予算 500円　50 MHz用
LC マッチ・ダイポール

　ダイポールアンテナのインピーダンスは73Ω程になりますから、一般的に使われている50Ωの同軸ケーブルを使うとＳＷＲは１. ５近くになりミスマッチが生じます。

　普通ミスマッチを防ぐ為に両脇を下げた「逆Ｖ.inverted V」や曲げた「ベント.bent」型にして使います、こうすると本来のダイポールアンテナより幾分利得は下がりますがＳＷＲは50Ω近くになり改善されます。

　このようにアンテナのエレメントを動かして合わせる方法以外にもマッチングを合わせる方法があります。

Ａ．インピーダンスを73Ωから50ΩにＬＣを使って変換する方法とかコアを使って巻数比を使いマッチングを合わせる方法等があります。

Ｂ．変わった物として、ﾘｱｸﾀﾝｽを生じさせ73Ωを一度113Ω に持ち上げこれを良く使われているＱマッチで50Ωに戻そう、という物もあります。

　この方法は今までほとんど知られておりませんでした、113Ω は1/4波長Ｑのマッチで選られる方法で75Ωの同軸ケーブルで簡単に作れます。
　これはループアンテナで良く使われていますのでご存知の通りです。

　今回ほとんど例の無い、リアクタンスを利用する方法にトライして見ました。

　これも次の「２つの方法」があります。

Ａ．アンテナを「少し短くして誘導性リアクタンスを発生させて利用する」。
Ｂ．逆に「少し長くして容量性のリアクタンスを利用する」方法。今回はこの両方を実験して見ました、周波数は50MHz を利用します。

》　動作と設計　《

　アンテナは直列共振回路として等価回路で現せます、共振するとＣとＬはキャンセルされ０になりＲ(抵抗)のみとなります(1) 。
　今アンテナを短くすると容量性となりＣ成分が発生します(2) 。
　次に、直列を並列に変換します(3) 、この時Rp(並列抵抗)はRs(直列抵抗)より大きくなります。
　このRpを113 Ωに出来れば直接Ｑマッチに接続することが出来ます、残ったXpはコイルを付けて共振させてやれば消えます(4) 。

　アンテナを113Ω にする方法はアンテナの長さを調整してRsとXsの組み合わせを探すのです。

》　RsとXsの組み合わせ方法　《

　まず、およそのRsとXsの組み合わせリストを作りました、このDataを見ながらパソコンを使ってアンテナソフトを動かしエレメントの長さを変化させてリスト上にあるDataに合わせます。

　これでRs,Xsが求まります、結果は太さ1.2mmの銅線の場合、長さ2754mmでこの時のRs、Xsは59-j56Ωと出て来ました。
　この時のRpが113 Ω、Xpが-j116 になり、Ｌは50.5MHzで0.37μＨになります。

　実際にこのＬを同じ銅線で作ると12mmの直径で８回巻きになりました、これはデイップメーターで確認します。

　次にアンテナを長くする方法です、こちらは前とほとんど同じです。
　ただ、リアクタンスの符号が逆になるだけです。つまりコンデンサーがコイルに変わります、こちらも同様にパソコンで求めました。

　長さ2990mm、太さ1.2mm 銅線の場合、RsとXsが75 j52Ωと出て来ました、この時のRpが113Ω、Xpがj160 になり、この時Ｃは20PF(50.5MHz)になります。

　この辺は計算式をご覧下さい、これで一応Dataが出そろいました。

》　材料集めとアンテナの作り方　《

　材料は表の通り変わった物はありませんのでお持ちの材料を生かして下さい。

　銅線は手頃な1.2mm の銅線を使うことにしました中央はガラス基板を少し使いビスを通す3mm の穴を開けます。

　Ｑマッチは毎度おなじみの物です、以前デルタループで使った物が余っていたのでこれを利用しました、3C-2Vで製作して下さい。

　これにおなじみのＱマッチと銅線を1.6cm長にした物をビス止めします。

　Ｃマッチ用として20cmの同軸ケーブルを付けてコンデンサーの代用として準備をします、Ｌマッチは上図の様にコイルを作りました。

　エレメントの先端は寸法を合わせ、取りあえず折り返してプラスチックの紐を付けておきます。
　これで準備は出来ました。

》　結果は　《

　いずれもＳＷＲのカバー範囲は広くＦＢで、どちらの方法でもＳＷＲは下がりました。

　計算で求めた数字より変わったのはパソコンのDataが自由空間での物です、所が実際は地上の影響を受けるのでアンテナは幾分短くする必要があります、少し短めなのは高さが低いのでもっと高くして調整すればよりDataに近づくはずです。

　なを、短くすると利得は下がり長くすると上がる傾向がありますが、パソコンによるとその差は0.1dB 以下で「どちらの方法を取っても性能はまったく同じと考えて良い」と思います。

　なを、ダイポールは地上からの高さによってインピーダンスは変化しますが、多少変わっても調整で合わせられます。

　ここで使ったアンテナソフトは[YSIM FV1.0]です。

　[もどる]