160mバンド拡張活用企画(54)垂直アンテナとアース環境との関係(1)各大地における電気定数
本日、7MHz交信話題で160mバンド拡張の話題に沿って、アースの良否について説明したのですが、その話だけでは、理解していただけないと思い、バーチカルアンテナの改善問題の途中になってしまうのですが、大地での電波の反射特性でみた「アース環境」の違いを説明します。
今回モデルとした海水面におけるアース効果と他の環境(湿土、淡水、乾土)の違いをシミュレーション解析してみます。過去において、アース理論の番外編として、3.5MHz帯における同様の解析は実施しています。それと比較して、周波数が半分まで低くなるとどうなるのか?を探っていきます。

(各大地における電気定数)
アンテナ本に掲載のある代表的な大地モデルです。この表にあるεsは、その大地の比誘電率です。εoは、真空中の誘電率でその両方を掛けると大地の誘電率となるのですが、ここではεsとの関係で複素数計算できる式からグラフを求めていきます。
σは、各大地の導電率です。導電率は、抵抗率ρの逆数(σ=1/ρ、単位は1/Ωを表現する「モー/m」や「S/m」ジーメンス毎メートル)となっており、海水を含め、どの大地にしても金属体のような高い導電率とは、比較にならないほど良導体ではありません。
金属体の導電率例 銅の抵抗率ρ=1.72×10^-8[Ω・m]から逆数で求めると σ=58×10^6[S/m] となって、だいたいの金属は、10^6オーダーの数値を示す。
※さらに厳密にいえば、各金属固有の温度係数が関係して、温度によっても違いがあります。
λc=εs/60σ となる波長を示します。
fc=σ/2πε=σ/2πε0εs=18×10^9σ/εs となる周波数を示します。
λcとfcの関係は、λc=3×10^8/fc=εs/60σ
αは、減衰定数であって、α=120πσ√(0207/εs)で表せます。
1/αはその逆数であって、単位は[m]です。
(お知らせ)
しばらくは、160mバンド拡張企画(国内SSBバンド確保)をみなさんへ周知するために

アマチュア無線ランキング
でのランキング向上に努めます。
今回モデルとした海水面におけるアース効果と他の環境(湿土、淡水、乾土)の違いをシミュレーション解析してみます。過去において、アース理論の番外編として、3.5MHz帯における同様の解析は実施しています。それと比較して、周波数が半分まで低くなるとどうなるのか?を探っていきます。
(各大地における電気定数)
アンテナ本に掲載のある代表的な大地モデルです。この表にあるεsは、その大地の比誘電率です。εoは、真空中の誘電率でその両方を掛けると大地の誘電率となるのですが、ここではεsとの関係で複素数計算できる式からグラフを求めていきます。
σは、各大地の導電率です。導電率は、抵抗率ρの逆数(σ=1/ρ、単位は1/Ωを表現する「モー/m」や「S/m」ジーメンス毎メートル)となっており、海水を含め、どの大地にしても金属体のような高い導電率とは、比較にならないほど良導体ではありません。
金属体の導電率例 銅の抵抗率ρ=1.72×10^-8[Ω・m]から逆数で求めると σ=58×10^6[S/m] となって、だいたいの金属は、10^6オーダーの数値を示す。
※さらに厳密にいえば、各金属固有の温度係数が関係して、温度によっても違いがあります。
λc=εs/60σ となる波長を示します。
fc=σ/2πε=σ/2πε0εs=18×10^9σ/εs となる周波数を示します。
λcとfcの関係は、λc=3×10^8/fc=εs/60σ
αは、減衰定数であって、α=120πσ√(0207/εs)で表せます。
1/αはその逆数であって、単位は[m]です。
(お知らせ)
しばらくは、160mバンド拡張企画(国内SSBバンド確保)をみなさんへ周知するために

アマチュア無線ランキング
でのランキング向上に努めます。
この記事へのコメント