(検証-2)【50MHzDP】異径パイプ接続エレメントを「ワイヤー組み合わせ」定義と単独ワイヤー定義とを比較
前回の（検証-1）では、完全一致はしませんでしたが、概ね同じ計算結果を得ました。
次に「8EL6MW.MAA」とこれのラジエータエレメントにスタブ接続点を追加する定義に変更した場合との計算結果の違いは、
https://jo3krp2.seesaa.net/article/516935954.html
記事の計算結果から
（自由空間）
No.1（元値）R+jX＝38.306－j22.378 [Ω]
No.3（変更）R+jX＝38.620+j1.978 [Ω]
（20m高）
No.2（元値）R+jX＝38.340－j22.508 [Ω]
No.4（変更）R+jX＝38.655+j1.847 [Ω]
となって、記事でも書きましたが、Rは概ね一致しますが、リアクタンスjXは、どちらも－22Ω（容量性）から＋2Ω（誘導性）と変化してしまうことが、問題となっています。
特に今回のヘアピンマッチの条件は、マッチングする前のアンテナの給電点インピーダンスが、Rに見合う－jX値が求められています。8EL6MW.MAAの場合は、そのため、R＝38～39Ωに必要とするX＝－22～－23Ωとしているのです。
それが、アンテナ定義を別のかたちに変えただけで、X＝+2Ωとなってしまうとヘアピンマッチ条件から、大きくずれてしまっています。これを元のR＋jX＝38～39－j22～23 [Ω]とするための方策を探るための過程の一部事例が、この検証です。
（本題）
1.元径14φ（R：7mm）先端7φ（R：5mm）異径パイプのDPの定義に「組み合わせパイプ」を使用
※8EL6MW.MAAのラジエータ定義と同一
(1) アンテナ定義
(2) アンテナ形状・電流分布
計算は自由空間と20m高との2パターンですが、上記電流分布は、20m高での計算を採用
電流分布は連続していますので正常と判断します。
（3）計算結果
No.1は自由空間、No.2は20m高
2.単純にワイヤー定義にて、上記1の定義を指定した場合
(1) アンテナ定義
(2) アンテナ形状・電流分布
計算は自由空間と20m高との2パターンですが、上記電流分布は、20m高での計算を採用
こちらは、電流分布は異径パイプ接続部にて分断しています。ただ、波形的には正弦波的に滑らかに連続していると判断します。
（3）計算結果
No.1とNo.2は、「組み合わせパイプ」で前回の値
No.3は自由空間、No.4は20m高
3. 両者の計算結果による判定
(1) 自由空間どうしの比較
No.1 R＋jX＝69.377－j11.137 [Ω]
No.3 R＋jX＝69.645－j10.308 [Ω]
と前回同様に全く一致はしません。
参考で、Gh：-0.03dBd と Ga:2.12dBiは一致しており、利得計算には問題ありません。以後、利得は無視します。
(2) 20m高比較
No.2 R＋jX＝72.037－j11.387 [Ω]
No.4 R＋jX＝72.317－j10.561 [Ω]
こちらでも各結果は一致はしません。
（1）（2）におけるRとX別で見た場合、Rは、自由空間69Ω台、20m高72Ω台と、概ね一致しています。
一方、Xは、自由空間で－11Ω台→－10Ω台、20m高でも同様に－11Ω台→－10Ω台と差が見えていますが、八木アンテナでの計算結果のような大きい差は無いと言えます。
残念ながら、今回の（検証-1）と（検証-2）の結果では、アンテナの定義変更によるjX＝－22Ω→＋2Ωまで変化してしまう原因を突き止めることはできませんでした。しかし、MMANAのアンテナ定義の設定をいくつか変えることで、給電点インピーダンスのうち、jX分の計算結果が変わるヒントを得ることができました。
特に、セグメント指定Seg：0→－１の指定変更は、その影響が大きいことが判明しました。ただし、全てのエレメントの指定がSeg：－１とすればよいということではありません。特に今回のような「組み合わせパイプ」の両端に異径パイプを接続している「Type：⇔（左右対称形）」を指定しているエレメントでは、セグメント指定Seg：0のほうが、実際の測定結果に近いと思えました。
そして、このような少しずつアンテナ定義の条件を変えての計算結果の違いを追求していった結果
※その途中経過は、あまりに細かすぎて、今回説明は省略します。※
ヘアピンマッチのスタブ定義をラジエータエレメントへ加えても納得のいく数値結果となるモデルを完成することができました。
次回は、そのモデルでのヘアピンマッチのスタブ設計に移りたいと思います。
このモデルとして、参考となったのは、14MHz4エレメント八木のヘアピンマッチ装着事例「4el20hm.maa」のデータ設定状態です。ただし、この実装スタブ長とMMANAのスタブマッチ計算ツールでの計算とは一致していません。おそらく、ツールでの計算結果を参考にして、スタブ長をアンテナ定義に入力した後、試行錯誤により、アンテナ定義のスタブ長の最終調整がなされたものと思います。そして、マッチング状態は完璧で、SWR、Ga、F/Bにおいても十分な性能を有しています。
