| TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期無線工学第1章空中線と伝播伝搬 （7）空中線と給電線の整合その3 | |
| [無線工学] | |
| 2022年9月26日 9時31分の記事 | |
第1章空中線と電波伝搬 （7）アンテナと給電線の 整合その3 今回は、前回お話をしましたバランの原理とアンテナと 給電線のマッチング（整合）の取り方についてのお話を 致します。 それでは、 バランの構造と原理についてお話を致しま す。 [バラン] バランには 色々の種類がありますが 図-4 は、同軸ケ ーブルを使用して作っ た物です。  図では、 同軸ケーブルの 外側の導体と内側の導線の みを描いていますので 一番外側の絶縁物と 内部導体 と外部導体の間の絶縁物は、省略しています。 図の下の U 字形の部分がバランです。 バランの長さは、λ/2 になっています。 それでは、原理について説明致します。 図の左上の 同軸ケーブルの内部導体を流れて来た電 流：I は、 a点で、 平衡形ケーブ ルとバランへ I/2 づつ 流れます。 V と書いてある下の 小さな赤い矢印は、GND ( 外側の 導体 )から見た内部の導体の電圧の極性を示します。 a 点 では、矢印が上を向いていますので、内側の導体 の電圧は、”+”です。 そして、 バランに入ったばかりのa点での電圧は、”+” で、電流も、同じく”+”です。 続きは、続きを読むをクリックしてお読み下さい。 全文無償で公開しています。 [受験クラブより] 2022年8月期向け第30期のシラバスは、当ブログの 特性上、同じ位置に掲載できませんのTOITAの「 航空無線通信士受験塾」でご覧下さい。 貴方の受験される航空無線通信士は、自己投資に値し ない資格なのでしょうか？ 新コロナ・ウィルスで中々外へも出掛けられい今だから こそ、受験勉強をしてみるのも良いのでは、ないでしょ うか？ 合格を手にするかどうかは、貴方次第なのです。 「時は、金なり」と言いますが、50円を有効に使えていま すか？。 本文には、見本部分の数倍の重要な記事が書いてあり ます。 特に2月期の試験は、航空大学校の入学や就職にと大 変重要な試験になります。 独学が難しい事は、特集記事でお話した通りです。 試験迄は、思った程、時間がありません。 時間を無駄にして後悔されない様、是非、本文をお読み 下さい。
第1章空中線と電波伝搬 （7）アンテナと給電線の 整合その3 今回は、前回お話をしましたバランの原理とアンテナと 給電線のマッチング（整合）の取り方についてのお話を 致します。 それでは、 バランの構造と原理についてお話を致しま す。 [バラン] バランには 色々の種類がありますが 図-4 は、同軸ケ ーブルを使用して作っ た物です。 図では、 同軸ケーブルの 外側の導体と内側の導線の みを描いていますので 一番外側の絶縁物と 内部導体 と外部導体の間の絶縁物は、省略しています。 図の下の U 字形の部分がバランです。 バランの長さは、λ/2 になっています。 それでは、原理について説明致します。 図の左上の 同軸ケーブルの内部導体を流れて来た電 流：I は、 a点で、 平衡形ケーブ ルとバランへ I/2 づつ 流れます。 V と書いてある下の 小さな赤い矢印は、GND ( 外側の 導体 )から見た内部の導体の電圧の極性を示します。 a 点 では、矢印が上を向いていますので、内側の導体 の電圧は、”+”です。 そして、 バランに入ったばかりのa点での電圧は、”+” で、電流も、同じく”+”です。 バランの出口の b 点 では、 バランの長さが λ/2 です ので、ｂ 点での位相は、a 点に対して逆転します。 その為、V の極性を示す矢印が下を向いています。 内部導体の電圧の極性は、”−”になります。 よって平衡形ケーブルの下側では、b 点へ電流が流れ 込みます。 不平衡ケーブルの外部導体は、 常に ”0「V]”ですので 内部導体の電圧は、+/− と変化しますがバランを出た 後の二本の導体の電圧の極性は、互いに逆ですので、 平衡に変換された事が分かります。 ちなみにバランの後のインピーダンスは、バランに入る 前の4倍になっています。 次に整合の取り方についてお話を致します。 [整合をとるには？] 整合を取るとは、給電線のインピーダンスとアンテナの インピーダンスを合わせる事です。 その方法には、 a.集中定数回路 b.トラップ方式 c.λ/4整合方式 が有ります。 それでは、 その幾つかを見てみます。給電線の特性イ ンピーダンスをZo 。アンテンのインピーダンスは、 R と します。 集中定数回路の例  Zo > R の場合  Zo < R の場合 ”集中定数”とは？ 意図しない コイル成分やコンデンサ ー成分や抵抗成分が 回路や給電線や アンテナに等に 出来てしまう事があります。例えば、コイルは、導線を巻 いたものですが線が曲がる事によりコイルの成分を持ち ます。また、その導線が僅かに抵抗を持っていれば、 抵 抗になります。 そして、コンデンサーは、金属同士の間に誘電体があれ ばコンデンサーになります。 予想しない所に コンデンサ ーが出来てしまう場合としましては、導線が地面(アース ：グランド)から離れていれば、導線と地面が金属板と言 う事になり導線と地面の間の空気は、誘電体ですので、 コンデンサーになります。 これらは、部品としてあるのでは、なく、広い範囲に分布 しますので 分布定数と言いそれらから成る回路を 分布 定数回路と言います。分布定数は、回路や 給電線等の 大きさに対して扱う周波数が高いと形成されます。 これに対して、 抵抗・コンデンサー・コイルがそれぞれ部 品として存在する場合を集中定数と言います。 それらか ら成る回路を集中定数回路と言います。 次にお見せしますのは、λ/4整合方式の例です。 Zo と R の間に λ/4 の平行2線ケーブルを入れます。 平行2線の特性インピーダンス：Zm は、 Zm = sqrt(Zo・R) 注：sqrt とは、エクセルの書式で平方根：ルートを意味し ます。 今後もエクセルの書式で記載する事が多くなりますの で、そのつもりでいて下さい。 以上で空中線と給電線の整合のお話は、終わりです。 次回からは、電波の伝わり方についてのお話を致します 。 | |
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