テーマ:伝送線路

(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その11)双曲線関数と三角関数の関係公式とその証明

 最近読んでいる図書に、「ICT・IoTのためのアンテナ光学 川上春夫・田口光雄 共著 東京電機大学出版局 2019/3/20発行」があります。「ICT・IoT」に限らず、一般のアンテナに関する工学書です。  ただし、その前半の基礎部分はアンテナシミュレータの算定手法の解析説明となっています。使用している式は、電磁気学(マクスウェ…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その10)受端インピーダンスとの関係(その3)

 今回の補足は随分と長く続いていますが、本来ですと「伝送線路」基本理論として重要となる本論だからです。ここで理解すべきことを明記しますと一連の題名となっています、 (1)反射係数 (2)電圧・電流分布 (3)受端インピーダンスとの関係 これらは、SWRまたは、リターンロスの理解をはじめ、今回の主目的であるスミスチャートを用いた現…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その9)受端開放と短絡のときの電圧分布と電流分布の証明

(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その8)受端インピーダンスとの関係(その2) https://jo3krp-o.at.webry.info/202001/article_25.html 記事内でお約束の定在波は第5.34図(a),(b)で示すことができることを数式での証明です。 (1)受端開放のとき、 Vx=Ae^-γ…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その8)受端インピーダンスとの関係(その2)

 受端開放のとき、ρo(上に・が付くベクトル)は、(5.281)式でZl(ベクトル、エルの小文字)→∞ですから、 ρo=1 .....(5.284) 電圧分布Vx(ベクトル)は、 Vx=Vi(1+e^-2γd)≒Vi(1+e^-2βd) ※Vi,γ,はベクトル、γ=α+jβでα≒0となる意味 であって、この…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その8)受端インピーダンスとの関係(その1)

 スミスチャート解説の基礎部分である「伝送線路の基本理論」も今回から最後の項目までたどり着きます。 5.6.3 受端インピーダンスとの関係  受端インピーダンスをZl(エルの小文字)とした場合、ZlとVx,Ix、あるいは受端における反射係数ρoとの関係を調べます。 ※ Zl,Vx,Ix,反射係数ρoはいずれも記号の上に・が付く…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その8)電圧・電流分布の表示(その5)SWRとは?

 今回で、「5.6.2 電圧・電流分布の表示」項目は完了できます。ただし、第5.32図(a)グラフは未完成ではありますが、忘れているわけではありません。  さて、最後の部分は  電流振幅については、(既に説明しましたように)電圧振幅と逆位相の変化をしますから、その最大値は距離d2の点であり、最小値はd1の点になります。  伝送…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その7)電圧・電流分布の表示(その4)

 次に、電圧、電流振幅の最大、最小値を探ります。 Vx(・が上につくベクトル)の振幅Vx(大きさのみで・は無し、以下のVxはこれに該当)は Vx=Vi|1+ρoe^-2αd・e^-j(2βd-φ)| ここで、α≒0とし、θ=φ-2βdとおけば Vx=Vi|1+ρoe^jθ|  .....(5.274) Vxの最…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その6)電圧・電流分布の表示(その3)

 今回も第5.32図(a)グラフは完成できませんでした。ですが、今回のところは、第5.32図(b)グラフに関係するところなので先に理論を進めます。  前回求めた(5.272)式を簡単にするために減衰定数α≒0とします。 Vx=Vi(1+ρoe^-2γd)  =Ae^-γl・e^αd・e^βd{1+ρoe^-2αd・e^…
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(宿題課題)5.6.2電圧・電流分布の定在波形図(その1)減衰定数=0の場合

 時間がとれず後日の宿題としていました、第5.32図の半分を完成できましたので、今回公開します。 今回は、グラフ図はペイントによる手書きではなく、エクセルで計算した結果をグラフ化しています。 アンテナ本の表示とは逆に減衰のない場合の波形を先に描きます。理由はこちらのほうがエクセルでの計算が簡単なためです。 先にこのグラ…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その5)電圧・電流分布の表示(その2)

前回の最終式に誤りと(番号)が抜けていました。 Vr=Viρoe^jφ・e^-2γd  =Viρoe^-2αd・e^-j(2βd-φ) .....(5.271)  (続きとして) VrはViに比べ位相が 2βd-φだけ遅れ、振幅比は ρoe^-2αdだけ小さくなっています。負荷からの距離dが大きくなるとVrは時計回り…
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布(その4)電圧・電流分布の表示(その1)

 垂直アンテナ設計とは別にアンテナ解析で「スミスチャート」を使用したいためにこちらも少しは話を進めます。 以前の(補足)その3で導出した式 Vx=Vi(1+ρoe^-2γd)                        }.....(5.269) ZoIx=Vi(1-ρoe^-2γd) について検討します。 …
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布への追加完成版(その3)反射係数の導出項目完了

 前回の導波管記事を参考として、ある点の入射波Viに対する反射波Vrの比 ρ=Vr/Vi=(B/A)e^2γx  .....(5.264) をその点の反射係数と呼びます。 ※ ρ,Vi,Vr,γ(ガンマ;伝搬定数=α+jβのこと)はいずれも上に「・」が付くベクトルです。表記しづらいので、以下も省略しています。  …
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(補足)伝送線路の電圧・電流分布への追加完成版(その2)方形導波管の場合

