反射波は何処へ？

拙生が言う反射波全部が損失とはならないという
ことに噛み付いた御仁がおります。
そんなに食って掛かることないのにと
思うくらい勢いでした。。。（笑

V/Uのアンテナ製作をする御仁には弟子がいて、
その弟子たちにVSWR=1.5だと4%のロスと
教えていたらしいのですね。
某所でお弟子さんのうちの一人と話した時に
拙生が全部はロスにならないと言ったわけです。
お弟子さんは先生に、アイツがコウ言ってる。
どっちが本当？とご報告がてら質問をしたらしい。
それで拙生と顔を合わせたのが百年目。。。
ここぞとばかりにまくし立てられました。＾＾；；

結局分かったのは、御仁は定在波の原理をよく
理解していないということでした。
一応説明を試みたものの、ハナッから聞き耳は
持っていなかったようでありますが。。。

以降、聞く耳を持っている方だけ読んでください。

定在波は進行波と反射波の干渉で生成されます。
進行波と反射波の位相がズレていても、振幅の
大きさみが一定のところで変化するため定在波と
呼び、これは反論しようのない物理現象なのですよ。

送信機側へ戻った反射波はどこへ消えるのでしょう。
すべてがロスになるならどこかで消費していなくては
理屈に合いません。
VSWR1.5のとき1kW出力で4%の反射なら40Wです。
送信機で全部消費？いえいえ送信機では一部は吸収
するものの一部が反射するんです。
進行波→・アンテナからの反射←・その反射の反射→・・・
夫々の位相がズレていても定在波は発生します。
つまり一定のところで振幅の大きさだけが変化する
波ってことです。（しつこいか？）

では伝搬路（同軸ケーブル）を周波数の波長に合わせた
電気長にするとどぉなるのでしょう。
位相を合わせることになり、その場合は共振ですから
定在波の振幅は位相がずれているより大きなものになります。

伝搬路長で位相を合わせた後送信機の後ろにアンテナ
・チューナーを挿入してマッチングを取ります。
送信機とアンテナチューナー間で反射が起きないように
調整するということは、40Wの反射波がチューナーを
熱するわけではなくアンテナ側に全反射しているのです。
試しに送信した後チューナーの各部に触れてみてください。
きっとひんやりしているでしょう。
あ、送信中は絶対触れちゃダメですよ！ｗｗ

40Wは位相を合わせてアンテナ側に全部追い返される
ことになり、アンテナに届いた分の96％は電波として
出てゆくのです。
その反射も同様な振る舞いを繰り返します。
結局進行方向のものはほとんど電波として出て行くのです。
ただし伝送線路損失分は目減りします。

仮に伝送路に3dBのロスがあった場合を考えます。
1KWは半分ロスってアンテナに届くのは500Wです。
反射がなければ500Wはすべてアンテナに供給されます。
VSWR1.5で4%の反射があった場合500Wの4%は20Wです。
20Wの反射波は送信機に戻るまでに10Wとなります。
10Wがアンテナに追い返されるまでに5Wになりその
4%の0.2Wが送信機側へ戻ります・・・以下繰り返し
ま、0.2Wやそれ以降の小さな数字は無視できます。
つまり480+4.8+=484.8（W)となります。
500Wと比較して-0.1323dBですね。
反射が全部損失となるならば-0.177dBとなります。
ちなみに送信機の後ろに挿入したSWRメータでは、
1KW出しても反射波は往復の損失で10W程度にしか
見えないので実際にはVSWR=1.5が1.2の表示となります。

もちろん3dBロスで運用されている方は少ないでしょう。
10mバンドで8D-2Vを100m以上引っ張らないと3dBの
ロスにはなりません。（笑
10D-2Vを50m引っ張ってもロスは1dB程度で、もっと
低い周波数ならロスも少なくなります。
1dBで計算すると約20%のロスとなります。
反射がなければ800Wがお空に・・・
VSWRが1.5だと約788Wで-0.066dBとなります。
全部損失なら-0.110dBです。
VSWR1.9で10%の反射だと約771Wで-0.164dBですが、
全部損失にすると-0.458dBになってしまいます。
これらを見てお気づきと思いますが、伝送線路のロスが
少なくてVSWRが高い場合に輻射効率の改善が大きい
ということになります。

定在波型のオープンフィーダ（同調給電）でのアンテナ製作をされた
経験のある方なら簡単に分かっていただけるはずです。
フィーダ長を調整して定在波を積極的に活用するのです。
電圧給電型のアンテナならかなり高いインピーダンスに
なりますのでよく使われた600Ωのハシゴフィーダーなら
VSWRは10なることもあり得ます。
じゃあ反射波が670Wあるからアンテナからは330W分しか
電波として出て行かない？？
決してそんなことありません。
今のダイポールなんかと比較しても効率はほとんど
変わらないでしょうね。
というのはハシゴフィーダはロスが少ないからなんです。

また同軸ケーブルの組み合わせを使ったQマッチなんて
ロスだらけでもっての外ということになりませんか？

＊＊＊＊　ここまでの結論　＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

同軸ケーブルとアンテナのマッチングが取れていれば、
反射波として返ってくることはなく、定在波も発生
することはないのですが、反射があって定在波が立つことが
避けられないのなら、それも積極的に活用しちゃいましょう！
ということであり、同軸ケーブル長やアンテナ・チューナー
での調整はアンテナの輻射効率の向上に非常に有用である
ということであります。

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

アンテナ・チューナーについても誤解があるようで、
接続するアンテナ側が20Ωだとして送信機の50Ωに
マッチングを取った時に、御仁の説だとアンテナ側が
20Ωで終端されていなければおかしな話になります。
20Ωで終端されていたらそれこそ送信出力全部が
消費されてチューナーが1KWの電気ストーブに
なてしまいますってば！！ｗｗｗ

それこそ同軸ケーブルでのQマッチを考えてください。
電気長λ/4の50Ωケーブルの片側を25Ωで終端すると
反対側は100Ωに見えます。
100Ωの負荷をぶら下げても25Ωとマッチングしますよ
と言うことであり、物理的に芯線と外部導体はオープンに
なっていて、100Ωの抵抗で終端していると言うこととは
全く違うのです。
ちなみにこの同軸使用のQマッチも定在波による
インピーダンスを積極的に活用しております。

ふぅー。。この手の話は強烈な反論が多いので
ちょっとムキになって書いててしまいました。＾＾；；
次に反論が多いのは・・・
反射波はノーマルモードであり、同軸ケーブルから
電波として輻射されることはない＠粗悪ケーブル除く
というやつですかね。（笑

アナライザなどで測定の際、シャック側でもアンテナ直下と
同じ測定値がでるよう、同軸ケーブル長を予め使用周波数の
λ/2の電気長ｘ整数倍にセットしておけば、位相合わせは
すでにバッチしです。＠インピー合わせのみ必要

注意　同軸ケーブルはオープンフィーダのようにVSWR8
　　　だとか10で使用するような想定をしておりません。
　　　芯線と外部導体の間隔が狭いため、大きな定在波が
　　　立つと絶縁破壊の可能性もあります。
　　　上記はVSWR2とかせいぜい3以内のお話であります。

　　　あくまで輻射効率を上げるという話であり、
　　　アンテナ自体のスペックに寄与するものでは
　　　ありません。