コンピュ−タで最適化された八木アンテナ 　　ＪＡ１ＢＲＫ　米村　太刀夫 我が家から見て、南側の地所でスタンレー電気研修所の工事が始まっているのを眺 めていたとき「あのクレーンがあればクランクアップタワーは簡単に建てられそうだ 」と閃き、さっそくこれを実行に移すことにしました。ＦＴＩによってアッという間 にタワーが建ってしまったのですが、これに上げるアンテナとして、１４メガのモノ バンダーと５０メガ用に決めました。ＪＡ１ＢＲＫ局の１４メガ用アンテナは、３５ ｍタワーの７メガ用３エレの上３ｍ、地上高３８ｍに上げたナガラのＴＡ−３５１ト ライバンダーで、アンテナ自体のゲインもそこそこですが、地上高が高すぎてロング パスとかバンドがやっと開いているようなコンディションの悪い時には高さが効果を 発揮することがあっても、普通のプロパゲーションでは「飛び」「耳」が悪かったの です。 � アメリカのアマチュア無線の技術指向の読者を対象とした「コミュニケーション・ クロータリ誌」にＷ１ＪＲが最新のコンピューターシュミレーションによる八木アン テナの解説記事があり、その中に興味のある４エレ八木がありました。アンテナの構 成、寸法は図面を見て戴ければお分かりだと思いますが、特徴は第１ディレクターが 極端にラジェータに接近していることです。この構成はＱＳＴ誌の記事にＯＷＡ（オ プティマイズド・ワイドバンド・アレー）として簡単に説明されているのを見つけま したが、要するに帯域の広い八木アンテナの新しい設計手法なのです。ラジェータは 、ダイポールの直線給電で、ヘアピンのようなマッチングを必要としません。給電点 のインピーダンスが５０オームでリアクタンスが極端に少ないのが特徴です。昔から アンテナの技術書には、八木アンテアの給電インピーダンスは、１５〜３０オームと 同軸ケーブルより低く、何らかのマッチングが必要であると記されていました。八木 アンテナを自作していた時代は、ドリブンエレメントを絶縁するのが困難であり、ガ ンマーマッチとこれの変形のオメガーマッチを使うのが普通であったのです。しかし 、ローカルのＪＡ１ＨＱＧ有坂ＯＭが昭和３０年代後半に海外取材の際入手したモー ズレーＡＮＴを私に譲ってくれたのです。モーズレーＴＡ−３３はナガラ電子工業が この後輸入を開始して、最終的には日本製の材料を使って国産化しました。この米国 製ＴＡ−３３を私のタワーに上げた時に、その構造を見て大いに驚いたものです。ラ ジエータは直接給電であり、何もマッチングが無かったからです。トライバンダーは １４メガではトラップがローディングとして動作しており、エレメントの長さが短縮 されているわけですから、これだけでもインピーダンスは低下することになります。 しかも八木アンテナの給電インピーダンスは低いと教えられていましたので、どうし てこれで５０オームのケーブルとマッチングが取れてＳＷＲが良いのかとても不思議 に感じたものです。ＴＡ−３３は、簡単に言えばリフレクターを最適の長さより少し 長めにディレクターを逆に最適長から短めに設定することにより、給電点のインピー ダンスを高めているのです。もちろんゲインに関しては、最適なリフレクター／ディ レクターを持つものより１dB程度は低下しますが、ＳＷＲの変化が穏やかになるとい うメリットがあったのです。Ｗ１ＪＲはこの古くて新しい構成の３エレをコンピュー タでシュミレーションして、推奨しています。八木アンテナのゲインはブーム長で決 まるもので、最高ゲインを目指してパラスティクエレメントをチューニングしますと 、設計周波数を少し外れるとゲイン、ＦＢ比が極端に低下します。給電インピダンス が低いのでマッチングを取っても、周波数によるＳＷＲの変化が大きくなります。そ れより、少しゲインは低くても、バンド内でのＳＷＲ、ゲイン、ＦＢ比の変化の少な いチューニングの方が使いやすいですし、他のバンドのアンデナを重ねた時の「被害 」が少なくて済むのです。Ｗ１ＪＲは、３エレと同じブーム長にもう１本のディレク ターをラジェーターの前方間近に配置することによって、３エレより１dB高いゲイン を得て、しかもラジエーターに直接給電することによって広い帯域を得ることをコン ピュータ上で確かめて、これを実際に作って確認しています。マッチングの無い直接 給電は、インピーダンス変換に伴うロスが少ないのと、ドリブンエレメントに流れる 高周波電流が少ないのでオミックロスを最小にできるのです。さっそく手持ちの材料 を流用してこの４エレを組み上げてみました。エレメントパイプは先端にいくほど細 くなるので、実際のエレメント長はこれを補正して少し長めにしてあります。組み立 ててそのままＳＷＲを測定しましたら１４・０で１・０となり、ラジェータのみを先 端５cm短縮してこれを１４・１にシフトさせました。ＳＷＲカーブはとても緩やかで す。ＳＷＲ２の範囲は確実に５パーセントは越えているようです。実際にこのＡＮＴ を３８ｍ高のＴＡー３５１と比較しましたが、平均的にこの４エレの方がＳが１は良 いようです。Ｗ６（カリフォルニア）程度の距離ではクランクアップを２０ｍ内外の 高さにしてやると、１０dBは勝っています。ＦＢ比は確実に２０dBは越えているよう で、良く切れる感じがします。一見デュアルドリブンの八木アンテナのように見える この新しい設計手法の八木アンテナは、使い心地が良くとても満足しています。どな かた追試をお願いします。 周波数帯域におけるＳＷＲ 　 直接給電の３エレ八木 　 1のパタ−ン 　 4エレ八木 　 　 3のパタ−ン　　1との差は垂直角の半値角にある 　 １４メガでの実寸法　但しドリブンは　　生装を５ｃｍづつ短縮してある