Qマッチ分配器の設計

　製作中の2mバンド用八木アンテナを2スタックする場合、電力分配器が必要になります。今日は、色々と調べて、電力分配器を設計をすることにしました。

　Qマッチとは、同軸ケーブルなどの伝送線路の長さを、1/4波長すなわちQuater Waveにした時、ちゃんとしたインピーダンス変換器になるという特性を利用したものです。伝送線路の特性インピーダンスをZt、一方に接続されたアンテナのインピーダンスをZiとすると、もう一方からみたインピーダンスZは、次のようになります。

　　Z=Zt*Zt/Zi

　この原理（Qマッチ）を応用して、2スタック用の電力分配器を作るには、2つの方法があります。

　1)50Ωのアンテナを並列接続して25Ωにして、Zt=35.36Ωの伝送線路1/4波長で50Ωに変換する

　2)50ΩのアンテナをZt=70.71Ωの伝送線路1/4波長で100Ωに変換し、それを2並列して50Ωにする

　35.36Ωや70.71Ωは切りの良い数値とは言えず、市販の同軸ケーブルには、このような特性インピーダンスのものはありませんので、アルミ角パイプと、真鍮丸パイプを用いて自作することにします。

　パイプの寸法はDG7YBNのサイトで計算しました。

　1)外寸25㎜厚さ2㎜内寸21㎜のアルミ角パイプと外径12.7mmの真鍮丸パイプの組合せで、34.74Ω

　2)外寸25㎜厚さ2㎜内寸21㎜のアルミ角パイプと外径7.0㎜の真鍮丸パイプの組合せで70.42Ω

　この同軸管の誘電体は空気なので、誘電率は1.001、波長短縮率は1.0になります。

　これで製作できるかと思いきや、更に文献を読み進めると、コネクタのインダクタンスによる影響を補正する必要があるようで、コネクタ1ポートあたり2nHの値を当てはめて計算すると、144.12MHzでの等価的な1/4波長の長さは、3ポートの場合543.4mmとなりました。

　この計算に用いたパラメータを完全に理解している訳ではないので、実際に製作する時には、若干のカットアンドトライが必要になるかもしれません。