次に「8EL6MW.MAA」とこれのラジエータエレメントにスタブ接続点を追加する定義に変更した場合との計算結果の違いは、
https://jo3krp2.seesaa.net/article/516935954.html
記事の計算結果から
（自由空間）
No.1（元値）R+jX＝38.306－j22.378 [Ω]
No.3（変更）R+jX＝38.620+j1.978 [Ω]
（20m高）
No.2（元値）R+jX＝38.340－j22.508 [Ω]
No.4（変更）R+jX＝38.655+j1.847 [Ω]
となって、記事でも書きましたが、Rは概ね一致しますが、リアクタンスjXは、どちらも－22Ω（容量性）から＋2Ω（誘導性）と変化してしまうことが、問題となっています。
特に今回のヘアピンマッチの条件は、マッチングする前のアンテナの給電点インピーダンスが、Rに見合う－jX値が求められています。8EL6MW.MAAの場合は、そのため、R＝38～39Ωに必要とするX＝－22～－23Ωとしているのです。
それが、アンテナ定義を別のかたちに変えただけで、X＝+2Ωとなってしまうとヘアピンマッチ条件から、大きくずれてしまっています。これを元のR＋jX＝38～39－j22～23 [Ω]とするための方策を探るための過程の一部事例が、この検証です。
（本題）
1.元径14φ（R：7mm）先端7φ（R：5mm）異径パイプのDPの定義に「組み合わせパイプ」を使用
※8EL6MW.MAAのラジエータ定義と同一
(1) アンテナ定義
(2) アンテナ形状・電流分布
計算は自由空間と20m高との2パターンですが、上記電流分布は、20m高での計算を採用
電流分布は連続していますので正常と判断します。
（3）計算結果
No.1は自由空間、No.2は20m高
2.単純にワイヤー定義にて、上記1の定義を指定した場合
(1) アンテナ定義
(2) アンテナ形状・電流分布
計算は自由空間と20m高との2パターンですが、上記電流分布は、20m高での計算を採用
こちらは、電流分布は異径パイプ接続部にて分断しています。ただ、波形的には正弦波的に滑らかに連続していると判断します。
（3）計算結果
No.1とNo.2は、「組み合わせパイプ」で前回の値
No.3は自由空間、No.4は20m高
3. 両者の計算結果による判定
(1) 自由空間どうしの比較
No.1 R＋jX＝69.377－j11.137 [Ω]
No.3 R＋jX＝69.645－j10.308 [Ω]
と前回同様に全く一致はしません。
参考で、Gh：-0.03dBd と Ga:2.12dBiは一致しており、利得計算には問題ありません。以後、利得は無視します。
(2) 20m高比較
No.2 R＋jX＝72.037－j11.387 [Ω]
No.4 R＋jX＝72.317－j10.561 [Ω]
こちらでも各結果は一致はしません。
（1）（2）におけるRとX別で見た場合、Rは、自由空間69Ω台、20m高72Ω台と、概ね一致しています。
一方、Xは、自由空間で－11Ω台→－10Ω台、20m高でも同様に－11Ω台→－10Ω台と差が見えていますが、八木アンテナでの計算結果のような大きい差は無いと言えます。
残念ながら、今回の（検証-1）と（検証-2）の結果では、アンテナの定義変更によるjX＝－22Ω→＋2Ωまで変化してしまう原因を突き止めることはできませんでした。しかし、MMANAのアンテナ定義の設定をいくつか変えることで、給電点インピーダンスのうち、jX分の計算結果が変わるヒントを得ることができました。
特に、セグメント指定Seg：0→－１の指定変更は、その影響が大きいことが判明しました。ただし、全てのエレメントの指定がSeg：－１とすればよいということではありません。特に今回のような「組み合わせパイプ」の両端に異径パイプを接続している「Type：⇔（左右対称形）」を指定しているエレメントでは、セグメント指定Seg：0のほうが、実際の測定結果に近いと思えました。
そして、このような少しずつアンテナ定義の条件を変えての計算結果の違いを追求していった結果
※その途中経過は、あまりに細かすぎて、今回説明は省略します。※
ヘアピンマッチのスタブ定義をラジエータエレメントへ加えても納得のいく数値結果となるモデルを完成することができました。
次回は、そのモデルでのヘアピンマッチのスタブ設計に移りたいと思います。
このモデルとして、参考となったのは、14MHz4エレメント八木のヘアピンマッチ装着事例「4el20hm.maa」のデータ設定状態です。ただし、この実装スタブ長とMMANAのスタブマッチ計算ツールでの計算とは一致していません。おそらく、ツールでの計算結果を参考にして、スタブ長をアンテナ定義に入力した後、試行錯誤により、アンテナ定義のスタブ長の最終調整がなされたものと思います。そして、マッチング状態は完璧で、SWR、Ga、F/Bにおいても十分な性能を有しています。
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