JE1QMS

アマチュア無線局 JE1QMS のブログです。
14MHz JT65 で22年4ヶ月ぶりにオンエア復活後、CW練習や移動運用は中断、自作ダイポール室内アンテナでJT65、あとはウクレレQRLをやったりw(^^♪という感じでしたが、マンションの最上階ロケーションが手に入ったことから、新たな展開をゆる~く模索中(^◇^)

自動設計

MMANA-GALでTマッチ3エレ八木を設計する

ガンママッチってそもそも左右非対称だし、左右対称なアンテナをドライブするのに直感的に見てもムリがありそうなことは想像がつく。
なので、Tマッチをシミュレーションしてみることにする。

しかし・・・それ以前に、MMANA-GALを使う上でまたまた自分だけNGなことやってたみたいなので覚書しておく。
zzこの上の絵のように、マッチングのところで分岐する場合に元のエレメントを1本で書いてしまうと、シミュレーション上では連続とみなされるので電流分布は青で書いたようになる。
それを下の絵のように、交差している点では必ず別のWireにするという規則を守ると、ちゃんと電流分布は2本の導線にそれぞれ流れるような感じになる。
MMANA-GAL付属のファイルでも下の絵のようにやっているので、これは守るべき規則みたいな。

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さて本論。そうやって設定して最適化するとこうなる。

T1まずは寸法。
いや、実はこれにはかなり無理があるんですよ。

T2一見まともっぽく見えるものの・・・

T3これがその仕掛け。
はっきりいって、あまりにひどいので、シミュレーションの初期条件を、見てくれが余りに悪いような定数にならないようにかなり狭くしているという。こんなのはファッションだよ。全然自然科学じゃない!
こんなところでファッションやってどうするっていう~ (´A`)

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T4a最適化ファッションwの結果。
R+jX
T4bSWR
T4cパターン

う~ん。
いいのかな~こんなんで。
というより、そもそもこういう便利なソフトが無かった時代のアンテナ設計なんて、特にアマチュアレベルではまさにノウハウの塊だったんだろうから、余り悩んでも仕方ないような気もするし。
「悩んでる暇で手を動かして作れ」っていう世界みたいな?

このブログのような妄想ではなく、ちゃんと理論的考察もされて、その上実際に物を作られて、さらにすばらしい性能のアンテナを実現されて、さらにそのノウハウを細かく公開されているすばらしいサイト様がこちらだ!

JG2TSLさんのサイト

実にすばらしいな~。「Uバラン+Tマッチ方式」の優位性など実に説得力がある。しかも実際のUバランの作り方まで解説してあってとてもありがたく、ためになる。
そうそう、アマチュア以外の分野ではバルン、バルントランスね。こういう微妙な用語が沢山あるから、一般世間的に会話する場合は要注意だ。Q符号以外なら大丈夫だろうとかいう感じで使用すると・・・いろいろ・・・かも。ただ、バランのほうがGoogleで検索するときにはゴミが出なくてありがたいけれど。

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そういえば、MMANA-GALでは平衡・不平衡変換の概念ってあるのか?現実に物を作る場合には避けては通れないような気がするけど。
でも逆にHF用アンテナならば、どうせ周囲の建物等の影響で平衡も不平衡も乱れまくりだから、そんなの気にしたら負け(^o^)/の世界なのかも~???

なんかこう、マッチングまで絡んだアンテナのシミュレーションは、奥が深すぎてなかなか手が出ない印象。(自動最適化をやるのが前提という意味で。)

さらにそれにバラン問題まで絡むと、やはり偉大なOMさんのノウハウを頭を下げて使わせていただくのが吉ということになるのか???


