オープンワイヤでの給電
Tatsuo Kamitani
オープンワイヤでの給電を検討しているのですが、色々文献を見ても
どれも歯切れが悪いような気がしています。どなたか下記の項目につ
いてご教授願えませんでしょうか。(文献はワイヤーアンテナ、アンテナ
のチューニング技術、ARRL HANDBOOK 2000などを見ています)
１．オープンワイヤフィーダは低損失である
同軸ケーブルはワイヤの抵抗成分以外にも絶縁材の誘電損失が追加
されるので損失が大きく、オープンワイヤの場合はそれが小さいため
結果として損失が小さくなる。これでいいのでしょうか？。
２．オープンワイヤはSWRが高くても使える
上記の理由から、オープンワイヤフィーダは反射波の損失も少なくな
るため、SWRが高くとも同軸ケーブルほど損失が大きくない？
(オープンワイヤフィーダをアンテナの一部で、かつ電波を輻射しない
部分として解釈する説明もありますが、「フィーダ」として見て、同軸
ケーブルと比較した場合です。)
３．オープンワイヤ給電のアンテナはマルチバンドで使える
上記の理由から、高SWRでも用いることができるため、適当なアンテナ
カップラーを使えばそれなりに使える？
４．300Ωのテレビ用リボンフィーダは送信に使える
送信に不向きな理由は？ 線が細いから？or 絶縁耐圧?
VHF,UHFは損失が少ないが、実はHFでの損失が大きい？
(マスプロの取説には VHF,UHF の規定しか載っていなかった)
たまに、送信用アンテナの記事を見ますが、だめと言い切っている
記事も見うけられます。
５．200ΩのUHFテレビ用メガネフィーダは送信に使える?
送信に使った文献を見たことがありません。なぜなんでしょうか。
それに、マスプロの取説だとVHFの損失の方がUHFより大きかったよ
うに思います。ということはHFだと???(測ってみればいいのですけど)
６．普通の平行電線はフィーダとして使用可能?
絶縁材の誘電損失が小さい HF ぐらいまでなら、普通の平行線をフィー
ダとして使える?。それとも、周波数が上がると損失の増える原因は表皮
効果とか誘電損失以外の損失？ さらに、より線より単線の方が低損失？
P.S.
こんなことを考えているのは、とんでもなく悪い条件からHFに出ようとして
いるためです。常置場所に固定したアンテナが張れず、使い終わると片
付けなければなりません。そこで、エレメント調整でなくアンテナチューナ
でチューニングが取れて欲しいわけです。
現在試しているアンテナは、電流腹を釣竿で突き上げたワイヤーアンテ
ナで、2週間ぐらい前からテストしています。CQ誌3月号の釣竿アンテナ
にそっくりなので、誌面を見て驚きました。ただし、40m用なので半分の
大きさです。それに、もっと折れ曲がりがひどく、地上高も低いです。
が、いまのところ、これが最も良く飛んでいます。
-- Tatsuo Kamitani
-- kami...@technologist.com
Y.Takahashi (jalk)
確かな技術的な裏付けの自信はありませんが古い体験があります。
Tatsuo Kamitani wrote:
>
> １．オープンワイヤフィーダは低損失である
> ２．オープンワイヤはSWRが高くても使える
> ３．オープンワイヤ給電のアンテナはマルチバンドで使える
> 上記の理由から、高SWRでも用いることができるため、適当なアンテナ
> カップラーを使えばそれなりに使える？
確かにそのようでした。3.5Mのダブレットにパラフィンで絶縁強化した
オープンワイヤーで給電してましたが全バンドで他局に飛び具合が劣ると
言うことはありませんでした。
ハイバンドでは指向性が出ますので癖がでますが楽しめました。しかし
現在はハイパワーとビームアンテナの時代ですから、そのような局と
まともに太刀打ちするのは無理と思います。
アンテナカップラーの市販品はマッチングの範囲が狭いので自分で作る
必要があります。と言いましても並列共振回路のコイルにタップを出して
アンテナを接続する使う程度でして特殊なものでは有りません。
そのようなカップラーを使って最良点を見つけるのが、ちょつと難しい
かも知れません。
ＳＷＲメーターなど使えないのでネオンランプとか小さな電球を使って
実際にフィダーに流れる電流か電圧最大点を求めてました。
> ４．300Ωのテレビ用リボンフィーダは送信に使える
> ５．200ΩのUHFテレビ用メガネフィーダは送信に使える?
