トライバンダー アンテナゲイン測定追試

JA1KIH局のご指摘に従い、アンテナゲインをバンド内下から上まで追加測定した。
結果は、仰る通りCW帯域ではDP並であったが、PHONE帯域では3エレのゲインが確認できた。
この結果を見ると、もう巻き尺アンテナ以外選択肢がなくなってしまいそう。
あるいはHexbeamの方がよっぽどまし。

JA1KIH Takaさん、アドバイスありがとうございました。

14.050MHz -1.46dBd(DP以下)
14.100MHz -0.79dBd(DP以下)
14.150MHz 1.92dBd
14.200MHz 3.88dBd
14.250MHz 8.70dBd *
14.300MHz 12.79dBd *

21.050MHz -0.13dBd(DP並)
21.100MHz 0.43dBd(DP並)
21.150MHz 3.11dBd
21.200MHz 3.01dBd
21.250MHz 4.09dBd
21.300MHz 4.77dBd

10mはバンドも広過ぎて面倒なので省略。

* なお、比較したDPは標準DPではなく14MHzでは短縮されていてゲインが低いので、14.250MHz以上のトライバンダ―のゲインが異常に大きく出ている。(このDPは特に14.250MHz以上でゲインが低い。)
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恐らくこのデータは世界初だと思います。 エレメントにコイルとコンデンサの入ったアンテナはゲインのある帯域はかなり狭くなることが証明されたと思います。 メーカは一番美味しいところしかカタログに入れないので購入した人は、たまたまSSBオンリーであればそこそこ、しかしCW専門の人はDP以下と感じるので評価が人によってばらばらと言うことになるとおもいます。 測定されたデータにSWRが追加されるとSWRとゲインの相関も分かるので例えばSWR<2以下であればゲインあり2以上であればDP比マイナスゲインなど運用する上で目安が出来ると思います。 もっともそんなデータが分かってしまうとゲインのない周波数は出たくなくなりますが。 フルサイズの場合はどんなデータになるのか、恐らくバンド内ゲイン差は少ないと想定できますね。 いずれにしてもトラップが入ったアンテナは特定の周波数プラスマイナス以外は期待しないことがこれではっきりしたと思います。 貴重なデータありがとうございました。

おもしろい結果が出ましたねー。
周波数によってこれだけゲインが変わるんは考えたこともなかったですわ。
メーカーカタログ値は信用してはいけませんね。
でもHB9CV系はええ仕事していると思われます。
一番はやっぱり巻き尺ですか。もうちょっと安かったら爆発的に売れそうですが。
1バンド当たり5万円以上はちーと高いですな。

これはびっくりと言うか、ショッキングな結果ですね。
同一バンド内でこれだけ差があるとは。
他の方もおっしゃっているように、フルサイズのビームはどうなのか気になりますね。
MMANAなどでシミュレーションしてみれば、傾向の確認は出来るかもしれませんね。

JA1KIHさん
面白い自由研究となりました。
ご指摘を受けて更にSWRも測ってみましたが、SWR最低点のSWR値が必ずしも良い数値ではないので、単純に幾らなら良くて幾らなら悪いという評価ができませんでした。
SWRから反射係数や反射電力に変換してみたりして考えもましたが、それでも上手く評価できませんでした。
継続して考えたいと思います。

rdeさん
面白い結果ですが、困った結果でもあります。
また考えることが増えましたhi

ELGさん
本当にショッキングですね。
フルサイズの場合は経験的にここまでの変化は感じません。
仕事で使うアンテナの仕様書に記載されているデータからもわかります。
身近な例で言いますと、民生用のテレビアンテナのカタログに記載されているゲイングラフが参考になるかと思います。
広帯域に作られていることを差し引いて考えると、何となくイメージできるかと思います。
MMANAではゲインのf特のグラフが出ますね。

SWRとゲインの相関は余りなさそうですね。 少し期待していたのですが、しかしこれから分かることはSWRを気にするのは余り意味がないということかもしれませんね。 プロのアンテナ設計者がいつもいっていたのはSWRは3以下であればよし、性能とは関係ないよ・・ということでした。 実験ありがとうございました。 

JA1KIHさん
ナガラのQ&Aには「それぞれのアンテナの条件で設計に制約を受けますので、SWR特性と、ビームパターンや利得の周波数特性は必ずしも一致しません。」との記載がありますね。
私の職場のような大電力局でも、アンテナ単体では、垂直パターンを優先している都合共振はしていません。
このため整合回路なしでは使用できません。

アンテナ本体にトラップやLC共振を使ったビームはイモだという話は昔からありましたが、大体はその原因はコイルでの損失と結論付けられていましたが、このテストは画期的で、目からウロコです。 
 確かに共振回路はその周波数に近接して流れる電流は上下に位相差が90度近辺が来ますが、その狭さから、(Qが高いほうが狭い)反射器や導波器として働く範囲は狭く、このデータはさもありなんといえます。
 やはり、フルサイズのエレメントか、HB9CVの位相を伝送線路で作るタイプが広帯域になるわけですね。 そして反射器(導波器)エレメントも可変長になる巻き尺式が有利になるのは当然かも。

JA1COR/Sanyoさん
コメントありがとうございます。
そうですね。
1つポイントとしては、トラップの内側のエレメントだけを使用する、いちばん高い周波数のバンドでも同じ傾向が出ていますので、コイルの損失だけが原因ではないことは想像できます。
また、短縮ダイポールの性能低下は、短縮八木ほどではないことから、CORさんの考察は納得できるものがあります。
プロフィール

JL3LSF

Author:JL3LSF
1970年生まれ
1984年、大阪府堺市でJL3LSF開局
1991年、イリノイ州シャンペインの消防署でTechnician Plus取得 (N9PLT)
2011年、Amateur Extra取得 姫路で (NA1AA)
2014年、大阪府堺市南区にQSY 開局30周年
2017年、開局33周年
アンテナ
 (1)地上高16.5m 3 element Yagi (for 20, 15 and 10m)
 (2)地上高15m Mini-multiantenna HB18-24X4A (4 element HB9CV, for 17 and 12m)
 (3)Inverted L w/Loading Coil for 80m
 (4)地上高18m Rotatable Dipole (for 40 and 30m)
空中線電力 150Wぐらい
第一級アマチュア無線技士
職業 無線技術者(第一級陸上無線技術士) 選任されている無線局は438局(2016/9/16現在)
旧第一種伝送交換主任技術者
第三種電気主任技術者
専門は物理
以下省略

本業は6mのJCC/JCGハンティングで、昔は自宅からも山からもアクティブにQRV。
しかし仕事でン十kW級の無線を始めてからというもの、しばらくアマチュアを休業。
数年前から段階的にカムバックし、密集住宅街の狭い家から何を思ってか、3.5MHzから28MHzでDXを呼んではガッカリ。
移動運用で狙うDXにも限界が訪れ、2014年4月、遂にたまりかねて高台移転。
やっと普通の弱小局に格上げか???
2014年秋からは小さなタワーに給電してローバンドの運用を開始。
2015年5月からは50MHz用の自作5エレF9FTを使用開始。
2015年8月、F9FTを10MHz用釣竿ロータリーダイポールに交換。
2015年9月、釣竿ロータリーダイポールを7MHz/10MHzの2バンド用に変更。
2015年10月、ローバンド用アンテナをスローパーに変更。
2016年1月、Hexagonal Beamを3エレトライバンダーに交換。
2016年4月、スローパーを撤去して3.5MHz用のロングワイヤーを設置。
3.5MHzのアンテナは随時改修中。

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