Oba-Q's Free Space

昨日と打って変わって、曇で気温上がらずの
1日でしたが、明日の日中は晴れるようです。

IC-705の受信用アンテナを上げる下見のために
ショップの屋根にのぼってみました。
設置するところないんですけどぉ。。。（泣
屋根は無落雪でアンテナは梯子に縛り付けるしかなく、
すでにHFのバンザイアンテナ1本とV/UのGP系アンテナ
3本が所狭しと陣取っています。
ロングには引き回せないのでショートワイヤー？
位しか張れないと思いましたが、店主の話では
HFもV/Uも受信さえできればOKで、V/Uは1本に
しても良いとのこと。

であれば、梯子の片方に付いているマストにバンザイと
V/UのGP（+地デジANT)を寄せてしまい、空いた片側に
釣り竿アンテナとすることにしました。
そんなに近接したANTはもちろん影響しあいますが
聞こえれば良い程度なので問題ありません。

下見だけのつもりだったので何も用意しておらず、
とりあえず室内で給電部加工。

DSC_0244

上げるのはL型DPです。
釣り竿部分が垂直ですが、もう一方のエレメントは
屋根に向かって引き下ろし、多分端っこは屋根に
スレスレくらいでしょう。
屋根に近いせいで水平成分が僅かで、垂直偏波が
メインなら、カウンタポイズに近いですね。
これを1本のラジアルのGPという人がいますが、
何度も言っている通りラジアルは複数本が必要であり、
その角度は等分されていなければなりません。
あくまでこのアンテナはL型DP、設置条件によっては
カウンターポイズ式の垂直アンテナになります。
L型だと無指向性にはならないのですよ。

で、メインは垂直偏波になりますので一応ノイズ
対策でコアをクグしておきました。
14個は特に計算したわけではなく、部品箱から
一掴みした分という適当なものです。ｗ
一応14ターンと一緒ですが、非透磁率が低いので
そんなに期待は出来ないでしょうけど、交通量の多い
国道淵ですからナニもないよりはずっとましです。

ところでバンザイアンテナに使っているバラン。
おろした八木アンテナから外したものを流用したらしく
水抜きの穴が下ではなく横になってしまっていて、
マストを揺するとと穴から水滴がポタポタと。。。
ケースの中間くらいまで水が入っているってこと？＾＾；；
受信しかしないアンテナだから良いものの、これじゃ
送信は出来ませんよねぇ。ｗｗ
上がったついでに底にドリルで穴を開けておきます。

釣り竿と引きおろしのエレメントは両者ともせいぜい
4〜5mですから、真面目に調整すれば17mか20mバンドに
合わせられそうですけど、室内アンテナより聞こえれば。。。
という程度の要求しかしないので、適当なアンテナに
なること間違いなし。ｗ
当然聞こえても飛ばないでしょうから、マイクも
マニュピレータも外したままにしておきます。
プアアンテナ＆最大10Wで呼んでもストレスが溜まる
だけですよね。。。

これを書いていたらちょっとだけやる気がおき、ここに
あるものでできる部分はやっておこうと、5mx2程度の
エレメントを給電部に接続して、屋根の上に上げておきました。
垂直用エレメントは梯子のてっぺんに、直径30cm程度の
コイル状のまま縛り付け、下側のエレメントは伸ばして
屋根に置いてあるといった感じですが、さすがに
室内アンテナと比べると雲泥の差で、国内QSOでは
ありますが、7〜28MHｚまで今まで弱くしか聞こえなかった
のに結構強く入ってきます。
今28Mを聴きながら書いてますが、3や6エリアの方が
59で入ってきます。
先程ワッチした24Mでは、59++でローカルかと思ったら
四国の局だったのでびっくり。
7〜28まで聴いた感じでは、705になれるための受信用なら
このままでも十分かと。。。（笑
と言いつつも、近々のうちに巻き巻してあるエレメントは
グラスロッドで持ち上げますので、かなりいけるんじゃ
ないですか？

あ、ドリルを持って上がらなかったのでバランの孔開けは
次回ということで。

本日は夕張方面でのお仕事でしたが、早く
終わったので寄った先の某所で、真空管
自作派の方と、共振回路のQの話になりましたが
どぉも噛み合わない。。。

聴けばIFTまで自作しようと考えているほどの
マニュアックな方ではありましたが、共振回路に
使うQと、LやCの裸のQの区別、そして一番
噛み合わなかったのは共振回路において実際の
回路上での話をしている筈なのに、いつの間にか
無負荷Qにすり替わったりするためでした。。。

氏は複同調のIFTを一般的な455KHzではなく、
任意の周波数にするために手巻きしたいとのことで、
細いボビンにハネカム巻きは難しいですよね、
と言ったら、ハネカムじゃなきゃダメなのか？
と尋ねられたので、そこからからQ（←拙生の
話ではない。ｗ）の話になりました。