移動局の範囲の電力でしたら使えます。前項と同じでフイーダー長を
電気的な１／４波長の倍数にしてアンテナカップラをうまく使う必要が
あります。着雪がある日はだめでした。
> ６．普通の平行電線はフィーダとして使用可能?
友人が７Ｍで使ってまして良く飛んでました。ただしオープンワイヤの
ように多バンドで使うのは無理と思います。
yamagishi
> １．オープンワイヤフィーダは低損失である
> 同軸ケーブルはワイヤの抵抗成分以外にも絶縁材の誘電損失が追加
でも、放射損が大きそうな気が・・電波となって放射する損だから
いいのかな？ 誘電正接による損失の方が大きいかな？
> ２．オープンワイヤはSWRが高くても使える
使えても、反射波として給電側に戻ってくるとそれは熱になって
しまいます。
給電線に電波を乗せて使うことができる っていう事かな？
> ３．オープンワイヤ給電のアンテナはマルチバンドで使える
> 上記の理由から、高SWRでも用いることができるため、適当なアンテナ
> カップラーを使えばそれなりに使える？
それは同軸ケーブルでも同じでしょう。 カップラーまでは
規格のインピーダンスであれば。
> ４．300Ωのテレビ用リボンフィーダは送信に使える
> 送信に不向きな理由は？ 線が細いから？or 絶縁耐圧?
線はすごく細いですね。すぐ焼けちゃいそう。
> VHF,UHFは損失が少ないが、実はHFでの損失が大きい？
そんなことはないでしょう たぶん。
> (マスプロの取説には VHF,UHF の規定しか載っていなかった)
それはHFのテレビは無いからでしょう。送信は全く考えられて
ないはずです。
でも私はテレビ用のマスプロの3D-2VをHFの給電に使ったことが
あります。28MHz100Wでも問題は起きませんでした。
> たまに、送信用アンテナの記事を見ますが、だめと言い切っている
> 記事も見うけられます。
J型アンテナは300オームフィーダーが定番ですけど。
> ５．200ΩのUHFテレビ用メガネフィーダは送信に使える?
> 送信に使った文献を見たことがありません。なぜなんでしょうか。
ずいぶん昔、CQ誌に記事がありました。
10D-2Vぐらいの低損失であると。 でも、送信は10Wぐらいにしたほうが
いい、とありました。 まぁ、50Wでもなんとかなりそうな気がしますけど。
当然、50オームから200オームの変換が必要で、その200オームのまま
アンテナに給電するので無ければ、また変換が必要になります。
> それに、マスプロの取説だとVHFの損失の方がUHFより大きかったよ
> うに思います。ということはHFだと???(測ってみればいいのですけど)
CQ誌では430MHzで使ってました。
VHFの方が損失が大きいって言うのは変ですね。
もっとも、VHFで200オームのフィーダーっていうのはおかしいですが。
> ６．普通の平行電線はフィーダとして使用可能?
これもなんか見たような気が？？
> 絶縁材の誘電損失が小さい HF ぐらいまでなら、普通の平行線をフィー
> ダとして使える?。それとも、周波数が上がると損失の増える原因は表皮
> 効果とか誘電損失以外の損失？ さらに、より線より単線の方が低損失？
一番まずいのは、給電線としてインピーダンスが不明って事では？
計算するにしても、ビニールの特性がよくわかりません。メーカー、
規格型番によっても違うだろうし。
> そこで、エレメント調整でなくアンテナチューナ
> でチューニングが取れて欲しいわけです。
車載可能HF機+直下型オートチューナー（リレー式の白箱のやつです）
っていうのが手っ取り早いのでは。
モービルで使ったことのある人の話では、あまり飛ばないそうです。
全バンド出るのでなければ、一時あったカセットコイル式モービルホイップの
方が良かったそうです。
私は会社の寮にいた頃、このタイプのチューナーの先にロングワイヤーを
つけて使っていました。見かけぐらいの飛び、といったところでした。
これのウリはやはり、マルチバンドですね。やっぱりあまり飛ばない・・・。
ＤＥ ＪＯ１ＡＴＫ
山岸
KATAYAMA Yoshio
yamagishi <squ...@yha.att.ne.jp> writes:
>> ２．オープンワイヤはSWRが高くても使える
>使えても、反射波として給電側に戻ってくるとそれは熱になって
>しまいます。
適当な整合を取ることによって、反射波が更に反射し、進行波となりま
す。Ｑマッチ等の同軸ケーブルを使ったインピーダンス変換器は、これ
を積極的に用いた例です。
進行波電力と反射波電力の差分が供給される電力になりますから、進行
波電力、反射波電力はともに供給される電力より大きくなります。フィー
ダーにおける損失は進行波電力と反射波電力に比例しますから、損失が
大きくなります。
オープンワイヤの損失が少ないので、「SWRが高くても使える」という
ことだと思います。
しかし、フィーダーからの放射も進行波電力と反射波電力に比例します
から、SWR が高くなるとフィーダーからの放射も増えますので、TVI 等
