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Crossed parallel loops, n=4 福永 2013/02/11(Mon) 14:55 No.1066 Homepage

WSMLで4つのループを組み合わせたCPLを製作された方がおられます。

鴻巣アマチュア無線連合掲示板-記事No.4053
HPリンクをご参照下さい。

3.5MHzSSBの受信音を、スローパと比較されています。
WSMLの方が了解度がよいです。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/02/11(Mon) 23:30 No.1067
福永さん、情報有難うございます。
4Loop作った人が出てきましたかw
当方は単サイズが大きすぎたのかNullが上手に出なくて挫折しましたが普通にパターン出ているようでFBです。

ALAなどを使っている私達はLWの受信は驚く事も無いですがHAMの方だとビックリされるのですかね。
7MHzから上はDPや八木をお持ちのHAMは多いのでMLAは守備範囲外になってしまうのかな。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - RJG 2013/02/23(Sat) 12:08 No.1068 Homepage
皆さま、はじめまして。
ここでは、色々と勉強させて頂いております。


最近、非同調ループを自作しておりますが、Crossed parallel loopでn=2で2本のエレメントとヘッドアンプの接続のしかたで感度がかなり違うという経験をしました。接続するコツみたいなものがあるのでしょうか?



Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/02/23(Sat) 14:15 No.1069
RJGさん、こんにちは。
自作良いですね。いろいろ試す事で見えてくるものがありますよね。
又疑問も出てきますがw
Crossed parallel loop接続に関してはWSML/AAA-1の原典資料の繋ぎ方以外も試されたと云う事でしょうか?
又は物理的な接続線の長さの関係でしょうか。
Loopの物理的な精度(対称性など)が結構性能に反映されるという意見も有ります。

HP拝見しました。アンプも独自のものですね。
アンプの入力インピーダンスが不明ですがSmall LoopのMW域以下超ローインピーダンスに対応した設計でしょうか?
Crossed parallel loopの特徴の一つに単Loopの特性を高い周波数域まで伸ばす性質があります。(半面低い周波数域はパフォーマンスが落ちる)
低インピーダンス域が上に伸びるのでアンプの設計思想が異なる場合違った結果になる可能性が出てきます。
ともあれ福永さんに翻訳頂いたWSMLの原典資料にそのあたり詳しく出ているのでご参考に。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - RJG 2013/02/23(Sat) 14:59 No.1070 Homepage
DFGさん、こんにちは。

早速有難うございます。WSMLの原典のFig.13,14
の上に繋ぎかたの図がありますが、例えばn=2では、左右のループがクロスして接続しています。私の疑問はクロスで接続することに何かしら理由があるのかな?ということです。クロスでなく、平行にしたらいけないのか?です。
以前2つのループをクワッドアンテナみたいに平行に並べてクロスで接続したら感度が低くなって平行に繋ぐと受信機のメータで10db程よくなったので疑問に思ったわけです。(この時はアンプなしです。)


>アンプも独自のものですね。


2SC5337をつかったNFBアンプです。インピーダンスも色々思案中です。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/02/23(Sat) 16:02 No.1071
RJGさん
説明難しいですねw
NFBを掛けたアンプでは入力インピーダンスそんなに下げられないのではないでしょうか。
十分に低い入力インピーダンスであればパラクロスのほうが良い結果になると思います。
LW域はパラクロスでは若干性能落ちますが。

WSMLの基本回路は難しくないので比較用にどうぞ。
拙宅のように中波激強環境でなければ実用上問題ないはず、です(^^ゞ



Re: Crossed parallel loops, n=4 - RJG 2013/02/23(Sat) 17:19 No.1072
DFSさん、有難うございます。

図で説明出来れば早いですが、わかりにくくてすいません。

アンプもインピーダンスのところで悩んでて、NFBだとアンマッチですが、その前にアンプなしの状態でより良い手段がないものかと悩んでる次第です。
測定器がないのでつらいところですが。。。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - 福永 2013/02/23(Sat) 20:54 No.1073 Homepage
RJGさん 皆さん
こんばんは。

