160mバンド拡張活用企画(26)(番外)別宅タワーと建物(ボンディング)1点アース

 これは、タワー・アンテナ用アースで整備したものではなく、タワーからの放射成分が、電気的に浮いた状態であった建物の金属板に誘導されて(発生メカニズムは、あくまで仮説であって実証できていません。)、建物内にあるあらゆる電線にコモンモード電流を生じてしまい、その結果、1.8MHz帯でCWをキーダウンしたとたんに送信状態から復帰できない現象が…
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(補足)電磁気学(21)静電シールド(20)ガウスの法則(4’)導体球の電位訂正とその関連情報

 前回の静電シールド関係記事に訂正がありました。原本は既に訂正しています。訂正部分は、帯電導体球の電位V=0となる箇所で、正しくは、この帯電球体の電位V=C (C:一定)であって、球体内の任意の点どうしの電位差φ=0です。(φは電位差を示し、A,B点間としますとVABと表現ができます。) ここで、電荷~電界~電位の相互関係を示しま…
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(補足)電磁気学(20)静電シールド(19)ガウスの法則(4)導体球の電界

(a)一様に帯電した導体球の電界  半径aの導体球に電荷Qを与えた場合、球外の任意の1点の電界の強さを求めます。この電界は球心Oに関して対称で半径方向に向かいます。半径r(r>a)の球面にガウスの法則を適用しますと、球面上での電界の強さは面に垂直であり、全ての点で同じ大きさとなります。この大きさをEとしますと ∫EndS=E∫d…
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160mバンド拡張活用企画(25)(番外)別宅タワー・避雷アース

 今回公開しますのは、タワーの基礎工事に設置しました「避雷アース」です。(土壌条件には限定されますが)工夫によっては、これをHFローバンドのアンテナアースとして使用可能となることが、垂直アンテナとして、タワーを使用した「NSNスペシャルアンテナ」で運用した結果で判明しています。  (写真1)タワーメーカ指定のアース板 …
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(補足)電磁気学(19)静電シールド(18)ガウスの法則(3)電荷が閉曲面外にある場合

 図1.13のように電荷Qが閉曲面Sの外にある場合を考えます。dω(立体角)を頂角とする微小円錐が面Sを切る部分dS1とdS2とでは、外向き法線n1とn2の向きは逆となります。したがってこの二つの微小面積部から出る電気力線の和は零となります。これを閉曲面S全体について求めますと ∫E・ndS=∫EndS=0  ....(1…
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(補足)電磁気学(18)静電シールド(17)ガウスの法則(2)

 160mバンド拡張関連で、垂直アンテナには欠かせないアースの話題にちからが入りすぎて、こちらが滞りました。電磁気学の中でも地味な分野ですから、興味を惹く話題に欠けるので仕方ありません。今回は、とても短い内容となります。 (前回の続きで) 閉曲面内に多数の点電荷Q1,Q2,・・・がある場合には、dSの部分の電界の強さは各点電荷に…
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160mバンド拡張活用企画(24)(番外)別宅タワーアンテナ用アース(1)ラジアル・アース

 「160mバンド用スローパー・アンテナ」として公開していますクランクアップ・タワー自体を1.8/1.9MHzアンテナの一部として実際に利用している別宅のアース設備のひとつです。  このアース方法は、設置工事が面倒なので、今ではお薦めしていない「ラジアル・アース」例ではありますが、アース環境が良い土壌なら、その動作は良好です。設置…
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160mバンド拡張活用企画(23)建物(良導体)・アース(2)一戸建て建物の場合

 同じ建物アース方法ではありますが、前回のアパマン運用とはアース回路としての動作が異なります。どちらかというとHFローバンドのモービル運用の車体ボディをアースとする方法に近いと考えます。というのは、アースの有効面積(または体積)が大きくないため、アースが有する(固有の)共振周波数を、運用周波数よりも低くとることができていない場合がほとん…
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160mバンド拡張活用企画(22)建物(良導体)・アース(1)アパマン運用方式

 アース解析は、結論までに長引くことから後回しとして、お薦めのアースの残りひとつの「建物(良導体)・アース」を検討します。  アパマン運用では、多くの方が利用しているアース回路は、この方式だろうと思います。ただ、昨今の建物事情による、建物本体の鉄骨/鉄筋に直接接続することは難しいようです。  一番簡単なのは、ベランダにある手…
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(補足)電磁気学(17)静電シールド(16)ガウスの法則(その1)

 アマチュア無線関係の資格国家試験には、この法則が登場しませんので、馴染みが無いとは思いますが、実は、学校教育課程で「電気」を習う者にとっては、とても苦手な分野であります。ここでつまづかないために理論の流れを細かく区切ることとしました。  ガウスの法則の意味は、「電界内の任意の閉曲面から外方に出る電気力線の総数は、面内に分布する電…
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160mバンド拡張活用企画(21)グランドラジアル(地表ラジアル)・アースの解析(2)