のインターフェアーが発生し易くなると思います。
--
片山＠ＰＦＵ
Tatsuo Kamitani
>> １．オープンワイヤフィーダは低損失である
>> 同軸ケーブルはワイヤの抵抗成分以外にも絶縁材の誘電損失が追加
>でも、放射損が大きそうな気が・・電波となって放射する損だから
>いいのかな？ 誘電正接による損失の方が大きいかな？
同軸の方が遮蔽効果が得られるはずですので、同軸の方が放射損は少
ないように思います。それに、2本の線(芯線と網線あるいはオープン
ワイヤの2本)に流れる電流が等しければ、そんなに放射することはない
かなと思っています。(現実にはバランなどを入れて対策することなるん
でしょうけど) いかがなものでしょうか？。
>> ２．オープンワイヤはSWRが高くても使える
>使えても、反射波として給電側に戻ってくるとそれは熱になって
>しまいます。
>給電線に電波を乗せて使うことができる っていう事かな？
ここで言いたかったのは後者の方です。オープンワイヤ給電は定在波
を立てることありきで使用される場合が多いように思いますが、同軸
ケーブルは意識的に定在波を立てるような使い方をすることは少ない
と思います。さらに、「オープンワイヤはインピーダンスが高く、50
Ωに整合させるためにカップラーを使っており、結果的にマルチバン
ドになっただけ」というよりはもっと根本的な理由があるように思っ
ています。
>> ３．オープンワイヤ給電のアンテナはマルチバンドで使える
>> 上記の理由から、高SWRでも用いることができるため、適当なアンテナ
>> カップラーを使えばそれなりに使える？
>それは同軸ケーブルでも同じでしょう。 カップラーまでは
>規格のインピーダンスであれば。
つまり、同軸ケーブルに定在波を立てるとケーブルでのロスが大きく
なるため、同軸ケーブルは非同調給電で用いる場合が多く、オープン
ワイヤは同調給電しても損失が小さく、アンテナカップラによるマル
チバンド化のメリットの方が大きいため、「オープンワイヤはマルチ
バンド化できる」と言われることが多いのではないかと考えています。
これって正解でしょうか？
>J型アンテナは300オームフィーダーが定番ですけど。
これはそうですね。やっぱり、だめと言い切っている人は kW 入れ
ることを考えているのかもしれませんね。ZL スペシャルもリボンフィ
ーダーで作ることが多いですし。
>> それに、マスプロの取説だとVHFの損失の方がUHFより大きかったよ
>> うに思います。ということはHFだと???(測ってみればいいのですけど)
>VHFの方が損失が大きいって言うのは変ですね。
申し訳ありませんでした。表を見間違っていました。見直すと100MHzの
方が低損失でした。
>> ６．普通の平行電線はフィーダとして使用可能?
>一番まずいのは、給電線としてインピーダンスが不明って事では？
>計算するにしても、ビニールの特性がよくわかりません。メーカー、
>規格型番によっても違うだろうし。
実は、Elecraft社(K2キットを作っている)のメーリングリストに測定
データが出ていたため、国内で試した人が居ないものかと捜しています。
メーリングリストのアーカイブを見ると、なぜかこの記事の周辺が抜け
ており、転載許可を得ていないため結果を出せませんが、結構良さそう
に見えます。インピーダンスは150Ωから200Ωぐらいのようです。実際
に使用する場合、実測してみる必要がありますね。
>> そこで、エレメント調整でなくアンテナチューナ
>> でチューニングが取れて欲しいわけです。
>車載可能HF機+直下型オートチューナー（リレー式の白箱のやつです）
>っていうのが手っ取り早いのでは。
市販のオートチューナーはコイル類が小さいので、損失が大きく飛びが
悪いのではないかと思っています。現在、秋葉原の斎藤電気商会のチュー
ナ部品セットをベースとして作ったアンテナチューナと八重洲の FC-20、
自作のπ型等いろいろ試しています。斎藤電気の部品セットのコイルは
タイトに巻いたもので、Q はそれなりに高そうです。これを使うと結構
飛び出したように思います。
>全バンド出るのでなければ、一時あったカセットコイル式モービルホイップの
>方が良かったそうです。
この前、ダイヤモンドの MD-200に７MHz のコイルを付けて、葡萄畑の
真ん中で運用しました。周囲が開けていたので、PM96からでもHL局まで
割と楽に飛びました。50Wですが。これをどうにか K2 を使った QRP で
実現してみたいとですね Hi。
Tatsuo Kamitani
>現在はハイパワーとビームアンテナの時代ですから、そのような局と
>まともに太刀打ちするのは無理と思います。
上越新幹線に乗っていると、車窓から結構な数のタワーを見ること
ができます。私のようになかなか住む場所を固定できない者にとって
はうらやましい限りです Hi。
>> ４．300Ωのテレビ用リボンフィーダは送信に使える
>> ５．200ΩのUHFテレビ用メガネフィーダは送信に使える?
