ry66stack

RY66Aスタック（スタックケーブル）

次はスタックケーブルの話です。今までまじめに考えたことがなかったので、何冊かの本を
引っぱり出して読んでみました。当たり前のことですが、このケーブルの役割は一本あたり
５０Ωのインピーダンスを持ったアンテナを２本パラレルに繋いで、それでもやっぱり５０Ω
になるようにインピーダンス変換をするのと、２本のアンテナに５０：５０で電力配分すること
です。受信の場合も同様。頭を整理するためにまとめると

スタックケーブルの役割
①インピーダンス５０Ωのアンテナ２本を並列接　→　５０Ω　に変換
②送信電力を半分ずつ２本のアンテナに供給
③２本のアンテナからの受信電力を合成し受信機へ送る
こんなとこかな。

まず、①のインピーダンスについて、
色んなやり方があるみたいですが、一番よく使われているのは「Ｑマッチ」という方法だそうな
受信系で表現すると

アンテナ１（５０Ω）　－－Ｑマッチ－－＞　１００Ω　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＞　並列接続（５０Ω）　→　受信機
アンテナ２（５０Ω）　－－Ｑマッチ－－＞　１００Ω

とこうなる、送信系は同じ構成で信号の流れが逆になるだけ。
②、③の電力配分は１００Ωのバランスで決まるので、２本のアンテナの特性とＱマッチの
バランスをよくしてやれば良いみたいです。

●Ｑマッチ
信号源インピーダンスと異なる特性インピーダンスの同軸ケーブルを使ってインピーダンス
変換をおこなう方法のようです（ものの本によると）。スタックケーブルでは一般的に次のような
構成でやるようです。

アンテナ５０Ω（Ｚｉ）　－－　７５Ω（Ｚｑ）同軸　1/4λの奇数倍　－－＞　１００Ω（Ｚｏ）　

入出力インピーダンスの関係は、これもものの本によると

　　Ｚｏ　＝　Ｚｑ＾２　／　Ｚｉ

で計算できる。　この計算式にあてはめてみると

　　Ｚｏ　＝　７５＾２　／　５０　＝　１１２．５Ω　

となって　１００Ωから少しはずれますが問題ないでしょう。
ここで、１／４λの奇数倍というのが味噌で偶数倍とか中途半端な値にするととんでも無いことに
なるので要注意です。
とはいうものの、この１／４λというのがくせ者で、このλ（波長）は同軸の中の話で、一般に誘電体
の中を高周波信号が伝わるときは、その伝搬スピードが空気中（真空中）のそれとは異なります。

同軸には色んな種類があって、内部絶縁体の誘電率によってそれぞれ伝搬速度が異なります。
同軸を伝わる速度は普通、真空中より遅くなるので波長は短くなります。同軸ケーブルの規格には
「短縮率」という表現ででている。　はず。

教科書の受け売り説明をしててもしかたないので実践に移ります。

　　（余談）　Ｑマッチの「Ｑ」は「Quarter Wave Transformes」のＱだそうです。
　　　　　　　　　「改訂版キュビカル・クワッド」JA1AEA　鈴木氏著　より

　　（余談２）　１／４λの同軸にわざと定在波をたててインピーダンス変換するのだから
　　　　　　　　平衡不平衡変換がうまく行ってないと、同軸外皮に電流が流れてスタック
　　　　　　　　ケーブルの配置や周辺との干渉で特性が変化するように思うんだけど
　　　　　　　　実際のところどうなんでしょ。実用上の問題は恐らくないものと思い進めます。
　　

●実際の短縮率は？

　実際に物を作るには、部品集めから始まります、カタログにある品物がすぐに手に入れば
いいのですが、これがなかなか難しいのと値段もバカにならなかったりする。ここがアマチュアの
辛いところで、車で３０分以内のホームセンターで全て揃えようと思ってしまうのです。
必然的に部品の選択肢は限られる。使える部品にマッチした物作りをしないといけない。
知恵を絞る。賢くなる。とアマチュアの辛いところが功を奏して良い方向に向います。
話がそれました。戻します。

