525600min

1年365日(閏年を除く)、525600分のブログ

November 3, 2017 Friday



      - アンテナの機能と製作 -(グランドプレーンアンテナ編)




     グランドプレーンアンテナ


    1/4波長の放射器と1/4のラジアルによって構成、水平面は無指向性...。
    垂直面は、周囲の影響が無い場合...ラジアル4本で打ち上げ角16度程度。
    ラジアルの角度や数によっても、当然変化し...打ち上げ角も下げれば降下。
    地球と水平線の関係を考えると...16度眼下に水平線を視る形になります。
    上空500KMで22度位ですので、16度でも数百キロ上空となる。
    アンテナの場合、電磁波を発し...電離層へ反射させて遠距離通信を確保する。
    電離層には、大まかに...D層、Es層、E層、F層が存在F層400KM前後と。
    正に、理想形であるが...実際は設置や環境条件の厳しさから、難しい。



    50MHz用グランドプレーンアンテナの製作...電波の伝搬速度は秒30万KM。
   50MHzは秒50,000,000サイクルで、電波の速度は秒300,000,000メートル。
   50MHzは、1サイクル当たり6メートルの距離で進みます。300000000/50000000
   そこで、6メートルの長さの波長から...電波のエネルギーを抽出します。
   1サイクル6Mでは、プラスマイナスゼロ...半サイクルの3Mでは半分でゼロ。
   そこで、1.5Mで入力された電波のエネルギーを抽出します...。


   
   若干...プラスとマイナスが逆、重要(移相)とか言ってますが...イメージです。
           重要なのは、1単位を理解できるか...論理値の単位1を設定できるかです。
           下は、ダイポールアンテナにおける...入力インピーダンスの概略図。


   信用ある筋の情報では、垂直接地アンテナは0.22~24λで...。
      給電点インピーダンス(リアクタンス)が最小値となるとの事です。
           0.22λでは132cm、0.24λでは144cm...132cm~144cmがエレメント長。
   単純に計算できますが...、この情報を元に根拠となる計算式を考えます。
   50MHzの波長...先程計算した6Mを用い、上記の絵図から1/4の波長を考えます。
   自由空間を飛び回る電子...空間は電子を中心に球体で、1/4の体積に密度比例。
   電波の信号要素1を抽出できる波長範囲は1/4...から、球の体積比1/4で計算。
   球の体積は 4 x Π(パイ3.14) x r2乗(半径)...r=論理値で1で固定。
   (証明のためにr=1を論理値で設定、実質ONかOFFかの1/4λ+と-の単位)
   4x3.14x1x1x1/4=3.14となります...つまりはπ(パイ・円周率3.14)。
   ゆえに、係数はπの3.14なので...πは1/4λに於ける1単位と証明できました。

   次に、単位当たりの目的周波数の長さを求めます...前述の50MHzの波長6M。
   前項で証明した1単位である、π(パイ・円周率・3.14)で...目的の波長である...。
   6Mを割り算します...6/π(3.14)=約1.91M(1/4λの1単位の長さ)となります。
   波長6Mの1/4λを1単位とする係数(上記証明1/π)で、何倍(cm)に相当するか。
   是が、アンテナの同調する実行長となりますが...アンテナの素材に依り...。
   電波の伝わり方が、若干遅くなります...導管短縮率0.92~0.98程度と聞きますが。
   更に、50Ω同軸ケーブルのキャパシティブ(帯電)作用により...同軸短縮率。
   これにより、10D-FBを例に取ると79%の短縮率で...0.79程度を見込む訳です。


    300,000,000/50,000,000=6/3.14=1.91...x0.98x0.79=1.4787...
           
            なので、1M46cm前後がエレメントの長さとなる。ラジアルは、通常1/4λ...。
    エレメント・ラジアル共に、周辺環境の考慮や細かな測定が必要ですが...。
    概ね、アンテナ製作に関しては...上記の様な計算で、宜しいかと...思う。
    導管短縮率0.92~0.98で計算...、1.388...~1.4787...M、同軸短縮率0.67=1.254...M。
            同軸ケーブルとアンテナエレメント素材に依り、若干の長さが変化します。
    以上、λ/π...(2n-1)xλ/4...λ/2π...色々在りますが、本日の妄想理論の終了です。
                        ---------お疲れ様でした-------




×

非ログインユーザーとして返信する

あと 2000文字

※は必須項目です。