一通り巻線間の結合容量によるQの低下の
お話をさせていただいたのですが、複同調の
結合を疎にしたりLC比でQを高くできるのでは？
という反論が出てきました。
それってLの単独のQ値ではなく回路Qですよね。。。

で、時間切れで最後まで噛み合わないままだったのが
スッキリしないので、拙生にとって馴染みの深い
【Q】というものについてちょいと書いてみます。

LとCの単独Q値

見た目はLでも実際には若干のRやC分を持ちます。
見た目はCでも同様に若干のRやL分を持ちます。
LやCの単独のQ値は拙生流では、いかに純粋な
成分であるかという度合だと思っています。
扱う周波数が高ければ高いほど余分な成分が
でしゃばってきて純粋度を下げてしまいます。
つまり単独のQは扱う周波数によって変わる
値であるということであります。

　QL=ωL/RL
　QC=ωC・RC　（コンダクタンスはRCの逆数である）
　　　ω=2πf　

途中の面倒くさいやつを省略し、簡単な記述に収まる
結果のみにしましたが、数式が苦手な方は読み飛ばしてください。　　　　　　
ただ式中にωが入っていることからQ値は周波数(f)に
依存する値であることがわかります。
周波数に言及せずにVCのQ値が・・・と語る人は
本当の意味が分かっているのか、甚だ疑わしい
ということですね。ｗ

共振回路としてのQ値（無負荷Q）

LとCの組み合わせで共振回路が出来上がります。
単独のQでは余分な成分であるうちのリアクタンスは
互いの純粋な成分に吸収されるものもありますが、
R成分は大きく回路Qに影響します。
このR成分の影響は直列共振なのか並列共振なのかで
異なる。。。というか真逆になります。

LC並列共振回路に更にRが並列に入り込むと
Q値が下がります。
Rが無限大で（R成分が存在しない）理想状態であるときは、
回路のQ値はLC比のみに依存します。
Qが高いと通過周波数帯域が狭くなり、通常なら優れた選択性が
喜ばれるのですが、帯域の広いバンドで一度調整した後は
外から調整ができないような同調回路もあり、通過帯域が
狭いことが不都合になる場合、抵抗をぶら下げて故意に
Qを下げ、帯域を広げることをることをQダンプと言います。

　　Q=R・SQRT(C/L)

式からもRが大きいほどQ値は大きくなり、
無限大だとQ値も無限大になるのが分かります。
Rがゼロのときは・・・ってこれはショートです。（笑
またLC比で見ると、Cが大きいほど、Lが小さいほど
回路のQ値は高くなります。

では直列共振ではどぉでしょう。
LC直列共振回路に更にRが直列に入り込むと
Q値が下がります。
Rがゼロで（R成分が存在しない）理想状態であるときは、
こちらも回路のQ値はLC比のみに依存します。

　　Q=SQRT（L/C）/R

Rは分母ですから、ゼロのときはQ値は無限大、逆に
Rが無限大のときは・・・ってこれは断線です。ｗ
LC比で見ると、Lが大きいほど、Cが小さいほど
回路のQ値は高くなります。

このように直列共振と並列共振におけるRやL/C比の
振る舞いは真逆となります。

実際の共振回路

LやC、共振回路が単独で存在しても、なんの役にも
立ちませんよね。
通常は他の回路に組み込まれていて、例えば入力側に
高周波電圧が供給され、出力側に負荷となるものが
ぶら下がることになります。
そうなるとあちこちにL・C・R分が様々の形でくっつくので、
当然無負荷Qの計算は崩れます。
共振回路の同調のズレは調整するとして、共振回路に
ぶら下がる抵抗分は、ぶら下がる位置によっては、
Qダンプを引き起こしたりもします。
1次側には前段素子の出力容量や配線容量、配線損失等々が
ぶらさがり、2次側には次段の入力容量や配線容量、
配線損失等々がぶら下がりL/C比に影響を与えます。
例えばデバイスの入力や出力容量は固定されているので、
低い周波数では気にならなくとも、高い周波数では、
検討課題として大きなウエイトを占めることになります。

また複同調型のIFTでは、2つのコイルが密に結合しても
Q値は下がってしまいます。
なので、IFTの中を開けてみると分かるとおり、
特に通信型などの狭帯域なIFTの2つのコイルは
結構離して巻いてあるのです。
Q値の大小は選択度と損失の良し悪しに直結します。

長くなってますねぇ。。。
CのESL（等価的にCにシリーズに寄生するL分）や
ESR（等価的にCにシリーズに寄生する純抵抗分）、
IR（等価的にCにパラレルに寄生する純抵抗分）
などについては時々書いていますが、
LやCのQ値が下がる原因や、無負荷Q、回路に
組み込まれたときのQが下がる要因などについて
書き始めると留めなくなってしまいますので次回に・・・
ということで。

なおハネカム巻きはハニカム巻きとも言いますが、
拙生は巻き方が下手くそで含羞む巻きになりますけど。。。ｗｗ