(50MHz八木) γマッチ/主ビーム偏検証(6)γマッチ(7)ロッド&Cによる最終調整【完成形】
BOOMに各エレメントを導通した状態【標準のγマッチ方式】の最終調整したものを紹介します。
これだと確かにRad付近のエレメントの電流バランスが取れていません。また、その影響か?Rad付近のBOOMには、かなりの電流が流れています。
しかし、それによる影響は、このモデルの場合だと、ほとんど無いと今回結論づけました。その理由は、8エレメントの前部4列ある導波器のおかげです。これらには、十分平衡電流が流れます。また、そのおかげで、Di-2より前のBOOMに乗る(漏れる)電流はほぼゼロです。
※これは、Di-1とDi-2が電流阻止(トラップ)回路として働いているからです。Di-1及びDi-2共にBOOMから絶縁したモデルとしますともっと前のエレメント(Di-3)位置のBOOMまで電流が流れてしまいます。その結果、ビームパターンが乱れます。ですから、この場合は、わざとDi-1とDi-2の不平衡による電流阻止とするほうが良いと結論しました。
但し、BOOM長、各エレメント配置位置、γマッチの整合状態等、様々な要因で、この平衡状態は崩れます。8エレメントあるから絶対大丈夫とは言えないことも確認しています。
※別途、いくつか該当するモデルを紹介予定です。
ですから、これは今回のMMANA付属8EL6MW.MAAをγマッチ改良モデルの場合に限定しての結論です。
(本論)
1. アンテナ定義(抜粋)

青線囲みが、ロッドとエレメント間隔の設定で、元6㎝→7㎝間隔に拡げています。(R値を持ち上げる。)
赤線枠囲みがコンデンサーCの設定です。前回変更の34pF→32pFとわずかに減少しただけです。
2. 計算

前回と同様、γマッチの変更による給電点インピーダンスのRとjXを先に確認します。
No.1は今回の結果です。前回結果を同時表示していません。
前回のγロッド間隔:6㎝とC:34pFの状態で、R≒43ΩとjX≒-0.4Ω、SWR:1.15となっていました。
今回の調整後だと、γロッド間隔:7㎝とC:32pFの状態で、R≒49ΩとjX≒-1.0Ω、SWR:1.03となりました。
3. アンテナ形状と電流分布
(1) 全体

(2) Rad付近

BOOMに流れる電流は(γマッチで無く)直接中央給電状態から、ほとんど変わりません。
① 最大箇所、Rad~Di-1間のBOOMです。
② 二番目は、Rad~Ref間のBOOMです。
③ 三番目は、Di-1~Di-2間のBOOmです。
次に各エレメントの左右における電流差の大きさ比較は
④ 最大差があるのは、Di-1エレメント上です。【赤〇】
⑤ 二番目は、Ref上です。【赤〇】
⑥ 三番目は、Di-2上です。【赤〇】
⑦ 四番目は、Rad上です 【緑〇】
となって、前回のC調整のみの場合と同様です。つまり、ロッドの間隔調整の影響はありません。
ただ、CによるRadエレメントのjX≒0とする部分は、かなり、クリチカルに影響があるようです。しかも、Radが+jX(誘導性)と-jX(容量性)が強くなる場合とでは、全く異なる電流分布になりますので要注意です。
4. パターン

パターン全体で見る限りは、今までとほぼ同一パターンと言えます。今回は評価対象外ですが、利得(Gh,Ga)とF/Bを見ても、そんなに違いはありません。
(前回)Ga:12.82dBi Gh:10.67dBd F/B:23.74dB
(今回)Ga:12.83dBi Gh:10.68dBd F/B:23.75dB
とその差は、+0.01dBと(測定)誤差以下です。
これだと確かにRad付近のエレメントの電流バランスが取れていません。また、その影響か?Rad付近のBOOMには、かなりの電流が流れています。
しかし、それによる影響は、このモデルの場合だと、ほとんど無いと今回結論づけました。その理由は、8エレメントの前部4列ある導波器のおかげです。これらには、十分平衡電流が流れます。また、そのおかげで、Di-2より前のBOOMに乗る(漏れる)電流はほぼゼロです。
※これは、Di-1とDi-2が電流阻止(トラップ)回路として働いているからです。Di-1及びDi-2共にBOOMから絶縁したモデルとしますともっと前のエレメント(Di-3)位置のBOOMまで電流が流れてしまいます。その結果、ビームパターンが乱れます。ですから、この場合は、わざとDi-1とDi-2の不平衡による電流阻止とするほうが良いと結論しました。
但し、BOOM長、各エレメント配置位置、γマッチの整合状態等、様々な要因で、この平衡状態は崩れます。8エレメントあるから絶対大丈夫とは言えないことも確認しています。
※別途、いくつか該当するモデルを紹介予定です。
ですから、これは今回のMMANA付属8EL6MW.MAAをγマッチ改良モデルの場合に限定しての結論です。
(本論)
1. アンテナ定義(抜粋)
青線囲みが、ロッドとエレメント間隔の設定で、元6㎝→7㎝間隔に拡げています。(R値を持ち上げる。)
赤線枠囲みがコンデンサーCの設定です。前回変更の34pF→32pFとわずかに減少しただけです。
2. 計算
前回と同様、γマッチの変更による給電点インピーダンスのRとjXを先に確認します。
No.1は今回の結果です。前回結果を同時表示していません。
前回のγロッド間隔:6㎝とC:34pFの状態で、R≒43ΩとjX≒-0.4Ω、SWR:1.15となっていました。
今回の調整後だと、γロッド間隔:7㎝とC:32pFの状態で、R≒49ΩとjX≒-1.0Ω、SWR:1.03となりました。
3. アンテナ形状と電流分布
(1) 全体
(2) Rad付近
BOOMに流れる電流は(γマッチで無く)直接中央給電状態から、ほとんど変わりません。
① 最大箇所、Rad~Di-1間のBOOMです。
② 二番目は、Rad~Ref間のBOOMです。
③ 三番目は、Di-1~Di-2間のBOOmです。
次に各エレメントの左右における電流差の大きさ比較は
④ 最大差があるのは、Di-1エレメント上です。【赤〇】
⑤ 二番目は、Ref上です。【赤〇】
⑥ 三番目は、Di-2上です。【赤〇】
⑦ 四番目は、Rad上です 【緑〇】
となって、前回のC調整のみの場合と同様です。つまり、ロッドの間隔調整の影響はありません。
ただ、CによるRadエレメントのjX≒0とする部分は、かなり、クリチカルに影響があるようです。しかも、Radが+jX(誘導性)と-jX(容量性)が強くなる場合とでは、全く異なる電流分布になりますので要注意です。
4. パターン
パターン全体で見る限りは、今までとほぼ同一パターンと言えます。今回は評価対象外ですが、利得(Gh,Ga)とF/Bを見ても、そんなに違いはありません。
(前回)Ga:12.82dBi Gh:10.67dBd F/B:23.74dB
(今回)Ga:12.83dBi Gh:10.68dBd F/B:23.75dB
とその差は、+0.01dBと(測定)誤差以下です。
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