 ブログ・ランキングでは人気のない理論記事ですが、この説明が無いとスローパー特性解析にスミスチャート(理論完成後はエクセルで描画する完全電子版を予定)が利用できる根拠となりません。  今回は、伝送線路の基本式の適用として(HF帯では使えない)伝送路の導波管での理論になります。 方形導波管では、TE10波が広く用いられます。この例…
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伝送線路理論抜粋(その13)(キルヒホッフ法則)補足(3)第2法則

 昨日の昼間に現在の地線(地表ラジアル)16本相当の 状態においてのアンテナの給電位置における 諸特性(SWR,R,X)をそれぞれ測定しました。  これらの結果は後日検証の上、ここで公表するつもりです。 (その前に) 前回の地線8本の場合のデータを先に公表する必要も あると思っていますが、 今回の16本のデータを測…
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伝送線路理論抜粋(その11)前々回の(キルヒホッフ法則)補足(1)交流でのオームの法則

 アマチュア無線だと今回のキルヒホッフの定理は 無線従事者試験問題に出題されているようなので、 これはもう説明の必要がないことかもしれません。 ただし、 「この法則がどういう場合に利用できるか?」 の応用となるととたんに敷居が高くなります。 いいえ 私だけが今回理解できていないの かもしれません。 それなの…
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伝送線路理論抜粋(その9)前回の(階乗)補足

今年初のDX成果は HA0NAR 16/01/01 21:03U 559 559 3.506 CW 624A Hungary 昨日よりも少しだけ電離層が持ち直しているようで 初めは、JA5?だけでしたが、何度か繰り返しますと フルコールと559が返答していただけました。 HNYのやりとりもできてうれしい…
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伝送線路理論抜粋(その8)伝搬定数(γ)

 新年あけましておめでとうございます。 昨日の電離層伝搬状態の 悪い予想が当たってしまったようで 今朝のDX方向は減衰が激しいようです。 ※やはり、昨日の磁気嵐の影響でしょうか? UY1SB(Ukraine)だけ入感できていましたが 何度かコールすれどもQRZ? しか返ってきません。 早々に切り上げました。 …
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伝送線路理論抜粋(その7)特性インピーダンス(Zo)

 今朝の3.5MHzの状況は昨日以上に良好でした。 その分、JA局も多くQRVしていたため、 どこもパイル状態でQRP局以下の設備では 順番が回ってきません。 また、向こう側もQRMやノイズのためか 誰もJAが呼んでいないにも関わらず 応答していただけないこともあって やる気を失せるようなことでした。  ですが、自宅から…
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伝送線路基礎理論(その6)給電線(5)同軸ケーブル特性補足(2)広帯域性の謎

今回発見した、 もうひとつのリアクタンスの 相殺される部分 (前々回のR,X特性図の3.50MHz付近) については数式での理論的な 解析は何一つできていないので、 今回の説明が正しいと 断言することはまだできませんが 同軸線をアンテナとした ダブルバズーカアンテナと同じ原理であろう と推察しています。 ダ…
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伝送線路基礎理論(その5)給電線(4)同軸ケーブル特性への補足(1)インピーダンス変換

 前回の同軸ケーブルにおけるインピーダンス変換は いかがでしたでしょうか? この現象がはっきりとわかる極端な具体事例でいいますと 電気的なλ/4の同軸ケーブルがあるとしますと (実際の波長λ×波長短縮率0.67) この同軸ケーブルのアンテナ側となる負荷側を 開放状態にすると無線機側すなわち電源供給側から みるイ…
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伝送線路基礎理論(その4)給電線(3)同軸ケーブルとインピーダンス変換作用

 今回は、同軸ケーブル基礎に加え、 実際の逆L形アンテナに給電している 同軸ケーブルが持つインピーダンス変換作用を エクセルグラフで示してみます。  同軸ケーブルについては、ほとんどの方がその特長を 理解されておられることと思いますので、 その復習と確認の意味でここに記述します。 なお、ここの記述はアンテナ本からの…
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伝送線路の基礎理論編(その3)給電線とは(2)平行給電線の場合

 今週は、別の話題が目白押しでしたから、 こちらの本論が進んでいません。  給電電力が空間に飛びだすとき、電流は磁界に (根拠は、周回積分の法則)、電圧は電解に (電磁誘導の法則により)、そのエネルギーを 変換し、電磁エネルギーとなります。  これらのエネルギーを導線のまわりに 閉じ込めることができなければ、もはや…
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伝送線路の基礎理論偏(その2)給電線とは(1)給電線の損失原因

 今回は元のアンテナ理論の基礎に戻ります。 ただ、本の分量を考えますと第5章で、 P309からP384と膨大なので これら全てを解説していくことは不可能です。  そこで、ここから今回のアンテナ解析に 必要とする部分にのみ限定した解説と するほかないようです。  ただ、本の内容をたどると前項の解説が ないと次の項の…
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逆L形アンテナ検証(その31)SWR値への補足(1)

 7MHzの交信などを聞いていますと ご使用になっているアンテナのSWR=1.0 であるとご自慢の方々がけっこういらっしゃいます。  実は、あるアンテナの裸特性で その周波数のバンド帯域内全体における (本当の意味の) SWRが1となるアンテナはありません。 もし、あるとすれば、それは、ダミーロードに 近いものという…
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