(50MHz八木) γマッチ(10)主ビーム偏り検証(11)BOOM+ELEMENTを直線アンテナ分析【改訂版】修正&補足
前回の内容の誤った部分だけは、記事内で取り消し線と修正内容を加筆修正しています。
今回は、前回内容全般を見直し、4エレメント八木での分析と合致できるようにパターン図表示を訂正して、それにかかる内容を追加補足します。
なお、一番の目的だった主ビームが偏る説明には、ここまで単純化したモデルでは、到達できないことも判り、4エレメント八木で生じている現象に近づけたモデルを次回に紹介します。
(前回の完全修正内容)
1. アンテナ定義

BOOM方向を八木と同条件とするために、Y座標→X座標に置換しました。アンテナとしての全長、給電位置は同じものです。また、(前回は説明が抜かりましたが、)給電の位相は180°としています。理由は、4エレメント八木と同様の電流分布であるアンテナ後部(反射器)側の電流分布が下側になるようにしたためです。
2025/02/25 赤字部分を訂正
2. アンテナ形状と電流分布

4エレメント八木と同様にX軸にBOOMがきます。そして、電流分布を給電位相180°として4エレメント八木と同じ分布となるようにしています。
3. 計算

MMANAではX軸方向を主ビーム前方向(パターン図だと上方向となる。)とした表示となるため、4エレメント八木の主ビーム方向と一致するようにしました。
MMANAの初期計算だと(注2)のようになります。F/B欄は無意味です。ELev°(仰角):54.5°は垂直偏波成分の最大放射方向です。
注(1)今回の疑似アンテナだとサイド方向の片側が主ビーム方向(放射レベルが高い側)となっています。
注(2)疑似アンテナでこの方向とすると、仰角54°あたりの垂直成分が優勢になり、そのままだと偏波欄は"垂直"です。
注(3)観測仰角を1°付近にとれば、水平成分との割合を逆転できるので、今回それを採用しています。偏波欄は"水平"となっていることに留意してください。
この”注(1)~(3)のことは、次の「4.パターン」図表示に大いに関係しています。
4. パターン
(1) 初期描画(垂直偏波主体)

黒色のパターンは垂直成分、赤色のパターンが水平成分となります。ただし、これは水平パターンでは仰角54.5°の場合
(2)仰角1°(今回採用)

黒色のパターンが仰角0°における水平偏波成分で、真上方向がX軸方向、すなわち、4エレメント八木の前方方向です。前回の説明と異なる部分は、左・右の放射パターンは、前・後共に左右対称形となって、放射方向の偏りは発生しません。
※放射角度が偏るのは、BOOM放射が直接の要因ではないということです。
※次回の解説でわかりますが、それを作り出すためにはBOOM放射も欠かせない条件ではあります。
(前回確認できなかった)垂直パターン(赤線表示)を再現できました。但し、この打上角は54.5°と高いために水平パターン観察角度を仰角1°にして、これの水平方向の放射強度で表示しています。
(3)仰角0°(八木の場合と同等)

八木アンテナのパターン図の自由空間の場合は仰角0°とするため、これで表示すると垂直成分は水平パターンでの表示は無くなります。
今回は、前回内容全般を見直し、4エレメント八木での分析と合致できるようにパターン図表示を訂正して、それにかかる内容を追加補足します。
なお、一番の目的だった主ビームが偏る説明には、ここまで単純化したモデルでは、到達できないことも判り、4エレメント八木で生じている現象に近づけたモデルを次回に紹介します。
(前回の完全修正内容)
1. アンテナ定義
BOOM方向を八木と同条件とするために、Y座標→X座標に置換しました。アンテナとしての全長、給電位置は同じものです。また、(前回は説明が抜かりましたが、)給電の位相は180°としています。理由は、4エレメント八木と同様の電流分布であるアンテナ後部(反射器)側の電流分布が下側になるようにしたためです。
2025/02/25 赤字部分を訂正
2. アンテナ形状と電流分布
4エレメント八木と同様にX軸にBOOMがきます。そして、電流分布を給電位相180°として4エレメント八木と同じ分布となるようにしています。
3. 計算
MMANAではX軸方向を主ビーム前方向(パターン図だと上方向となる。)とした表示となるため、4エレメント八木の主ビーム方向と一致するようにしました。
MMANAの初期計算だと(注2)のようになります。F/B欄は無意味です。ELev°(仰角):54.5°は垂直偏波成分の最大放射方向です。
注(1)今回の疑似アンテナだとサイド方向の片側が主ビーム方向(放射レベルが高い側)となっています。
注(2)疑似アンテナでこの方向とすると、仰角54°あたりの垂直成分が優勢になり、そのままだと偏波欄は"垂直"です。
注(3)観測仰角を1°付近にとれば、水平成分との割合を逆転できるので、今回それを採用しています。偏波欄は"水平"となっていることに留意してください。
この”注(1)~(3)のことは、次の「4.パターン」図表示に大いに関係しています。
4. パターン
(1) 初期描画(垂直偏波主体)
黒色のパターンは垂直成分、赤色のパターンが水平成分となります。ただし、これは水平パターンでは仰角54.5°の場合
(2)仰角1°(今回採用)
黒色のパターンが仰角0°における水平偏波成分で、真上方向がX軸方向、すなわち、4エレメント八木の前方方向です。前回の説明と異なる部分は、左・右の放射パターンは、前・後共に左右対称形となって、放射方向の偏りは発生しません。
※放射角度が偏るのは、BOOM放射が直接の要因ではないということです。
※次回の解説でわかりますが、それを作り出すためにはBOOM放射も欠かせない条件ではあります。
(前回確認できなかった)垂直パターン(赤線表示)を再現できました。但し、この打上角は54.5°と高いために水平パターン観察角度を仰角1°にして、これの水平方向の放射強度で表示しています。
(3)仰角0°(八木の場合と同等)
八木アンテナのパターン図の自由空間の場合は仰角0°とするため、これで表示すると垂直成分は水平パターンでの表示は無くなります。
この記事へのコメント