厚木アマチュア無線クラブ（A.A.R.C）BBS 1762262

トタン屋根はアースとして機能するか？

1：JA1AMN :
2012/09/06 (Thu) 23:02:23: 徒歩で重たい機材を運搬することが寄る年波できつくなりましたので、釣竿ANT(H=12m)でHF ALL BAND を固定運用できる借家をさがしていましたが、海老名市内に約50㎡の波板トタンぶき屋根の木造連棟平屋をみつけました。

この屋根を160mバンドのアースに使えないかと考えていますが、諸兄のご意見をたまわりたいのでよろしくお願いします。

なお、外壁も波板トタン仕上げです。
24：JA2WIB :
2014/11/26 (Wed) 13:24:07: WSIさん

無線って　パワーやシステムだけでは無く　伝播状況が
大きな部分である　良い見本ですね！　VSWRの値が最高
でも、パワーをKW入れようとも　ダイレクト（直接波）
以外では　反射面（電離層）のご機嫌如何でその差は大
きく変化しますよね！
やはり　比べるのであれば同一条件（時刻、周波数等）
で無ければ　思い込みになるだけ！ですよね！

KWのCWでも　反射面が目的の『中間上空に』無ければ　
数Wの『反射面あり』に負けてしまいますし。

通常私は　10W以下で国内通信を楽しんでいますが　パ
ワー以上に　運の部分が大きいのが　実情です！　
確かに　同時にハイパワー局との競合になれば負けて
しまいますが、其処はそれで仕方ありませんし　腹も
たちません　逆ならそうは行かないかも？。（笑）

都会在住では　1.9MHｚはもとより　3.5MHｚでさえ
ANTには　苦労させられますよね　色々なアイデアを
駆使して　自分の個性豊かな　アンテナ　いいね！

　
23：JI1WSI :
2014/11/25 (Tue) 23:51:47: AMNさん

私は数学零点の文系なので数字のことは解らないのですが、ウチの短波の現状を申し上げます。

屋根は亜鉛鉄板の波板で、面積は36坪（共同住宅）あります。
二本ある元TVアンテナのマストを使い、7MHzのベントDPを張りましたが、屋根から4mしかない給電点ではインピーダンスが低過ぎてマッチングがNGです。バランと50Ωケーブルの間に75Ωケーブルを使ったQマッチを入れてどうにかSWRは1.1まで落ちました。
しかし飛びませんでした。3エリアの和文仲間からQSBが酷くて取れないと打たれました。50W出してもです。
地上高は10mあっても亜鉛鉄板の屋根からは4mしかありません。実質1/10波長の高さですので電波は真上に強く放射されるだけの様です。千葉や静岡からは599を貰っていますので、やはり打ち上げ角の問題でした。
これでは使い物にならないのでDPは諦め、2m長の1/4λモービルホイップを亜鉛鉄板屋根の端にマグネット基台で乗せ、何本もアースを屋根に取りました。3エリアの同じ局から599を貰い、50Wでもアフリカを除いて全部QSO出来ました。エレメントが極端に短縮されたラジアル線だけフルサイズのGPみたいなものですが、殆んどのエネルギーが屋根から放射されている様です。
欲張って、このホイップをL型の基台に乗せ、マストの先端に付けてラジアル線を張ってやってみましたが、屋根にアースした場合より遥かに弱いという結果でした。

…ということで、ウチの短波は6m高の屋根アース、モービルホイップに落ち着いています。
「水平系は純粋に給電点の屋根（鉄板）からの高さ、垂直系は共振するラジアル線よりも面積のある鉄板アースで可否が決まる」というのが住宅事情を加味した結論と認識しております。勿論、短波だけの話です。7MHzよりも下ならば、垂直系でアースさえバッチリ（面積や長さ）取れていれば、ちゃんと飛ぶと思います。
トップバンドのDPは相当高さに張らなければなりませんから、考えただけで大変。135kHzなんかどうなってしまうのでしょう？やはりコイルのオバケを付けてでも垂直系のほうが現実的なのだと思います。

…諸先輩方に割り込んでしまいました。大変失礼申し上げましたm(_ _)m
22：JF1EGO:
2014/11/25 (Tue) 15:10:11: 同じことを考えて徘徊してたらこちらに来ました。１６０ｍの垂直アンテナのアースを屋根にしたらどうかと考えてます。
この実験結果をぜひ教えてください。宜しくお願い致します。
21：JO1QOR :
2012/09/12 (Wed) 11:12:33: WIBさん、アンテナ（電磁気論）は難しいですね...

