トラップコイルの設計資料編-3-2（ローディング・コイル挿入位置の違い）

トラップコイルの設計なのに、
なぜ、ローディング・コイルの話なのか？
と思うかたもいらっしゃると思います。
しかし、今回のマルチバンド・アンテナの
トラップ・コイルの実際の設計方法は、
このローディング・コイル資料記事だけを
見て製作しています。
その後、製作したトラップコイルの動作が
正常かどうかを検証するため、
他の資料にあるトラップコイルに関する
裏づけを調査しています。

○　ローディング方式のいくつか紹介

　電波の強さは、アンテナ・エレメントに流れる
高周波電流をエレメント全体に足し合わせた
（すなわち、エレメント上の瞬時電流値を
エレメント線に沿って線積分した）
電流値の大きさに比例します。
　このため、
ローディングを入れる位置によって、
この高周波電流の総合計も違ってきます。
　ローディングコイルを入れる位置が
エレメントの中央の場合をここでは
「センター・ローディング」と呼びます。

※　λ/4のモービルホイップだと
　　ベースローディングに相当

　この方式は高周波電流の最も大きい部分に
ローディング・コイルを入れますので、
コイルが持っている直流抵抗によって
高周波電流が熱になるロスを生じますし、
肝心の高周波電流の多い部分にコイルが
入るために、アンテナ・エレメント上の
高周波電流が少なくなってしまいます。

※　便利な屋外型アンテナ・チューナーだけで
　マルチバンドアンテナ動作しますと
　この方式に該当します。

※　コイルの短縮化効果が大きいため
　小さなコイル（インダクタンスが小）で
　済むのが利点です。

一方、ローディング・コイルを入れる位置が
アンテナ・エレメントの端の場合を
「エンド・ローディング方式」と呼びます。
　この方式は高周波電流が最も大きい
エレメント・中央部分には何も入らないので
この部分でのロスが生じません。

　さらに高周波電流が少ないアンテナ・エレ
メントの先端部分にローディングコイルが
入りますので、高周波電流が大きく流れる
部分がそのまま残りますから、強力な電波を
放射できます。

※　必ずしも良いことばかりではありません。
　前者のセンター・ローディングに比べて
　コイルが大きく（大きいインダクタンスが
　必要のため）なります。
　　また、マルチバンド型では、低い周波数帯の
　調整が大変クリチカルとなり、さらに周波数
　帯域もかなり狭くなってしまいます。

※　メーカー製のマルチバンドアンテナでは、
　アンテナエレメント端からある程度、エレメント
　中央寄りに寄せた位置へコイルを挿入して
　そこから、先端までのエレメント長も
　かなり残しています。

　例　メーカー製3.5/7ＭＨｚＤＰの場合

　　　（ＤＰの片側で）
　　　給電点電線　7ＭＨｚ　約10ｍ
　　　コイル位置　中央から10ｍの位置
　　　先端電線　3.5ＭＨｚ　約3ｍ
　　　となっており
　　　ＤＰ全体長は、約26ｍ長となります。

　　　3.5ＭＨｚでの短縮比率をみれば
　　　26ｍ/40ｍ≒65％
　　　とフルサイズに比べて、60％以上と
　　　しています。

　　　アンテナ効率を考慮しますと
　　　アンテナの短縮比率を60％以上
　　　とすることは大事な条件です。

最後に、この新版のワイヤー・アンテナ本
解説では、
「同じ長さの短縮アンテナでも、エンド・
ローディング方式のほうが電波の発射に
有効な高周波電流部分がそのまま残されて
いるので効率がよく、フルサイズのアンテナと
比較しても見劣りすることがありません。」
と結論づけていますが、
それは、理論上の話では正解なのですが
実際は、もっといろいろな条件・制約があって
必ずしもエンド・ローディングが一番良い
短縮コイルの挿入位置ではないことを
このブログでの結論としておきます。