バランの設計方法

質問

車戴用TVの受信アンテナとしてダイポールアンテナを検討しております。
車両がマツダ：ボンゴフレンディー／オートフリートップ(天井にテント付き)なので，【テント上部の樹脂製屋根の内側】に[前・後・左・右]の4本のダイポールアンテナで構成し，ダイバーシティーユニットに接続したいと思っております。
1.VHF帯のみとして，どの周波数に設定すべきか。
2.同軸ケーブルの種類（インピーダンス75Ω？，太さ1.5C2V？）
3.バランの設計方法。（トロイダルコア？）

※ 各TV局のHPから調べてみました。
【音声周波数表】
TV 1ch : 95.75MHz
TV 2ch :101.75MHz
TV 3ch :107.75MHz
TV 4ch :175.75MHz
TV 5ch :181.75MHz
TV 6ch :187.75MHz
TV 7ch :193.75MHz
TV 8ch :197.75MHz
TV 9ch :203.75MHz
TV 10ch :209.75MHz
TV 11ch :215.75MHz
TV 12ch :221.75MHz

回答No.2

mmky · ベストアンサー

車載ようですから、
(1)アンテナの長さは？
半波長ダイポールのアンテナの長さは、物理的に1ｍ以下ですね。
1波長は、100Mhzで3ｍですから半分で1.5ｍ、アルミ中空棒ですと
短縮率が0.8-0.9ぐらいでしょう。0.85ぐらいにしておくと、
100MHzで1.3ｍぐらいになります。200MHｚで0.7mぐらいになりますね。
100MHｚにあわせますと200Mhzで1波長ダイポールとなってアンテナ電圧が
ヌル点になってしまいますので、中間の150Mhzぐらにあわせた長さが適当
と思います。
(2)ケーブルは3C2V 75Ω　でOK
車載での利用ということで、あまり長くないと思いますので
ケーブルLOSSは考える必要はないと思います。
(3)バランの作成については、以下参照ください。
バランの作りかた。
150Ωの平行線を用意する。
（100Ωの平行線はないのではないかと思います。）
メガネコアを用意する。（VHFアンテナ用）
メガネコアのそれぞれの目玉に平行線を
巻けるだけ巻く。（数ターンになる。）
両端を以下のように接続する。
これで、300-75　変換のバランができる。
1つ目の目玉に
(1)--＾＾＾＾＾＾--(2)
(3)--＾＾＾＾＾＾--(4)　
2つ目の目玉に
(1)--＾＾＾＾＾＾--(2)
(3)--＾＾＾＾＾＾--(4)
接続方法
(1)－(3)（入力1）
(3)－(1)（入力2）
入力インピーダンス300Ω

(2)－(2)（75Ω出力）
(4)－(4)（グラウンド；アース）

以上　参考になれば

補足

大変に御丁寧な御回答を頂きまして誠に有り難う御座います。

VHF-LowとVHF-Highの両バンドを考慮するとやはり電圧分布のヌル点になってしまうのですね。　民放好きの私としてはVHF-Highを犠牲にせず，4本の半波長ダイポール全てを中間の150MHzに合わせてみようと思います。

バランの件ですが，4:1の広帯域バラン(バイファイラ巻き)になるのでしょうか？
もしもそうであれば，一般的なTV配線用のバラン(75Ω同軸⇒300Ωフィーダー)をそのまま使用して良いのでしょうか？
それで差し支えなければ，材料が全て近所のホームセンターで揃えられるのですが…
横着な発想で申し訳有りません。m(__)m

ダイポールアンテナのインピーダンスが約73Ωと聞いた事が有りましたので，バランの300Ωとの兼合いを伺えますと有り難いです。

回答No.3

mmky

「バランの件ですが，4:1の広帯域バラン(バイファイラ巻き)になるのでしょうか？
回答：そうです。　半波長ダイポールのインピーダンスは、空間インピーダンス（√μ/ε＝）300オームになります。これをバランスーアンバランス変換すると75オームになるのです。理由は、アンテナからのバランス入力電圧を
２Ｅとしますと、アンバランス出力は半分のＥになります。入力と出力の電力は同じですから、Ｐ＝（2Ｅ）＾2/300＝（Ｅ）＾2/75 ということで変換されます。参考まで

もしもそうであれば，一般的なTV配線用のバラン(75Ω同軸⇒300Ωフィーダー)をそのまま使用して良いのでしょうか？」
回答：それと同じです。それの作り方という意味で書きましたが、買えば安いですね。購入してふたを空けてみてください。メガネコアと巻き線がみえますから、同じように巻かれています。
以上

お礼

この度は大変に御丁寧な御回答を頂きまして本当に有り難う御座います。
私の稚拙な質問に対しても，実に詳しい説明を頂きました。
全く申し分無い御回答を頂く事が出来ました。
【mmky】さんと，この様な方が御答え頂ける『OK Web』に感謝致します。m(__)m

回答No.1

nrb

１．はあなた見たい局又は地域のＣＨ構成に合わせる又は中間
　　ダイバシーで４本つかうのなら
　　１、２ＣＨ用
　　３ＣＨ～１２Ｃｈの低、中、高帯域の構成にあわせる方法もあります
２．７５オーム、５０オームはどちらでも可能
　　周波数が低いからＳＷＲにはあんまり影響しない
　　できれば７５オームが推奨です
３．送信しないから入れなくてもいいのでは

お礼

御回答有り難う御座います。
やはり受信専用だとアバウトでも良い様ですね。
ダイバーシティーユニットを使用しますので，平行な2本同士で低・高帯域を組み合わせてみようと思います。

今後の送受信用(アマチュアバンド)アンテナにも役立てたいので，製作記事でも見かけるのですが具体的にバランの設計方法(トロイダルコアの種類，線の種類・太さ，線の縒り数・巻き数)等の導き出し方を伺いたいのですが如何でしょうか。

希望としては，不平衡⇒平衡とインピーダンスの整合(同軸75Ω/ダイポールアンテナ約75Ω？)の２条件を満たす物を作りたいです。