＞アンテナに触れれば　感電で・・・

言葉の定義は良く分かりませんが...
アンテナに触れれば（高周波による）感電で"高周波やけど"をしますね。
（昔の記憶では...高周波やけどは、（外傷規模が小さくても）直接熱によるやけどより痛かった）

この時は感電したポイント（電位）に対し、高周波電流が戻っていくアンテナ/送信機のリターン･ポイントがありますね。

電波となって放射されたエネルギーは、それを浴びると体内で誘電加熱（電子レンジ状態）を受けることになりますね。

我々の扱っているHFの周波数ではその影響度が極小で、V/UHF辺りでは問題が出てくるでしょう。（EMEの様なHi-PWRでHi-Gain_antの前方に立てば危ない）

短時間では問題にならなくても...長年に亘ってその影響下にいると健康問題が出てくる・・・との事で「電波防護指針」が近年出来ましたよね。

１本の電線にとまる鳥は電撃を受けないが、パラボラantで高出力マイクロ波を照射すれば近くにいる鳥にダメージを与える事が出来るでしょう。

アンテナから出た電磁界が同相になって初めて有効電力となるので、アンテナ近傍（おおよそ1λ以内）では無効電力ですので・・・・影響が少ない（無い）のかな？
antエレメントにとまっている鳥を（脅かし）追い払おうと...28MHzで電波を出すのですが、利いている感触を持ったことはありません。・・・antに近すぎる（１λ以内）のもその要因なのでしょうかね、単に周波数が低すぎるだけかな？
20：JA2WIB :
2012/09/12 (Wed) 06:34:29: アンテナに触れれば　感電で

近傍で起きるのが　高周波やけど？
（電子レンジ現象？）
19：JO1QOR :
2012/09/11 (Tue) 09:50:19: 誤解を招く恐れがあるので補足します。

＞よって...このエレメント（金属体）から（多く）"電波"が出ている・・・と言うような感覚ではありません。

例えば...1/2λ DP_antのエレメントで、
給電点に近い所の電流は多く、末端の方では少ないですすし、
逆に、給電点の近くでは電圧は小さく、末端では高いです。

平衡度の悪いDP_antでは、片方のエレメントより他方のエレメントの定在波電流が少な目である事はあります。

ご存知の通りの「定在"波"がのっている」との表現で...
そこから電波が出ているように私も昔は誤解していました。

定在波（電流）⇒ その位置によって電流値が波のように変化している・・・電流の波です。（電波ではない）
その位置毎の電流値は"定"まって存"在"する（変化しない）ので、「定在波」ですね。
18：JA1AMN :
2012/09/10 (Mon) 22:17:58: QORさん、いつもいろいろ教えていただき感謝してます。

単一型ANTで輻射器（放射器、ラジェーター）の表記は間違えでした。

地上高2m位のカウンターポイズ（CP)からも電波が出ているとの記述をみて、垂直部が主、水平部は副かと思ってしまいました。

地上に這わせたりするよりも効率が良いとか書いてありました。

トタン屋根アースは試してみるつもりですが、問題が多発しそうです。

そのときはまたよろしくお願いします。
17：JO1QOR :
2012/09/10 (Mon) 15:51:01: ＞ V型ダイポールアンテナの片方を水平にした場合、これもカウンターポイズ？・・・主輻射器は・・・

主輻射器...と言う考え方が良く分かりませんが....

