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上図は、逆L字アンテナの簡略した等価回路です。(設置時および複調式アンテナ)

周波数を f としますと、2 π f L = XL , 1 / (2 π f C) = XC として、XL = XC の条件が成り立つ状態が「整合状態」です。

ここで、L はアンテナ線の自己インダクタンスとローディングコイルのインダクタンス、及びその他のコイルのインダクタンスの合計値です。

C はアンテナ線とアース電極間の分布キャパシタンスの合計値です。

Rw は表皮効果を考慮したアンテナ線の交流抵抗値です。

Re はアース抵抗値です。

Rs は上記の等価回路中のコイルや接続部の抵抗値などの配線部分の抵抗値合計で、Rw と Re を除いた値です。

Rr は放射抵抗値です。(電波となる電力を等価仮想抵抗値で置き換えたものです

高周波回路でも「オームの法則」が適用できますので、次の公式が成り立ちます。

Zo = √ (XL2 ー XC2 ) + ( Rw + Re + Rs + Rr )

Po = Vo x Io = Zo x Io2

Vo = Zo x Io

ここで、XL = XC の整合状態では、Zo = (Rw + Re + Rs + Rr ) となって、アンテナ回路が見掛け上では抵抗だけの回路と同等になります。

実際には、アンテナ線で共振状態になっており、コイル成分である L と、コンデンサ成分である C との間で、1波長毎に2回の割合で「エネルギーのキャッチボール」をしています。

このキャッチボールによって、振動電圧が増大して、シャボン玉を吹き出す如くに、電磁波(電波)が放射されます。

この現象が、「定在波」と呼ばれる状態であり、「アンテナ回路の同調(チューニング)」の実現であって、最高の効率を発揮します。

ここで、T1 はアンテナ回路への出力結合トランスであり、空芯コイルで構成されています。

 T2 は信号注入の結合トランスであり、これも空芯コイルで構成されています。

いずれも鉄芯を使用できないので、相互インダクタンシによる磁気結合です。

次に、fo = 17,442 Hz で アンテナ回路が整合する条件試算してみます。

 

A。設置時

アンテナ回路のインダクタンス Lw = 271 μH , Cw = 0.047 μF , ローディングコイルのインダクタンス L6 = 1.20 mH , その他のインダクタンス Ls = 211 μH、結合トランスの2次インダクタンス T1 = 80 μH

L = Lw + L6 + Ls + T1 = 271 + 1,200 + 211 + 80 = 1,762 μH

XL = 2πfo x L = 2 x 3.14 x 17,442 x 1,762 x 10 -6 = 193 Ω

XC = 1 / ( 2πfo x Cw ) = 1 / ( 2 x 3.14 x 17,442 x 0.047 x 10 -6 ) = 1 / ( 5.16 x 10 -3 ) = 193 Ω

XL = XC となって、同調状態です。

Cw の値は、実測が不可能であり、理論的な推算では誤差が生じます。

そこで、インダクタンス値を基準として、Cw 値を推算しました。

報告書の記録は 0.054 μF となっています。

 

D。改造時(複調式)

アンテナ線の中央部に節が生じて、1 / 2 波長のアンテナとなりました。

1 / 4 波長の部分について計算するには C の値と L の値を半分にします。

Lw = 284 μH , Cw = 0.074μF , L6 = 1.59 mH, L7 = 2.58 mH, Ls = 550 μH, T1 = 80 μH

L = Lw + L6 + L7 + Ls + T1 = 284 + 1,590 + 2,580 + 550 + 80 = 4,584 μH

XL = 2πfo x L / 2 = 2 x 3.14 x 17,442 x 2,292 x 10 -6 = 252Ω

XC = 1 / ( 2πfo x Cw / 2 ) = 1 / ( 2 x 3.14 x 17,442 x 0.037 x 10 -6 ) = 1 / ( 3.96 x 10 -3 ) = 252 Ω

XL = XC となって、同調状態です。

Cw の値は推算値です。記録では 0.06 μF となっています。



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初版日時: 2018-10-13 (土) 10:09:07
最終更新: 2018-10-14 (日) 18:10:19 (JST) (33d) by hikoichi