米国ＱＥＸ誌の短縮アンテナ実測データと拙作計算ソフトの比較



2014年3月4月の米国QEX誌に、短縮アンテナの実測データが掲載されていました。

今流行りのモーメント法とは全く違う、電流積分による能率算出ソフトを自分で作り
使用している身としては、やはり実測と比べてみたくなります。
で、やってみたのが下の表です。

QEXのデータは「コイルからの放射を含み、2.44mのスタンド上での測定」という条件、
（ただし、ベースローティングのみ、シールドでコイルからの放射を無くしたデータがあります）
拙作ソフトは「コイルからの放射無し、垂直アンテナではアースは完全」という条件です。

また、QEXデータの補正値というのは、アースに起因すると思われるロスを除いた物です。
それ以外のロスはすべての場合に存在すると考えられますから、
機械的に1/4波長の全ロスの半分を接地ロスとしてみました。


ちなみに、拙作のプログラムはこれです。
ＨＦの短縮アンテナを作る時に、これ以上実務的なソフトは無いと自負しています（笑）。
このソフトは、非圧縮です。ダウンロードしたらそのまま使えます。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（アイコンをダブルクリックすると自動的に起動します）
DOSウインドウ上で動きますので、びっくりしないようにお願いします。
VISTA以後のOSではセキュリティの警告が出ますが、無視してください。
起動後、メニューの4番がこの能率算出に関する部分になります。

なお、ANTHELPがうまく動かない場合これも同じディレクトリに置いて再度試してみてください

3.8MHz　エレメント長2.5908mでの放射の違い（ＱＥＸ'14年3&4月号より）　　特に指定無き単位はdB

QEX QEX補正値 ANTHELP
1/4波長 -3-1.50
トップロード-8.5-7-13.4
セミトップ -11.4-9.9-16.0
センター -14.3-12.8-18.9
セミセンター-19.3-17.8-23.2
ベースロード-24.5-23.0-
〃シールド付-32.6-31.1-32.7



14.2MHz　エレメント長2.5908mでの放射の違い（ＱＥＸ'14年3&4月号より）　　特に指定無き単位はdB

QEX QEX補正値 ANTHELP
1/4波長 -2-10
トップロード-2.8-1.8-2.9
セミトップ -3.3-2.3-4.8
センター -4.7-3.2-6.6
セミセンター-5.9-4.9-8.4
ベースロード-6.5-5-
〃シールド付-13.2-12.2-10.3


注目していただきたいのは、ベースローディング＆シールド付きの場合のロスが
2dB以内でほぼ数値的に合っていると言う事です。
　　　　　　　　　　　　　　　　　（2dBというのは、電測計の一般的な誤差範囲です）
実は、このソフトを作った時点で、ベースローディングの効率が悪すぎるのではないかと
あちこちからチクチク指摘されていましたが、やっと近いデータに出会う事ができました（笑）。

次に注目していただきたいのは、ANTHELPの数値から逆算すると、
QEXの数値では、ローディング位置に関わらず放射による損失（コイルによる放射）が
ほぼ同じと言う事です。
3.8MHzデータでは、これが約6dBとなります。
14.2MHzデータではこれが約3dB、いずれの場合もトップローディングとベースローディングは
考察から外してありますが、これは、トップローディングの場合は
容量冠と思われるものが図に書かれている事（それが何かは記事中では触れられていません）
ベースロードの場合は整合装置（これもベースにある）との結合があるか、
シールドによる損失があるのか、このいずれか、もしくは両方がある状況がありえるからです。
（モービルアンテナを車に装着した例などが写真で示されていましたから････。）

ANTHELPでは、移相した電流を一定量用意するという考え方で
ローディングコイルの巻き数を算出しています。
実際の工作でもこれで良好な結果を得ているので、目安としては充分使えると考えていたのですが、
全放射に対するコイル放射量の比率が一定であるということは、、
電流量が少ない（トップに近い）ところでは多くの巻き数が必要になる事を示しますから
今回のデータはこの考え方の一つの傍証にはなるでしょう。

QEXの記事中では、Qの高いコイルを使用するよりも、ひょろ長い、Qのあまり高くない
コイルを使用する事を推奨しています。
要は、コイルそのもののQの高さは効率とはあまり関係が無く、
帯域が狭くなってしまうデメリットの方が大きいという事なのですが、
CQ誌、94年7月号P.196からの私の記事（10MHzモービルホイップ）でも、
同じ考え方で、スペース巻き、かつ縦長のコイルを薦めています。
是非、一度ご一読を・・・・・って、無理か。
とりあえず実物の写真を貼っておきますね。今、慌てて写真を撮りました。
コメット　HA-CV用10MHzコイルです。


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注）接地型アンテナと非接地型アンテナ、つまり1/4波長ホイップと1/2波長ダイポールの
　　能率の違いについては、-3dBとする場合と0とする場合があるようだ

　　ホイップなど接地型アンテナのゲインを-3dBとするのは主に数学的な計算法を用いた場合で
　　電力は同じ・インピーダンスが半分→電圧が1/√2→電流が√2倍→放射は√2倍→
　　エレメントが半分なので放射に寄与する部分は半分→全体の放射は1/√2→-3dB

　　0とするのは主にアース面の鏡面作用を考慮した場合で、
　　接地アンテナのアース面上部に付いてみると、インピーダンスが半分→電圧が1/√2
　　→電流が√2倍→ダイポールの片側と比較して放射は√2倍
　　一方、ダイポールではアース面に対称な二つの放射面がある→
　　ダイポールはエレメント毎の電力が半分→1つのエレメントに付いてみると放射は1/√2倍→
　　ダイポールの二つのエレメントの放射を合計すると1/√2×２＝√2倍
　　よって、ダイポールとホイップの利得は同じ
　　
　　どちらが正しいかと聞かれたら、筆者は下と答える様にしている。
　　こう考えないと実測値と合わないので。
　　また、結果的にこの比較をしているデータは各種書籍に存在する。
　　（たとえばアンテナハンドブック　p.304）

　　
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