面積のグラウンドがあるために、打ち上げ角度が下がるのか?

いづれにしても、他のアパマンの方もレポートされているように、鉄筋との結合なら、金属板か金属網を使うのが良さそうです。

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