>移動局の範囲の電力でしたら使えます。前項と同じでフイーダー長を
>電気的な１／４波長の倍数にしてアンテナカップラをうまく使う必要が
現在テスト中のアンテナは、ダイポールの中心から外れた部分を給電
点とし、200Ω近辺で給電しようとしています。このため、オープンワ
イヤフィーダを非同調給電線に近い状態で使った場合にどうなるかに
興味があります。
現在は給電点に 4:1 のバランを入れ、その直後にアンテナチューナ
を入れています。ただ、これですと、アンテナチューナが遠く、操作が
面倒なのと、給電点付近が重くなり地上高が稼げません。そこで、
200Ωぐらいの給電線で給電し、チューナーを手元に持ってくる方法
をいろいろ考えています。とにかく、釣竿アンテナはアンテナの自重
を軽くすることが重要と考えています。
今は木造の家に住んでおり、かつ給電線を他のものからある程度離
すことが簡単な状況にありますので、同軸で家に引きこまなければ
どうしようも無いという状況にはありません。木造でもオープンワ
イヤでの引き込みがだめということがありますでしょうか？
>あります。着雪がある日はだめでした。
これは非常に参考になりました。
>> ６．普通の平行電線はフィーダとして使用可能?
>友人が７Ｍで使ってまして良く飛んでました。ただしオープンワイヤの
>うに多バンドで使うのは無理と思います。
多バンド化できない理由というのはどのようなものでしょうか。お教え
いただければ幸いです。
Tatsuo Kamitani
> 進行波電力と反射波電力の差分が供給される電力になりますから、進行
> 波電力、反射波電力はともに供給される電力より大きくなります。フィー
> ダーにおける損失は進行波電力と反射波電力に比例しますから、損失が
> 大きくなります。
>
> オープンワイヤの損失が少ないので、「SWRが高くても使える」という
> ことだと思います。
やはりそうでしたか。お陰で良く分かりました。どうもありがとうございまし
た。
> しかし、フィーダーからの放射も進行波電力と反射波電力に比例します
> から、SWR が高くなるとフィーダーからの放射も増えますので、TVI 等
> のインターフェアーが発生し易くなると思います。
そうですね。これは気を付けなければなりませんね。
Y.Takahashi (jalk)
> 現在テスト中のアンテナは、ダイポールの中心から外れた部分を給電
> 点とし、200Ω近辺で給電しようとしています。このため、オープンワ
> イヤフィーダを非同調給電線に近い状態で使った場合にどうなるかに
> 興味があります。
このタイプのアンテナをＴＶフィーダーで使ったことがありますが
何故か何とも飛び具合が悪くダメでした。マルチバンドで使えると
言われたアンテナですね。
>
> >> ６．普通の平行電線はフィーダとして使用可能?
