中波受信用ループアンテナ その１

某氏のご厚意によりHP4815A RFベクトルインピーダンスメータでループアンテナを測定する機会を得ました。測定したのはこの2種類。

その１　直径50センチ、4回巻

その２　直径50センチ、1回巻

いずれも使用したケーブルは、たまたま手元にあったカナレ電気L-3C2VS（映像用75Ω同軸ケーブル）を使いました。インピーダンスの測定結果は、R成分はごくわずかでL成分が支配的でした。

インピーダンスメータは、位相も測定できL成分が支配的な領域では+90度を示します。測定周波数を高い周波数へと上げてゆくと、C成分が支配的となって位相は-90度に近づきます。位相がちょうど0度となる周波数がループアンテナの共振点とのことです。
4回巻の共振点は、1.55MHzでそのときのインピーダンスは23.5kΩ。1回巻は10MHzで9.5kΩでした。

4815Aのメータはインピーダンスの大きさと位相角を表示します。ループアンテナは、L成分と比較してR成分が極めて小さいので、測定結果の位相角は90度スレスレになってしまいR成分を正確に測定できません。そこでインピーダンスの大きさが等しく逆極性のCを直列に接続してL成分をキャンセルすれば、R成分のみを測定することができます。
R成分の測定結果は、4回巻で2.8Ω（@800kHz）。1回巻で1.2Ω（@1MHz）でした。

もうひとつ、直列に挿入したCとの直列共振点付近の位相角を測定すると共振回路のQ値(Quality Factor)もわかるそうです。位相角が±45度となる周波数が-3dB帯域幅となる周波数で、4回巻ループアンテナとCを直列接続したときは850kHzと861kHzでした。-3dB帯域幅は11kHzなのでQは855kHz÷11kHz≒78となります。このときのQは、『無負荷Q』と言うそうです。仮にR成分とマッチングの取れた負荷を接続したときの『負荷Q』は『無負荷Q』の半分になります。


今回使用した測定器は30年ほど前のものでしたが、インピーダンスとかQとか教科書に出てくる話と実際のメータの動きが一致しており本当に興味深いものでした。某氏のご協力に感謝いたします。