>私の疑問はクロスで接続することに何かしら理由があるのかな?ということです。クロスでなく、平行にしたらいけないのか?です。

RJGさんの疑問は、アルフォード・ループの効果の原理的?理由、ということのように思います。

もしかしたら、アルフォード・ループの特許公報(US patent,2,682,050)にそのことに触れている可能性があります。(まだ読んでいませんが)

その特許公報(英文)pdfを探しましたのでURL添付しておきます。
ご参考まで。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - 化石 2013/02/23(Sat) 22:18 No.1074
parallelとCrossed parallelの差はループ内を通過する電磁波の位相の変化だと思います。
平行巻きしたn=2のループを左右あるいは上下に展開するとCrossed parallelになると思います。
parallelにしたときゲインが上昇した現象はどの周波数での現象なのか不明ですが2倍になった周囲長ループを2分割したものでアルフォード・ループ(周囲長1波長)の特性が出たのではないかと考えます。
指向性の変化はどうでしたでしょうか?



Re: Crossed parallel loops, n=4 - RJG 2013/02/23(Sat) 22:50 No.1075
福永さん、有難うございます。アルフォードループのHPも見たことがあるのですが、特許があるのですね。読んでみます。

化石さん、私も位相が重なったり、逆になったりするんだろうとはなんとなくわかるのですけど理解が追いついてません。
>平行巻きしたn=2のループを左右あるいは上下に展開するとCrossed parallelになると思います。

Crossed parallelの意味がようやくわかりました。
いつになるか不明ですがparallelとcrossの指向性の差も確かめたいと思います。(ゲインに気をとられ指向性についてはかわりないと思いこんでました。)
有難うございます。





Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/02/24(Sun) 01:41 No.1076
みなさん改めてこんばんは。
福永さん、資料有難うございます。私の場合理解力不足確定的ですが。。
RJGさんの疑問点は確かにアルフォードループの原理的な部分に関わるものですね。
ご紹介の資料が理解の助けになると良いですね。

化石さん、パラとパラクロスの違いですね。
クロスにする事で合成インダクタンスを減らして高効率化しつつ高域まで“Small loop”としての特性を保つのが狙いです。
単にパラにしただけでは指向性が単ループより低い周波数でSmal Loopのものから外れてしまうようになりますね。

RJGさん
*アンプ無しでスモールループを、というのは必要な利得が得られないかもしれません。
ループを大きくすると高い周波数で使えなくなります。
同軸を使うなら同軸とのマッチング、又RXの入力インピーダンスに最終的に大まかにでも合わせたいのでミリオームのエレメントとロスを少なく広帯域でマッチング取るのは大変そうです。
その意味ではヘッドアンプはインピーダンス変換の役目も大きいですね。
*内容書き直しましたw



Re: Crossed parallel loops, n=4 - RJG 2013/02/24(Sun) 08:05 No.1077
皆さん、おはようございます。

いろいろとコメントありがとうございます。まずはアルフォードの特許を読もうと思いますが、あの英語を理解できるか?です。

>DFSさん
>同軸を使うなら同軸とのマッチング、又RXの入力>インピーダンスに最終的に大まかにでも合わせた>いのでミリオームのエレメントとロスを少なく広>帯域でマッチング取るのは大変そうです。

ご指摘のように広範囲でマッチングとるのは難しいですね。スモールループのインピーダンスは抵抗分は0に近くかつリアクタンス分が大きいので、フラグアンテナみたいに抵抗をかまして、リアクタンス分の影響と少なくして50オームに無理やりマッチングさせる方法もあるかな?と思います。(更にゲインが低くなりますが。。)



Re: Crossed parallel loops, n=4 - babooshka 2013/02/24(Sun) 23:30 No.1078 Homepage
皆さま、ご無沙汰しております。

Chavdarさんが最近書かれたアプリケーション・ノートが、ウェブサイトに上がっています。
Wideband Small Receiving Loop Simplified
http://active-antenna.eu/tech-docs/wideband-small-receiving-loop-simplified.pdf

文中には、
- use crossed parallel loops
−クロスド・パラレル・ループを使用しなさい。
(this is the most effective way to reduce the loop inductance).
(これは、ループインダクタンスを減少させる最も効果的な方法である。)