> 多バンド化できない理由というのはどのようなものでしょうか。お教え
> いただければ幸いです。
全長が１波長となるバンドではアンテナの給電点のインピーダンスが高くなり
フィーダーに加わる電圧も非常に高くなります。
平行電線は約１５０オームと言われてますが高周波の損失に配慮されて無い
ので電圧が高くなると急激に損失が増えると思われます。
マルチバンドで使うのであればオープンワイヤーを使い１／２波長のアンテナに
フィーダー長を電気的な１／２波長にするとマッチングが取りやすいですが
一般には長すぎますね。
フィダーが１／４波長でも良いのですがアンテナカップラの所が最もハイイン
ピーダンスで電圧も高くなりますのでカップラの耐圧に配慮が必要です。
この場合は半分の周波数のバンドでもフィダーを含めると見かけ上で１／２
波長のダイポールになりますので何とかマッチングさせて使えます。ただし
飛び具合は良くありませんけど。
yamagishi
> 同軸の方が遮蔽効果が得られるはずですので、同軸の方が放射損は少
> ないように思います。それに、2本の線(芯線と網線あるいはオープン
> ワイヤの2本)に流れる電流が等しければ、そんなに放射することはない
> かなと思っています。(現実にはバランなどを入れて対策することなるん
> でしょうけど) いかがなものでしょうか？。
二本の線が等しい状態ならば、外部に影響しない っていう理屈ですが、
他の物に近づけただけでそれは変わってくるのでは？ と思います。
1/10000(-40dB) 漏れただけで100Wだったら 10mWの漏れになります。
特小と同じパワーです。
> >> ２．オープンワイヤはSWRが高くても使える
>適当な整合を取ることによって、反射波が更に反射し、進行波となりま
>す。Ｑマッチ等の同軸ケーブルを使ったインピーダンス変換器は、これ
>を積極的に用いた例です。
ははぁ、そうですね。定在波を立てた状態で使うって事ですね。
でも、ケーブルには負担になってるハズなんですね。行ったり来たりで
熱になってゆく・・。
定在波は電波の放射の元にもなりますね。
>オープンワイヤの損失が少ないので、「SWRが高くても使える」という
>ことだと思います。
>しかし、フィーダーからの放射も進行波電力と反射波電力に比例します
>から、SWR が高くなるとフィーダーからの放射も増えますので、TVI 等
>のインターフェアーが発生し易くなると思います。
基本波をばらまくので、これによるIが出やすいのでしょうね。。
> >> ６．普通の平行電線はフィーダとして使用可能?
> インピーダンスは150Ωから200Ωぐらいのようです。
なるほど、150-200ですか。
でも、やっぱパワーをかけると燃えそうで怖いなぁ。難燃性の物じゃないと
やばそうですね。
DE JO1ATK
山岸
Tatsuo Kamitani
> 二本の線が等しい状態ならば、外部に影響しない っていう理屈ですが、
> 他の物に近づけただけでそれは変わってくるのでは？ と思います。
> 1/10000(-40dB) 漏れただけで100Wだったら 10mWの漏れになります。
> 特小と同じパワーです。
そうですね。特に、オープンワイヤの場合周囲の影響が顕著で、敷設
に苦労します。どこかで同軸にすればいいのでしょうけど、そうすると
チューナーが遠くになってしまいます。幾度となく遠隔チューナーを作
ろうかと思うことがあるます。(ATUの方がいいのでしょうが、私の能力
では誤って共振点に見えるようなところにチューニングしてしまいそう
なので Hi)
Tatsuo Kamitani
ご回答どうもありがとうございました。大変参考になりました。
>> >> ６．普通の平行電線はフィーダとして使用可能?
>> 多バンド化できない理由というのはどのようなものでしょうか。お教え
>> いただければ幸いです。
>全長が１波長となるバンドではアンテナの給電点のインピーダンスが高くなり
>フィーダーに加わる電圧も非常に高くなります。
>平行電線は約１５０オームと言われてますが高周波の損失に配慮されて無い
>ので電圧が高くなると急激に損失が増えると思われます。
なるほど、そういうことですか。MMANAを使って概算してみましたら、ツェッ
プで動作させたとき(エレメントの端で給電したとき)、インピーダンスが 2kΩ
近辺でした(地上高やエレメントの曲がりもある程度含めました)。ということ
は 50W 入れると、電圧の最大値が 450V 近くの電圧になるので、普通の電
線では耐圧が持たないですね。やはり、最初に高橋さんがおっしゃっていた
ように、パラフィンなどで絶縁強化したオープンワイヤを作った方が良さそう
ですね。さらに、同様の理由で、TVフィーダーも危ないように思ってきました。
>フィダーが１／４波長でも良いのですがアンテナカップラの所が最もハイイン
>ピーダンスで電圧も高くなりますのでカップラの耐圧に配慮が必要です。
サガ電子のツェップアンテナのカタログの意味が良く分かります。
http://www.d2.dion.ne.jp/~sagant/hfant/hfant.htm
この場合、同調フィーダなしですが。
>この場合は半分の周波数のバンドでもフィダーを含めると見かけ上で１／２
>波長のダイポールになりますので何とかマッチングさせて使えます。ただし
>飛び具合は良くありませんけど。
40m 用に張ったエレメントに付けた 4:1 バランを外し、80m用 1/4λの接
地アンテナとして動作させてみましたが、地上高が低いため打ち上げ角が
大きいようで、隣県ぐらいまでしか届きませんでした。