まあそれが良い悪いではなくて、そういう世界もまた楽しいという側面もあるだろうな~。

MMANA-GALでガンマ・マッチ3エレ八木を設計する

前回はいきなり、マイナーな?MLAを設計してみたのだが、今回はメジャーな?3エレ八木を6mで設計してみる。
というか、これなのよ。もしこのときの下の図のような室内アンテナを考えたとして、磁気ループを止めた場合に、同じスペースに最大限有効に入るアンテナは何か?を考えるに、50MHz3エレ八木になったわけで。
その理由は、やはり3.6mという寸法と、あと、唯一開いているベランダ方向は、さらに唯一周辺の家の建物の隙間になっている上、そっちはなんと!富士山方向という。。。
まあ室内アンテナで飛ぶわけはないけど、「妄想の材料」としては結構楽しい。w

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さらに今回のスペシャルは、MMANA-GALで、複数パラメータ(さらには全パラメータ)の同時最適化がようやく一応できるようになった。なので、それを駆使して実験してみようというのも趣旨だ。

<整合回路なし3エレ八木>

NO_B01まずこれは、マッチング回路を無視した状態で、3エレ八木の寸法を適当に入力しただけのもの。

NO_B02それを絵にしたのがこの左側。そして右側は、複数パラメータ同時最適化を行うための設定だ。

この状態で、「最適化」を実行すると~
特に絵を見ながらやってみると、まるで生き物のようにエレメントの長さが変化したりエレメントの間隔が変化したりして、そのたびに誘起される電流の大きさも変わったりして動画としても十分楽しい
これはすごいな。まさにシミュレーションソフトの独壇場!。単なる計算ソフトだけではなく自動最適化=自動設計を見ていると、本当に20世紀とは隔世の感があるな

NO_A01そうやって感動の結果、こういう寸法になった。

NO_A02それを絵にするとこういう感じ。
導波器と反射器の間隔がかなり広い3エレ八木だ。

NO_A03aではいよいよ!自動設計の成果の実際の特性を見ていこう。
まずはR+jX.
jXはいいけれど、Rは50Ωより低い値になっている。
NO_A03bSWRもまあそこそこ。
NO_A03c利得とF/B比も典型的3エレ八木の様相。
マッチングをしていないからインピーダンスやSWRはそんなに良くないのはごく当然として、エレメントの長さや間隔・利得とF/B比も典型的3エレ八木という感じで、見事に自動設計が機能しているという感じでものすごくすばらしい。

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<ガンママッチつき3エレ八木>

Gm_B01それでは、ガンマ・マッチの回路をつけて、ちゃんとマッチングを取った3エレ八木は設計できるのか?という実験スタート。
まずはこのように設定する。これでガンママッチを付けたつもりなのだが?。

Gm_B02これがその絵と、最適化パラメータだ。

さあいよいよ「最適化」だ!しかしこんどは一筋縄ではいかない。なんかいかにも悩んでるふうな様子が・・・コンピュータでも計算に悩むみたいで、なんと人間的?というか、そういうところまで良くできたすばらしいソフト!

Gm_A01・・・なので、悩んだ結果、なんかこういうことになった。

Gm_A02これがその絵。
ガンママッチのマッチングエレメントと本エレメントの間の距離が莫大なことになっているけど・・・これなんかまだいいほうで、実はこの条件以外で計算すると、例えばガンママッチのマッチングエレメントの長さをもう少し長い状態を初期条件にすると、さらにもっとひどいことになる例が頻発した。なので、この絵はまだいいほうだ。

ソフトの使い方がまだマズイのか?、パラメータが多すぎると原理的に無理なのか?、ガンマ・マッチという方式自体に無理があるのか? 今のところは不明だ。今後ガンマ・マッチ以外でいろいろ実験したらわかるのかもしれない。

Gm_A03aこれが結果。R+jX.
かなりカーブが芸術的?になっているが、50ΩとjX=0に無理やり合っている感じ。相当苦労した形跡があるな~。

Gm_A03bSWR.
これも、「無理して下げました」という感じ。
Gm_A03c利得とF/B比も、「一応3エレ八木ですけど、すごく苦しかったです」・・・というのがありありと感じられる。


なので、全然実用になりそうにはないものの、マッチング回路は奥が深そうでまだまだ実験材料には事欠かないという印象であった。

哀愁のTR-1200

リズムがCWで、ホワイト・ノイズが「MIK」ベースが「U」、歌メロが「CQ」、シンセソロが「VVV DE JA1IGY」ですよ。w
ウクレレQRL

ウクレレならば小型でしかも電源アンテナ不要でいつでも移動運用可能ですよ~
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