 この理論は、古いアンテナ本では、アース理論として展開しておりません。分野は、「電波伝搬」の範ちゅうであって、具体的には、「電波の反射と屈折」分野における理論分析です。この「反射」を突き詰めますと当然「地面による反射」が含まれて、特に地面に近いアンテナからの放射を扱った場合には、アース理論と整合するというのが、いろいろなアース回路での実…
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(補足)電磁気学(16)静電シールド(15)電位(8)等電位面

 前回の「回転のないベクトル」への補足として、水がうずをなして流れている状況を想定します。水の流速は、ベクトル量として取り扱えますから、うずの中では、流速ベクトルは、回転(rotation)していることになります。これに対して、うずのない静かな流水中では、流速ベクトルの回転はありません。  うずのない流水中では、川上、川下が存在して、…
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160mバンド拡張活用企画(20)上級編グランドラジアル(地表ラジアル)・アースの解析

 前回の2話は、グランドラジアル(地表ラジアル)・アース回路の設置方法が主体でした。また、アンテナの給電点インピーダンスは、アンテナ抵抗として、単なる純抵抗として単純化した内容としています。しかし、通常のアンテナでは、このような簡単な値となることは、ありえません。通常は、R+jX(R:純抵抗、X:リアクタンス)となって、リアクタンスの極…
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(補足)電磁気学(15)静電シールド(14)電位(7)電位の傾き

 傾きとは、「勾配」のことです。ある報道番組で、医療専門家の解説の中で分析手法として、コロナ患者発生件数グラフの「勾配」を注視すべきと紹介していました。この「勾配」が、今回のテーマです。一般的には、増減傾向を表す指標としてこれでも十分に通じる言葉ですが、数学・物理学的には、数値グラフが描く曲線のある1点における接線の傾きが、+方向(増加…
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160mバンド拡張活用企画(19)グランドラジアル(地表ラジアル)・アースの続き

 前回の続きとして、アース線の本数等について検討します。 まず、1本だけの場合ですが、これでもアンテナ線としてではなく、垂直系アンテナ用アースとして動作します。といいますのは、地面に張り付いた電線では、地面と電線の関係は、間隔の超狭い平行給電線、若しくは、同軸ケーブルの原理に合致しますので、この電線からの電波放射はできないからです。 …
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(補足)電磁気学(14)静電シールド(13)電位(6)空間分布の電荷

 今回の話で、今まで理論拡張してきた電荷を1個の点や多数の点の集まりではなく、空間全体に広がって分布している電荷が姿を見せます。 それが、空間電荷密度ρ[C/m^3]です。この密度は、単位体積あたりに対する値を示します。  この電荷の概念が必要とするのは、アンテナ周辺へ静電誘導にて影響を与える電荷は、帯電した雪や雨粒(実際は、雪・雨…
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160mバンド拡張活用企画(18)グランドラジアル(地表ラジアル)・アース

 本日、午前中3.5MHzでJA4MSM局(きむらさん)と久しぶりにQSOいただきました。私がお声がけする直前のお相手局だったJI4TGW局(はらださん)との、160mバンド拡張とそこでのSSB運用の話題を傍受しました。アンテナをどうするか?の問題が当然出ていました。はらださんからは、逆Lアンテナを計画しているとのことでした。そのお話を…
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(補足)電磁気学(13)静電シールド(12)電位(5)多数の点電荷による電界内の電位

 前回に示した過去記事の後半となります。なお、電磁気学をはじめ、物理学においては、最初にある限定条件(ここでは、1個の単位電荷)に絞りその理論を完成したうえ、その理論からより拡張(今回の多数の点電荷)していく手法(一般化という。)をとります。多数の電荷理論をより一般化しますと、それは、空間にひろく分布している状態の電荷を表現できるように…
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160mバンド拡張活用企画(17)160mバンド対象の垂直型アンテナでのアース回路

 160mバンドの標準的なアンテナとなりますと通常は、垂直型アンテナです。なぜなら、エレメント全長は水平系(λ/2)に比べて、λ/4と半分でよいからです。しかし、あと半分は、アース回路でもたせないといけないので、アース回路が重要となることは、垂直型アンテナを試されたかたなら、誰もが実感するところだろうと考えています。  アース回路…
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(補足)電磁気学(12)静電シールド(11)電位(4)1個の点電荷による電界の電位

 別のテーマ記事を優先としましたので、本来の当ブログのメインテーマ(電磁気学)の進行は予定より遅くなっています。 しばらくは、160mバンド拡張活用企画関連を優先としたいと考えています。  さて、本論は  電位についても電界と同じように1個の点電荷から始まり、多数の点電荷へと理論拡張していきます。 ここの最終目標は、ある空間…
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