波長短縮率ケーブル制作と実長さ

質問

RG-55UとRG-58Uを使用し0.5m程度のBNCP⇔NPケーブルをNJJ座に接続するケーブルを制作します。
出力減衰の小さな(反射の少ない)ケーブル長さと計算方法を教えてください。
周波数450MHz、ケーブル長さ0.5m程度を希望、送信出力0.5Ｗ
実ケーブル長さはケーブル切り長さで測定するのでしょうか、又はコネクタ先端長さ・芯線先端等の長さでしょうか。
以上　よろしくお願いいたします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

すみませんが，質問の趣旨がわかりません。

送信側の出力インピーダンス 50 オーム
負荷インピーダンス 50 オーム

を特性インピーダンス 53 オームの同軸ケーブルで作成する接続ケーブルで接続する場合に，送信側から見て反射が少ない，すなわち，送信側から見た時の整合を接続ケーブルの長さで調整したい，その場合のケーブル長とコネクタコンタクトとの兼ね合いは??

という質問でしょうか????

であれば，

「気にしなくてよい」

と私は回答します。。。。。

とてもとてもシビアに整合を気にするのであれば，一本一本ネットワークアナライザ等で確認調整しながら製作するしかないかなぁ，と感じます。

50オーム系同軸ケーブルの波長短縮率は約0.67～0.70と言われています。
本来、その値は構造と材料から一意に決まるはずなのですが約 5 ％もの範囲があります。誘電材料や金属材料の電気特性や表皮効果、接続同軸ケーブルが直線なのか円形に巻いているのかなどの形状によって違ってくるからです。

なので、短縮率を 0.67 として現物を製作し、使用する周波数帯域で仕様に合うようにその特性を測定しながら微調整することが現実的と私は考えます。

google さんに、「伝送線路」「整合」「スミスチャート」などと言って聞いてみると良いかもしれません。

ちょっと水を差すようですが……。

負荷での消費電力を0.5wにしたい，ということであれば，このアプローチの是非は別の問題です。

私の提案は，あくまでも送信側出力端と整合接続ケーブルとの間の整合のための手段となります。負荷と接続ケーブルとの間の反射は考慮されていませんから，その間で反射があれば負荷での消費電力は送信電力(0.5w)とはならないと思います。

お礼

早速の回答有難う御座います。
>特性インピーダンス 53 オームの同軸ケーブル
を意識してはいませんでしたが、現在0.5Wのメーカ無線の送信出力がNJJでの測定で0.1W下がる状態でその原因を色々探った結果、ケーブルの長さを変えると0.35Wまで上がりました、長さを1/4λの波長短縮率を奇数倍すると整合が取れ、0.5Wに近づくと教えられたのですが、詳しい文献が見つからずこちらへ投稿させて頂きました。。。(困);
何卒ご教授をお願い致します。

追記ありがとうございます。
>特性を測定しながら微調整
気長に微調整行っています。途中経過；短いほうがシビアの様な感じします。
「伝送線路」「整合」「スミスチャート」懐かしいです。。。忘れてますより覚えてなかったかも><　＆お浚いします。

追記ありがとうございます。
送信電力は0.5Wになりませんでした、RG-55U・RG-58U共に4.97Wで解決しました、読み直した伝送線路・整合・スミスチャート大変役立ちました。

補足

誤記です。
誤）ケーブルの長さを変えると0.35Wまで上がり
正）ケーブルの長さを変えると0.45Wまで上がり
以上　よろしくお願いいたします。

回答No.3

noname#230359

0.5mとは言え、450MHzに対してRG-55U・RG-58Uを使用し、ロス云々といっている時点でナンセンスと思われるが。

ケーブルの減衰量とコネクタの挿入損失を計算。

0.5Wで1割下がれば0.45W。

コネクタの損失を減らす為にはコネクタの数を減らす。
ケーブルの損失を減らす為には太く短く。

計算値と実測値が異なっていることが問題になっているならマッチング状態を見直す必要有り。
但し、コネクタの作り方が悪くても損失は大きくなる為、そのあたりの確認も必要。

お礼

回答有難う御座います。
ケーブルの減衰量とコネクタの挿入損失を計算致しました。
ケーブルの減衰量は0.07程度、コネクタの挿入損失は0.2√fで0.13以下でした。　最大1割程度下がる計算です。

追記ありがとうございます。
RG-55U・RG-58U共に4.97Wで解決しました。量産設計が大変そうです。。。
>0.5Wで1割下がれば0.45W。
ですよね～　無理難題なオーダーを考え直して頂きます。

回答No.2

noname#230359

負荷（アンテナ？）インピーダンスはケーブルの特性インピーダンスと
合致しているのでしょうか？　合致しているのであれば＃１さんご回答
のとおり「気にしなくていい」でいいと思います。
合致していない・・不整合ということであれば、ケーブルも整合回路の
一部として働くので、長さが特性に影響します。

ちょっと脱線しますが、不整合状態での電力測定はあまりあてになりま
せん。電力測定の原理に遡って検討したほうが良いかもしれません。

お礼

回答有難う御座います。
>ケーブルも整合回路の一部として働くので、長さが特性に影響します。
>不整合状態での電力測定
を実証するため、NJJの代わりに通過型電力計を接続したところ0.499Wの値が記録出来ました。ケーブルを整合回路として働く長さは幾らかを頑張って探してみます。