VNAを使う(1) 14M帯EFHWA

先日作った14M帯用のEFHWA(片端給電半波長アンテナ）の特性を、これまた先日買ったVNAで測定してみた。測定する周波数の上限・下限をセットしてPCでワンクリック。このようにSWR特性がわかる。11.5M付近でSWRが低下しているのは何故なのだろうか？ちょっと気になる。

画面表示の設定を変更するとスミスチャートにもプロットしてくれる。MFJ-259Bだとリアクタンス成分の極性がわからないが、これだと一目瞭然。容量性である・・・。

いや、これは測定端の値であってアンテナ給電端ではない。今回は秋月電子で売っていた両端SMAコネクタの約1.5m長のケーブルを使って接続している。よって軌跡はアンテナ端から比べて、このケーブルの電気長分だけ、スミスチャート上を時計回りに回転している（1/2λの電気長で1回転）。ケーブルはRG-316/Uというケーブルらしいが、波長短縮率がわからない。

このネットワークアナライザはTDR（ time domain reflectometry）測定ができる。ケーブル片端をオープンのまま、ネットワークアナライザに接続してTDR測定。が、こんなことやったことがない。ヘルプファイルと格闘１時間。ようやくコツを掴み、下の結果を得ることができた。

横軸は時間軸。縦軸はインピーダンス。ネットワークアナライザからケーブルを15.53ns進んだ位置(3/16追記:15.53nsはケーブル端で反射して戻ってくるまでの時間）に開放端（=インピーダンス無限大。実際の測定値は有限になるが）があるということである。結果、電気長は2.32mと判明（したがって波長短縮率は約65%らしい。まあ、妥当な値だろう）。

よって14M帯では、スミスチャート上、80度くらい反時計方向へ回転させた位置がアンテナ給電端のインピーダンスとなる。目視で、純抵抗90Ω＋若干の容量性というところだろうか？

以前の記事でEFHWAのマッチング回路ではZoutxZin≒ωL/(ωC)が成立と書いた。ωL(=1/ωC)は600ΩぐらいでZout=約7KΩの設計だったが、Zin=90Ωとすると実際のZout（アンテナエレメントのインピーダンス）は4KΩぐらいのようだ。ということでZoutの設計値が高過ぎるらしい。コイルの巻数を減らす必要がありそうだ。

タグ：ネットワークアナライザ エンドフェッドアンテナ