後半の比較データでは、
同じ総面積の1ターン・ループと比較すると、クロスド・パラレル・ループのほうが、誘起電流が約3倍大きい結果になっています。

クロスと平行の違いは、
クロス接続にすることで、互いのインダクタンスが打ち消し合いインダクタンスが減少、それを低入力インピーダンスのアンプに繋げることで、高感度を期待するものだと思います。

シングル・ループで使用中ですが、クロスド・パラレル・ループはとても興味深いですね。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - 化石 2013/02/26(Tue) 02:01 No.1079
babooshkaさん

ありがとうござます。Chavdarさんが簡単明瞭にお書きになっていますね。

ところで影山さんがLoop-Xを発表されていますが、確かに一本釣りには同調タイプのLoopが有利です。
直下アンプに2機のアンプを切り替えて駆動するより、アンテナ直下ではインピーダンス整合とCMCだけで、引き込み直前にも良好なアースとCMCで手元まで引き込み手元にアンプベースを置き同調、非同調の切り替えとゲインコントロール(ATT)を行った方が使いやすいように思いますがS/Nで不利でしょうか?
日本のようにMW強電界地域が多いところではゲインコントロールは不可欠だと思います。
最近もALA-1530S+を入れられた方がノイズっぽいというので見に行ったところローカルMW局の飽和でバンド全体がノイズっぽくなっていました。
SDRですと目で確認できるのですがR-75クラスですと単にノイズフロアーが上がった感じになってよくわからないようです。
2nd Amp無しの室内IFに取り替えたところ綺麗に聞こえるようになりました。
ローカルMWが強い地域ではオーバーゲインですと混変調を起こしてMW局の音声が聞こえないまでもノイズフロアーが上昇しますのでゲインコントロールは不可欠だと思います。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - babooshka 2013/03/04(Mon) 01:47 No.1080 Homepage
化石さん、こんばんは。

>直下アンプに2機のアンプを切り替えて駆動するより、アンテナ直下ではインピーダンス整合とCMCだけで、
引き込み直前にも良好なアースとCMCで手元まで引き込み手元にアンプベースを置き同調、非同調の切り替えとゲインコントロール(ATT)を行った方が使いやすいように思いますがS/Nで不利でしょうか?

これは、ループ・アンテナと、アンプ部を切り離し、その間を同軸ケーブルで延長するという事でしょうか?
面白いアイデアだと思いますが、その場合すこし気になる点があります。
(1)WSML等の低インピーダンス入力アンプの場合ですが、ループ・アンテナのインダクタンス以外に、間に入った同軸ケーブルのインダクタンスが影響しそうです。Chavdarさんが書かれているように、インダクタンスの増加は、アンテナ誘起電流の減少(感度低下)に繋がってしまいます。

(2)同調型に切り替えたとき、同調部分をどうするかですが、手元のアンプベースに同調用のC(コンデンサ)を置いて、ループ・アンテナを共振させるのは難しそうです。間に入った同軸ケーブルのL,C成分も含めて、共振回路を形成することになってしまい、同軸ケーブルがアンテナの一部として動作してしまうように思います。
かと言って、アンプベースに同調回路を設けると、それは同調型アンテナではなく、同調型アンプ(RFプリセレクター的なもの)になってしまいそうです。

(3)同軸ケーブルの引き込み距離が長い場合ですが、同軸ケーブルの損失によって減衰した信号を、手元のアンプベースで増幅するのは、S/Nを悪化させることにならないでしょうか。S/Nの点ではアンテナ直下アンプが効果的な気がします。

中波強電界対策ですが、WSMLの場合はFM強電界対策用のLPFが入力側に入っていますが、この部分に中波強電界対策としてBEF(ノッチ)を入れるのはどうでしょうか。(邪道かもしれませんが)不要な信号は極力アンプに入れないほうが良いように思います。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/03/05(Tue) 12:00 No.1081
こんにちは。
babooshkaさんご紹介のWSML開発者Chavdar氏が簡潔に示した式はスモールループエレメントが持つ理論的な性質の理解に役立ちますね。

