ＳＲＡＢの推進会議コミュの第三のＳＲＡを考察

渦巻シリンダー、つまり導体の帯を絶縁体の帯と共巻きして渦巻状で筒状のコイルを作りその巻き終わりを一回りでショートしてシリンダーにした構造のＳＲＡ。
こうした形式のＳＲＡがなぜ電界強度の強い輻射を示すＳＲＡ動作をしているのか、他のＳＲＡと比較しながら動作を考察してみる。

コメント(11)

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[1] mixiユーザー 09月16日 17:26

元々はＵＨＦ用ＳＲＡはほとんどコイル部分が小さくなり過ぎて作りにくいし良い性能がえられなかった。何とかならないかとか考えてふと浮かんだアイデアから生まれた。
やってみるとＶＵ用としてはかなり性能が良いようだが、逆にＨＦ用はなかなか周波数が下がりにくくて難しいことが判ってきた。
それでも性能を評価するにはＨＦの方が良いと感じてなんとかＨＦ用が作れないか。
試行錯誤していたが段々と作れるようになってきた。

[2] mixiユーザー 09月16日 20:37

ＨＦ用はアルミを使うとするとある程度の幅で（例えば１０Ｃｍ）長い帯状のシートが必要で、また絶縁ように同じ幅かそれ以上の同じ長さの絶縁シートが必要で、これがなかなか入手困難だ。
もっと幅の広いものを切って使うと加工が大変に成る。
試作としてはこの大変な作業をして作っていたが、確かにＨＦ帯の共振とマッチングが得られることは判った。
そしてこれは今までのスタンダードなＳＲＡよりも強い電界高度が得られるようだった。
ただ作るのが大変だ。

[3] mixiユーザー 09月16日 20:50

幅が広いことが工作のネックになっている。
では幅ぼ狭い入手しやすいアルミテープと絶縁シートではどうか。
５Ｃｍ幅なら入手しやすい。
しかしこれでは幅が狭すぎて今までのＳＲＡの考え方だと良い性能はえられそうもない。
２つ並べれば１０Ｃｍになるので並列に接続したらどうか。
巻きはじめは接続し途中は絶縁したまま、巻き終わりは２つを橋渡しするようにシリンダーで接続した。
これがどう性能に影響するか。
実際にやってみるとあまりそん色ないようだ。
違うのは１０Ｃｍ幅の場合には輻射の出所がシリンダーの中央は谷になりその上と下に２か所山があるような形で出ている。
２分割並列の場合の出所は違っていて、２つの境目のシリンダーの中央が山になっている。
先の谷の部分が一つ山になっているところが違うのだ。
それでも電界強度的には弱くなったようなことはなかった。
これの方がだいぶ作りやすい。

周波数は８ＭＨｚ台だった。
下げる手段として３段巻いたのの一番下を解いて・・離して巻きなおし・・下と上を直列接続すなわちコリニアタイプにして周波数を下げる算段をしてみた。
周波数は７ＭＨｚ台に下がった。
電界強度は今までより強くなった。今までのより良いのではないか。

[4] mixiユーザー 09月16日 20:54

試しに受信してみた。室内から７ＭＨｚが良く聞こえている。
ふと気が付いたのだが・・ノイズが少ない。今までは室内だとかなりのノイズがあるのだが。
何か理由があるはずだが、おいおい考えよう。

バラック組み立てのマッチングユニットなのでまだ送信は難しい。
実際感覚として良いと思っても飛ばない場合もあり得る。飛ばなければ意味ないので・・・
なんとか組み上げて実際の運用をしてみたいものだ。

[5] mixiユーザー 09月16日 20:58

現状ではこうした帯を巻いたコイルのインダクタンスは計算で求められない。
巻くほどに自分自身の材質のコアに巻いているようになってインダクタンスを下げる効果が出てくるので想定が難しい。
このコアの効果がＶＵ帯用に適しているわけだ。
ＨＦ用には不向きな理由がここにある。
それでも試行錯誤で７ＭＨｚ帯は行けるようだ。

[6] mixiユーザー 09月17日 22:29

今までシリンダーの内側にコイルを入れたＳＲＡ構造はやったことがある。
この場合シリンダー内部にソレノイドコイルを入れた場合にはどうやらコイルの線間容量が増えてしまってなのか良い特性が得られなかった。
ハニカミ巻きのようにシリンダー裏面に沿う面積が少ないように作った場合には良い特性が得られたが普通の形式との差はなかったようだ。普通より悪いことはあっても良くなってはいなかったようだ。コンパクトになる利点はあった。

今回の場合にはコイルとしてかなり違っている。
帯状の物を巻いてコイルにしているので今までの感覚とは色々と違った面がある。
計算でインダクタンスは割り出す方法を知らない。
巻けば巻くほど下側のシートが非磁性体的なコアの効果が出てきてしまい逆にインダクタンスをさげてしまう。
だからこそＶＨＦ，ＵＨＦ用に向いていることになるわけだが、ＨＦ用は難しくなっている。

蚊取り線香のような渦巻コイルの線を幅広くしたような形のコイルだ。
シートをくるくる巻いて筒にした形状のコイルだ。
このようなコイルに電流が流れた時にどのような磁界が生じるだろうか。
その生じた磁界によって外側に設けたシリンダーへの誘導電流はどのように流れるだろうか。
電流は流れている過程、微視的な見方をした場合幅方向への電流の流れはどのような形だろうか。

[7] mixiユーザー 09月18日 02:24

シリンダーから輻射の出ている場所の違い。
幅広の巻きの場合と分割巻きの場合は出方が違った。
コリニアの２段の場合は上の段の下側が一番強くなっていた。

ちなみにスタンダードなＳＲＡの場合はシリンダーの下側、コイルとの境目より少し上が一番強く出ているので分布はそれぞれ違うようだ。
これが何をいみしているのか？・・シリンダー状の加速荷電粒子（電子）の動きかたの違いと考えてみた。

[8] mixiユーザー 09月18日 02:26

帯状渦巻コイルの直流電流による磁界の出来方をチェックしてみた。
ソレノイドコイルと同じような磁界に見える。

[9] mixiユーザー 09月18日 02:31

コリニア２段の輻射角はほぼ水平でむしろ上向きのローブは無く、どちらかと言えばやや下向きのような観測がされる。
スタンダードなＳＲＡの場合上の方にもある程度のローブを感じるが、これは上の方にはほとんど感じないようだ。
その分電界強度が強く出ているのではないだろうか。（実際に強く振れている）

[10] mixiユーザー 09月18日 02:36

幅広の場合には輻射の角度は２つ、上向きと下向きが観測された。
幅狭２段は１つでやや上向きの水平。
コリニア化した場合により水平になりおそらく水平を通り越して少しばかり下向きになったのかも。

[11] mixiユーザー 09月18日 17:05

難点としてはまず銅シートで作ったものは重いということだろう。
アルミでも結構重くなる。
利点はまだ実際に運用してみていないので、確実なことは言えないが・・・
実験的な電界強度は強い。ローブが上空に向いていないので電界強度が強くなっていると思われるがこれがＨＦ帯の実運用で良い結果になるかどうかは判らない。（国内向きではないかも）
帯域幅が広いことは使いやすいだろうと思われる。
（７ＭＨｚで２００ＫＨｚ以上充分にあるようだ）

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