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2006年8月 5日 (土)

うちにもあった電力線フォールデッドダイポール

さて、電力線アンテナコンテストですが、いきなり三部門制覇の最有力候補を見せてしまいましょう。入力ファイル「PLC_FOLDED_DIPOLE_BENT.maa」をMMANAでシミュレートして見てください。

配線図、Plc_folded_dipole_bent_1




輻射パター ン、Plc_folded_dipole_bent_pattern_1




電流分布Plc_folded_dipole_bent_current




もお見せします。 種明かしをしてしまえば、多くのアマチュア無線家の皆さんが以前から指摘されているフォールデッドダイポールアンテナです。スイッチは閉じた状態です。これは、木造二階建ての我が家の二階で見つかったものなので、地上高は2.5mで計算してます。2つのエレメントの角度が直角で、さらにスイッチ側が天井裏から手が届く壁スイッチの高さまでベントされているので、給電点インピーダンスは、通常のフォールデッドダイポールの半分程度に下がってますが、それでも本線から十分VSWR低く給電されます。ベントしているので垂直成分が少しありますが、支配的な水平偏波成分の輻射パターンは典型的なダイポールの8の字に近く、数dBのゲインがあり、打ち上げ角も35度程度と低くなっています。エレメントの寸法は片側3mで、共振周波数は25.25MHzです。電流分布を見ると、両エレメントの電流はバランスしているので、本線のディファレンシャルモード電流だけで駆動されることが分かります。一方の先端は閉じたスイッチで0Ω、他方は照明負荷の100Ω(研究会に合わせて100Wの電球とした)で、一見バランスしていないように見えますが、共振点では、両端は電流最小点なので、照明負荷の影響はなく、100Ωであろうが250Ω(40W)であろうが、同じことです。

前々回は、複数のスイッチ分岐の少し難しい話をしすぎたと反省してます。また、屋内配線の定石(スイッチはホット側に接続)を考慮すると、スイッチ分岐2つで作ったダイポールの例は適切ではありませんでした。複数のスイッチ分岐による輻射は真面目に研究すべき課題ですが、今は時間が無いので割愛します。

スイッチ分岐には、配線形態によってL型とY型の二種類があります。Y型の場合には、単体のスイッチ分岐で、今回紹介したようなフォールデッドダイポールを形成する可能性があります。Y型のスイッチ分岐は、通常の民家ではうちのものと同程度かそれよりも少し小さなものが多いはずなので、フォールデッドダイポールの共振周波数は24MHz~30MHz辺りとなります。結論として、フォールデッドダイポールが形成されていても漏洩電界が許容値を超えないように、ディファレンシャルモード電流の値を規制しなければなりません。コモンモード電流だけの規制では、頭かくして尻隠さず(というか、尻だけ隠して頭隠さず)ということになります。何せPLC-Jの皆さんの必死の主張によると、LCLは30dBもあるそうなので、ディファレンシャルモード電流によって、フォールデッドダイポールのような効率の良いアンテナが駆動されると、しゃれにならないレベルの強電界が発生し、遠距離まで電離層伝播することになります。

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