アマチュア無線のアンテナシュミレーションで、建物などの構造物の影響を考

質問

アマチュア無線のアンテナシュミレーションで、建物などの構造物の影響を考慮したシュミレーションは可能でしょうか？可能だとしたら、どのソフトを使えばいいでしょうか？

回答No.4

take0_0 · ベストアンサー

私信のようになってすみません。(^^;
マンション屋上に設置できるのでしょうか？　羨ましい環境ですね。

その疑問は私も持っていまして、解析したことがあります。
やはり先に書いたように、ダイポール系（八木、HB9CV）は半波長以上屋根から離すのが肝要だと思います。
屋根が小さい場合ですが、HFだったら屋根から半波長上げられるのであれば、地面からの高さを採用すれば良いように思います。
低い場合は屋根の材質も問題ですね。鉄筋コンクリートなら大地と同じと見て良いと思いますが、その他材質は、更にその下の材質も問題になりそうです。

そういうことなら、ある程度検討可能です。
リアルグラウンド、完全導体、自由空間しか解析できませんが、フリーの良いソフトがあります。なんと、最適化機能付きです。私も学生時代に愛用していました。所望の打ち上げ角がどれくらいの高さで出るのか、解析してみてください。
http://www33.ocn.ne.jp/~je3hht/mmana/index.html

お礼

take 0 0 さん、回答ありがとうございます。屋根の影響は半波長離れていれば無視できる、と考えていいとのこと。MMANAは良く使います。地上高を変えると大地の反射の影響によって？ゲインと立体的なパターンが変わる事が分かります。だから屋根の上に上げたアンテナでも同じ効果を期待してもいいのか疑問なのです。私のアンテナは７Mhzのフルサイズダイポールですので、屋根から２０ｍは上げたい、ということになります。それだけ上げたらさぞかしよく聞こえるだろうな、と思います。今は屋根から最大で１０ｍ位です。

回答No.3

take0_0

アパマンですか。解析できたら楽ですよね。
でも、アマチュア的にはトライアンドエラーが標準だと思います。そのうち、電波が見えるようになるでしょう。(^^;

私も学生時代、校舎間に張った7MHz用ダイポールの特性を、フリーのFDTDソフトで解析したことがあります。どの程度離せば、建物の影響を受けないのか。もしくは、積極的に利用できないか。
結論としては、わかったようなわからないような。
今同じことをやれば役に立つ結果が導けると思いますが、やはり、一旦は手で計算出来るようなレベルに達した上で、シミュレータとは何なのかを掴まないと有用な結果は導けないのですよね。当時参考にしていたリンク集を紹介します。
http://www.geocities.jp/rfpagejp/emsim.html

また、絶版になってしまったようですが、CQ出版社の「コンパクトアンテナブック」は参考になります。高校時代にわけもわからず読んでいましたが、先程パラパラ読み返してみたところ、プロが執筆しているだけあって良い本です。
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/10/10271.htm

アパマンの場合、基本方針としては建物側にビームを向けないということが重要です。積極的に利用するのは知識が要るので、とにかく空間側にしか電波が出ないというアンテナを使えば影響は軽減できます。
また、利得は低くなるのですが、小型のアンテナを使うのも手です。利得が低い分、近傍に建物があっても影響を受けにくくなります。
この距離は2D^2/λが目安となり、例えばフルサイズの半波長ダイポールの場合、半波長以遠が遠方領域になります。このことから、自ずとベランダで使える周波数、サイズが決まってきます。ですが、短縮すると利得が低下する分、遠方領域との境界がアンテナに近付いてきます。そのため、無理矢理大きなアンテナを設置するよりも、有効な状態になる可能性が高くなります。

お礼

take0 0さん、詳しい回答を有難うございます。私の疑問のひとつは、HFの場合ですが、建物の上にアンテナを建てる訳ですが、地上高は大地からの高さとするか、建物の屋根からの高さとするか、です。アンテナから下を見ると、屋根と大地が複雑な形をしてあるわけです。それを一律に地上高？ｍでシュミレーションしていいのでしょうか？アンテナの周りの建物の影響より、まず、アンテナの下の屋根とか屋上の影響が気になります。アンテナの下は平らな大地だけ、という理想的な環境の人は少ないと思います。といっても適当なソフトがなければ何も出来ないのですが。

回答No.2

take0_0

アマチュア無線用のフリーソフトでは見たことがありません。打ち上げ角が変わってくるので、大地の影響くらいは加味できるものもありますが。

使い方が非常に難しくても良いのなら、FDTDやFEMといった手法を用いた解析ソフトで、ソースコードが公開されているものもあります。
この手のフリー物は、解析原理と電磁気学、電磁波工学なんかを理解していないと使えません。
で、比較的敷居を低くして、CADで形状入力したら適当に解析してくれるHFSSという有名なソフトがありますが、個人で買える値段ではありません。アンテナで空間まで含めた解析を行うには、PCもサーバクラスの高級品が必要になります。メモリーは積めるだけ（128GBくらいじゃ驚かない）って世界です。
もっとも、このソフトでも極力正しい結果を得ようとすれば、かなりの専門知識が必要になります。素人の場合、嘘の結果が出ても気付けないと思います。

お礼

take0 0 さん、早速の回答有難うございます。特にアパマンハムの場合、建物の影響を無視できないと思います。建物の影響を加味したシュミレーション結果を知りたいところですが、今のところ難しそうですね。

回答No.1

noname#200397

私も初心者ですが、最終的には立ててみないと何とも言えないのでは。
がんばって下さい！！

お礼

Yoca42 さん、早速の回答ありがとうございます。確かにそうかも知れません。でも事前にある程度でも知ることができたらとてもFBだと思います。今のところ叶わぬことのようですが。