化石さんのアイディアを実現するとすると、できるだけ高効率のLoop部(PCL化Fat化)を必要最小限の直下アンプ(ほとんどインピーダンス変換)で同軸で引っ張る。
手元のゲイン可変アンプ(これは既製品でも、同調型の所謂プリセレでも良い)の組み合わせがいけそうです。

この方式の利点は直下アンプでの飽和を防ぎ、手元でフィルタリングやATTなど融通がきく点でしょう。
直下部に中波用TRAPなどを入れてしまうと中波DXerは困りますわね。
ALAでも直下部アンプゲインをもっと下げ、2ndアンプにゲインコントロール付けた製品でも作って欲しいですねw



Re: Crossed parallel loops, n=4 - babooshka 2013/03/07(Thu) 23:58 No.1082 Homepage
皆さんこんばんは。

DFSさん、やはりBEFは邪道でした。 設定レベル以上の強信号だけを遮断し、そのレベル以下の信号はそのまま通過させるフィルタ(目の粗い笊のような特性のフィルタ)が作れるといいのですが・・・

さて、2つのループの接続(平行 or クロス)方法による感度の違いについてですが、今日の夕刻に一寸実験してみました。

追加するループは、以前に作った直径64cmループ(2mm厚x30mm幅)があったので、これを現用の1mループに(平行 or クロス)接続しました。設置の都合上2つのループの位置関係は、1mループの中央に64cmループを設置しました。同一面で二重丸のような位置関係です。アンプはWSML(入力側LPF無し、電源供給は同軸にDC重畳。)を2分配して、IC-R75とAR7030+に繋いでいます。

211kHz: NDB伊丹の受信レベル:
クロス接続:__IC-R75=S0__AR7030+=S4
平行接続_:__IC-R75=S5__AR7030+=S6

6055kHz: ラジオ日経の受信レベル:
クロス接続:__IC-R75=S9+10__AR7030+=S9
平行接続_:__IC-R75=S9+20__AR7030+=S9+10

このように平行接続のほうが感度が高くなりました。RJGさんが疑問に思われたのと同じような結果です。これは平行接続でループ・エレメントが広幅化された効果なのでしょうか?
クロスと平行接続の違いとして、コイルのキャンセル巻きのようなイメージを持っていたのですが、興味深い結果となりました。

>クロス接続にすることで、互いのインダクタンスが打ち消し合いインダクタンスが減少、
と先日に書いていますが、電気的にはどちらも並列接続なのでインダクタンスは減少しますね。XD



Re: Crossed parallel loops, n=4 - RJG 2013/03/09(Sat) 10:35 No.1083
babooshkaさん、こんにちは。
実験有り難うございます。私がやった時もこんなかんじでした。この結果をどう見るかですね。クロスのゲイン落ちが何を意味するのか?信号が打ち消しあっているのならもっと落ちてもいいかな?とも思いますが。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/03/09(Sat) 11:31 No.1084
こんにちは。
実験面白そうですね。
手元に移動用に作って置いてある4m周×2のアルミ板エレ&ポールセットが有るので、小屋へ持っていってAAA-1の接続線を2通り付け替えてテストしてみましょう。
ただ、、黄砂とPM2.5が(爆)視界不良ですよ〜。



Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/03/09(Sat) 15:14 No.1085
午後一でテストしてきました。
簡単に全体Spanと各バンドかいつまんで記録してみましたが面白い結果です。
とりあえずHFSpanの様子を。
まずPCL。1330JST



Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/03/09(Sat) 15:16 No.1086
次に平行、というかクロスしないパラ。
1338 JST



Re: Crossed parallel loops, n=4 - DFS 2013/03/09(Sat) 15:20 No.1087
テスト風景w
手前に先ほど仮設したAAA-1搭載4m周×2。
奥は常設のWSMLデバイス換装。今回のテストには関係ありません。
各バンドのペルファイルを固めてYAHOOボックスにUPしています。
時間掛かるので夜にでもurl貼ります。
ペルをお持ちで無い場合各種フリーソフトでどうぞ。
PCL http://yahoo.jp/box/IaYIqU
parallel http://yahoo.jp/box/wktCMH



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