NEWS RELEASE　 9-27-2003
EH *STAR* ANTENNA　 AM BROADCAST VERSION
Prepared by Ted Hart　　 CEO, EH Antenna Systems
George Jones - President, AM Broadcast Division

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　訳　エフアール･ラジオ･ラボ

始めに　

9月23〜24日　グラハム･ブロック・Incの放送部門技術顧問のスチュウ・グラハムはＦＣＣの要求に基づき、ＥＨアンテナの輻射測定を実施しました。

試験の結果は実測データとともに、この文書に付記し、読んで頂く方に新しいアンテナを理解していただける技術的情報も含め要約しました。追加情報として私どものウエブサイトをご覧ください。

このテストは各種の構造を持つＥＨアンテナの長期に亘った開発の頂点になるものです。
また*STAR*はＡＭ放送局用に開発され、ＥＨアンテナの３番目の特許で保護されています。

アンテナはクレイグ・ベイカーが所有するジョージア州イートントンの1520kHz で放送している WKVQ 局に設置されました。　そしてこの特別なアンテナは、埋められた120本のラジアルと長さ1/4波長150フィート(46m)のバーチカルAMの放送タワーと比較するために作られました。

実験ためのこのEHアンテナは垂直ダイポール・アンテナで２つのシリンダーが夫々直径91cm、長さ5m50cmです。

テストではダイポールの中心を地上20mに設置しました。この高さは1520kHzの1/10波長になります。

比較した結果をみると、接地特性、地理的特性などの要因は除かれ、この新しいデザインのアンテナが持つ真の効率の特徴が理解できます。

輻射レベル

　実際のフィールドの計測は通常の1/4波長のアンテナタワーより、ずっと低い EHアンテナの中心で実施され、輻射レベルは 0.4dB と僅かに低い値でした。このことは輻射レベルと高さの関係を次のように表しています。　Y軸にプロットされた値は2本のアンテナ間の輻射レベルの関係を示し、X軸は0.1波長の高さを意味しています。曲線の形は計測した値が基となっています。もしEHアンテナの中心が1/4波長の高さになると、EHアンテナからの輻射は標準のAM放送アンテナより２dＢ以上大きくなります。　この特徴は放送局に新しい重要性を提示し、放送出力とアンテナの高さを考える機会になります。例えば、高さを波長の0.065波長と非常に低くセットし,　送信機出力を３dB増加することで輻射は通常のアンテナと同じになります。　逆に言えば、アンテナを1/4波長の高さにすると放送出力は2.25dB減らすことができます。

通常のアンテナよりEHアンテナがより強い輻射をする理由は効率とアンテナパターン・ゲイン、2つの要素があります。

1)　効率　
EHアンテナのダイポールエレメントは短くて直径が大きいので、実質的に損失抵抗はありません。　ラジアルも不要なのでアンテナ近辺に関連する設置ロスもありません。　チューニング/マッチングネットワークの損失は他のアンテナとも共通するものです。

２）輻射パターン　
電界はアンテナの輻射パターンをコントロールする主な要素です。
小型の＊STAR＊アンテナは輻射パラメーターをコントロールでき、それはダイポールエレメントの長さと直径の比を“６”にすることで非常に低い輻射が得られますが、長さと直径の比率が大きくなると輻射角は高くなります。　輻射パターンの形はEHアンテナの物理的な特性できまり、どの周波数帯でも同じ輻射パターンを示します。　簡単に言えばEHアンテナの物理的特性は周波数とは無関係と言えます。

バンド幅

　2つのダイポールエレメントのキャパシテイがアンテナのバンド幅を決定する要因になります。　実験から得た結果を基に、必要なバンド幅を得るために直径90cmのシリンダーを使いました。　
　テスト用に作られた＊STAR＊アンテナのプロットされたパラメーターの値は下表の通りです

構　成
　
＊STAR＊アンテナは下記の構成図で表されます。　
このアンテナは、電界と磁界2つのフィールドが必要な電気的・物理的特性から輻射を起こすと言うポインテイング理論に基づき、アンテナ自身で　電界と磁界を発生させる簡単な構想が基本になっています。
　この現象が起こると輻射の兆候として大きい値の輻射抵抗が発生します。この大きな輻射抵抗によって、EHアンテナは広いバンド幅と高い効率を持ちます。
　アンテナのチューニングコイルとシリンダー間のキャパシテイによる共振周波数で発生する電圧により、シリンダー間に電界が発生します。コイルを通過した電流は90°の位相遅れがあり、このため発生した電圧は、アンテナに加えられた電圧によるシリンダー間の一次電界に対して90°遅れの2次的な電界が作られます。

シリンダー間のキャパシターを流れる電流の位相は 90°進められ、変位電流は一次電界と同じ位相になります。この電流は磁界を発生し、一次電界に囲まれます。

電界と磁界は同じ位相で相対的な物理的関係から、ヘルツ・アンテナが離れた距離(波長の1/3の距離)で輻射するのと比較して、アンテナ自体で輻射します。

EHアンテナはバーチカルダイポールなので、シリンダー間の電界で輻射パターンを作ります。シリンダーの長さと直径の比率は基本的にアンテナ・パターンをコントロールする要素であり、このケースの比率６ではアンテナの低い輻射が強化され、実質的に高い角度の輻射は削除されます。このダイポールアンテナは、接地ラジアルは不要なのですが、避雷用に接地する事をお勧めします。

典型的なヘルツアンテナに広い範囲で存在するリアクテイブ・フィールドが、EHアンテナの場合は直ぐ側にあります。この特徴は他の電子機器への電磁波障碍を無くし、強い電界を人に与える影響も削減します。

構成図の小さいコイルは物理的にトップシリンダーに近いところにあり、チューニング・コイルとシリンダーのトップ間に直列に接続されます。電界と磁界の位相を３°ずらすとVSWRは2:1になることから、凡そ6°の遅れが生ずるコイルを挿入し、チューニング・コイルのトップとラインからの輻射を防ぎます。

タワーのチューニング・コイルからタワー底部までは450Ωトランスミッションラインで引きおろされLネットワークによってアンテナインピダンスを50オームに変換し、送信機から同軸ラインへ正確に50±j0 Ωにし、システムが的確に動作できるようにします。

まとめ　

EHアンテナの開発プログラムは上記に説明した構成になり、テスト結果は次の通りです.

2)        EHアンテナはアンテナ・パターンのコントロールが良い点を実証している

3)        EHアンテナは最適のバンド帯域幅を持っている

4)        アンテナ高と送信出力の関連は、FCCでも承認されており、商業用放送局の特異な要請に対応できる

5)        EHアンテナはダイポールの形態をしていてグラウンド・ラジアルは不要.

6)        テストに使ったアンテナは支線を張ったタワーに設置されましたが、自立型で不要なものは全て除き、ごく狭い面積でも使用できるようデザインすることが可能。

詳しい内容についてのお問い合わせは　
EH Antenna Systems (706)473-3360/(706)485-7294
または
エフアール･ラジオ･ラボ042-755-7759　あてにご連絡ください。