MMANAで遊ぶ

MMANAとは・・・言わずと知れた
アンテナのシミュレーションソフトです。
八木宇田アンテナに関しては、自前の計算式で
かなり再現性の高いアンテナ製作が可能に
なりましたが、今回遊んだのはキュビカルクワッド
(CQ)です。

自前のものもMMANAも、モーメント法で解析する
仕組みは同じなのですが、八木宇田アンテナみたいに
エレメントが直線的なものと違い、通常CQは
正方形のループなので、直角に折れた所に
パルスを集中させて計算させないと、再現性に
乏しいと推測されます。
で、その辺の機能も加えればよいのでしょうが、
ないものは時間・・・いや、スキルです。(笑
優秀なオープンソースで落ちているものは
BASICですので、そのままではちょっと・・
そこでC++に移植してあるMMANAを使ってみました。
この解析ソフトは、自前の計算の後の検証用として、
使わせていただいております。

もちろんMMANAの計算値どおりに作ってみたことは
ありますが、最適化のみでは傾向がわかるものの、
最適値(最良値=意図した値)がでず、最終的に
手動で微調整しなくてはなりませんでした。
で、経験値を補正値として加味した自前のもののほうが
再現性が高いので、大きなミスがないか、MMANAで
計算させて確認しています。
その計算結果はほぼ同じ値が出てくるので、最良値
以外が選択されているだけということで、最適化の
機能だけに頼っていると、最良値を見逃すことになります。

で、計算させたのは24-18MHz6エレメント
デュアルバンダーです。
最適化機能⇒最適化結果からお気に入りを
選択⇒手動により微調整の繰り返しで、暇なときに
チョコチョコ計算すること1ヶ月以上。
簡単にヒョイと出した結果ではありませぬ。。。(笑

ゲイン重視した八木宇田アンテナの6エレと同等
またはそれ以上でしょうか。

いつもの八木宇田アンテナと同じく、
50オーム入力です。
(ワンフィード給電するつもりはないので
バラン直結となる。)

FB比が設定(中心)周波数で最大になってますが、
これってなかなか難しいのですよ。(笑

パターンは・・・こんなもんでしょ。

波長的には18MHzよりワイドであるにも関わらず、
バンドエッジで1.2程度です。
(ゲインとFB比をちょっと犠牲にすると、
バンドエッジで1.1以内に収まります。)

18MHzより1dBほどゲインがあることになってます。
ワイドスペーシング+ゲイン重視で計算させた結果です。

パターンは・・・こいつもこんなもんでしょ。

昔書籍などでよく見た2.5mスペーシングの
14/21/28エレメント4エレCQ(7.5mブーム)ですが、
実際に作ってみるとそこそこ飛ぶものの、
14MHzでは5エレメント八木宇田アンテナと
同等程度であり、28MHzにおいては、
7~8エレメント八木宇田アンテナと、十分
対抗できたという経験がありますので、
CQはQが低いので、エレメント数を5エレメント
以上に増やしたり、スペーシングを広げても、
さほどゲインは上がらないという定説には
大きな疑問を持っていました。
なぜなら4エレメントを調整している際に、
パラスティックエレメントを数ミリ
切り詰めただけで、FB比やZなどがかなり
変わることを確認してましたし、第1ディレクタより
第2ディレクタの調整のほうが、影響が大きかったり。。。
エレメント単体のQは低くかったとしても、エレメント
相互の結合度はかなりのものという感触がありました。

上記のブーム長は、標準的な6エレメント18MHz
八木宇田アンテナと同等程度での解析結果です。
(スペーシングはかなり違う)

さて、八木宇田アンテナのシミュレーションよりは、
再現性が間違いなく低いでしょう。
シミュレーションソフトの精度とかではなく、実際に
施工する際にコーナの処理方法などの不確定要素により、
共振点にずれが生じることは容易に想像付きます。
製作するとしたら、まずはスプレッダーやコーナー
処理法を実際に使用するもので単体のループ製作し、
その解析値と実測値により、補正値を算出して
加味しなくてはいけないでしょう。
この補正値のみを引き出してしまえば鬼に金棒!?
・・・たぶん・・・

この計算結果は、うまく調整するとここまでの
スペックが引き出せるという、たいへん有用な指針となり、
優秀な解析ソフトを無償で提供していただいている
JE3HHT 森氏に感謝いたします。

で、実際に作るのかって?・・・・秘密です。(w
作らないまでも、オプティマイゼーションの過程で
知りえた傾向は、必ずテキスト化して保存してあり、
まさに拙生のスキルアップに役立つものであります。

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