要は、７５Ωの同軸って最近パーツ屋さんに行ってもあまり置いてないのです。日本橋まで行けば
問題なく手に入るでしょうけど、わざわざそれのためにポンバシまで行く気にはなれない。
よって、今回はＴＶ受信用の５ＣＦＶ（ＤＸアンテナ）を使いました。（ホームセンターで１７００円
２０ｍ巻）さてこの同軸ケーブルの波長短縮率は？　ｗｅｂで調べてもでてこない。低損失発砲ウ
レタンタイプなので、８０～８８％みたいやけど確信がない。　しゃーないから波長短縮率を実測
しましょ。ということで、次のような実験回路で実測しました。

　　アンテナアナライザ　＝＝＝５ＣＦＶ＝＝＝１００Ω
　（BR-２００　クラニシ）

同軸５ＣＦＶは１／４λ（真空中で計算）から少しづつ切っていって、アンテナアナライザでＳＷＲと
インピーダンスを計ります。（このインピーダンスは｜Ｚ｜のみで、Ｒ＋ｊＸは計れません）
同軸の長さが丁度、電気長で１／４λになったときＳＷＲが最良になるはずですから、その時の
長さを元の長さで割ると、短縮率が求まるという訳です。

結果を示します。

条件：　周波数５０．２ＭＨｚ　　１／４λ（真空中）＝１４９４ｍｍ
　　　　同軸ケーブル　５ＣＦＶ（ＤＸアンテナ）

長さ [mm]	短縮率 [%]	ＳＷＲ	インピーダンス｜Ｚ｜ [Ω]	備考
１４９０	９９．７	１．１５	６０
１４５０	９７．１	１．１０	６０
１４００	９３．７	１．０５	６０
１３５０	９０．４	１．０５	５９
１３１０	８７．７	１．０３	５９
１２６０	８４．３	１．０３	５８	ここいらあたりが良さそう。
１２１０	８１．０	１．０３	５８
１１３０	７５．６	１．０５	６０

　　　　　　　　　　　　　　　　　　測定の様子　→

やはりちゃんとＲ＋ｊＸのＲとＸを計りたいもん
ですが、測定器がないので諦めました。
まじめなアマチュアなら測定器まで作ってしまう
んでしょうね、きっと。私は不真面目なので
ここでやめです。出来合のものを買おう、
貯金が貯まったら。。。。

上の結果から短縮率は８５％程度という結論
にしました。でもこの結果からみると多少ずれ
ても大きな問題にはならないだろうというのが
予測できます。

　・・・・・という事が分かったのが、この測定の
　　　　一番の収穫です。ｈｉ
　

●いよいよスタックケーブルの製作

スタックケーブルに必要な長さを決める必要があります。上下のアンテナの間隔は、先のビームパターンから
３．８７ｍと決めました、これに給電点からマストまでの距離を足して、ケーブルに必要な長さは一本あたり
４．４７ｍ以上となるので、１／４λの奇数倍がこの長さ以上になる値を求めます。

１２６０ｍｍ（短縮率８４．３％の1/4λ）　ｘ　５　＝　６３００ｍｍ　

となって、この長さに決めました。
あとは、同軸を切って、コネクタを付けるだけです。

写真は完成後、再度特性を確認しているところ
です。アンテナの代わりに５０Ωのダミー抵抗を
付けて合成点でのＳＷＲを測定すると１．１でした
まぁ、こんなもんでしょ。
測定周波数は５０．２ＭＨｚです。
ちなみにＳＷＲが最良となる周波数は４８～４９
ＭＨｚでした。少しずれがあるみたいです。
ここでＲ、Ｘ成分が分かれば、同軸が長いのか
短いのかが分かるのですがしかたありません。

ジョイント部の作りです。
なんかパットしませんが、機械工作が面倒だった
もので・・・・・（言い訳）

本格的にやる場合はもう少し工夫したほうが
良さそうです。

実践状況はこちら

スタックやってみて・・・・・

今回の移動は、コンディションに恵まれず、さっぱりの結果でした。
この連休中、夜中にＳｃが開けたりしましたが日中は全国的に今一だった模様。
スタックそのものは、やはり設営にそれなりの気合いが必要で、仮に一人でやろうと
すると、、、不可能ではないかも、でも風が強いとリスクを伴いますね。冒険は避けた方が
無難と思います。今回、シングルとスタックの聞き比べはできませんでしたので
その有意差については何とも言えませんが、やはり労力が大きいのは確かでした。

シングルとスタックの聞き比べがきちんとできる機会があれば、また報告したいと思います。

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'2002-05-02 K.Ohmae/JF3IPR