電界型アンテナを例に説明すると、２つの電極間に
（DPは２つのポール間、GPは垂直のエレメントと水平のエレメント/プレーン間、垂直ホイップは垂直エレメントと筐体/大地間）
電界が発生し、その電気力線に交差する方向に磁界（磁力線）が発生し、またその磁力線に交差する方向に電界（電気力線）が発生・・・その繰り返しの先、１λ程度離れた所で電界と磁界の位相が同相になり電波として旅立って行きます。

よって...このエレメント（金属体）から（多く）"電波"が出ている・・・と言うような感覚ではありません。

トタン屋根にも高周波電流が流れ、電界、磁界が発生する事になります。

（参考）
CQ誌2012.4月号P35など電磁気論/電波発生の仕組みをご参照下さい。
16：JO1QOR :
2012/09/10 (Mon) 10:53:08: AMNさん、面白そうですね...。

釣竿ANT（12m 垂直エレメント）のグランドプレーンとしてトタンぶき屋根（50ｍ^2）を使おうと言う趣旨でしょうね。

HF All_band の運用ですから、給電部には何らかの整合器を設けられるということでしょう。

50m^2（約7m 四方）の金属帯と考えればグランドプレーンとしてそれなりに働くと考えられますね。
車での運用を考えれば...大きなグランドプレーンです。
（それでも160m_bandでは大地に漏れる電気力線は多いと思われます、GNDリターンを考慮すべきでしょうね）

トタンぶき屋根（50ｍ^2）が１枚物と考えられないとすれば...波板重なり部（5cm? * 1.8m? ｽﾍﾟｰｽ 1mm?として）の容量を試算してみました。

　Ｃ= 8.85*10^-12 * 比誘電率 * 面積 / 2極間距離
　　　1.9MHzでの容量約８００pF （Ｘc=105Ω）

１０５Ωなるリアクタンスで各波板(?)が接続されている形になりますね。
ちょっと大きなインピーダンスですね、給電ポイントから各波板に接続線を放射状に繋げられれば良いですね、そんな事は出来ない・・・ですかね？
15：JA2WIB :
2012/09/09 (Sun) 11:39:44: 研究尽くされた科学のようで　理解しがたいところが
あったり　面白いですね　

戦後育ちの我々は　考えて作ってまた考えて　失敗
してきましたが　決して無駄なことは無かった。

ＡＭ変調を掛けながらの話の中から　新しい技術も
生まれる　ですね　

楽しみです。
14：JA1AMN :
2012/09/09 (Sun) 01:53:17: JONさんGM

貴局は突拍子もないアイデアを提案し、またそれを実現してしまう失敗を恐れぬまさにアマチュアスピリットの持ち主の典型ですが、確たる理論武装があってのことが当局とは大違いですね。

最近の科学界は電脳による理論に基づいての実験により理論の正当性を立証しているようですが、私の性格には適合しません。

とにかく思いついたことをやてみてその結果の分析は識者にまかせます。

そのうち芸術の世界もそうなったら、最初に結果ありきで面白くも何ともないと思います。

人間の感性を大事にしたいと思います。

昨日はいろいろな問題が発生して、只今AC変調が深すぎるので支離滅裂な部分もあることでしょうが、とにかくHAMの世界への愛着は増すばかりです。　GN
13：ＪＡ１ＪＯＮ :
2012/09/09 (Sun) 00:15:43: トタン屋根が１枚板だったら

細長い切れ目を入れて、スロットアンテナ。

真ん中で真っ二つに切り分けて、ダイポールアンテナ

だめですかね。
12：JA1AMN :
2012/09/08 (Sat) 23:36:12: WIBさん、NDHさん

ご丁寧な解説ありがとうございます。

わたしは丑年ですので、脳みそと眼球で反芻してなんとか消化できるよう努力します。

UHF ANT のラジアル棒にも高周波電流が流れているのでしょうか？

だとすると電波もでていますね、先端部は高電位？

地面に接して垂直に置いたらSWRが高くなって使用不可でしょうね。

つまらぬことを考えています。お許しくだされ。
11：JQ1NDH :
2012/09/08 (Sat) 21:11:55: 単純に以下の様に考えてみたら如何でしょうか？

ダイポールアンテナは平衡（バランス）アンテナ
アースが不要。
無い方が（地面や導体から離した方が）輻射パターンに影響しない。
有線でいうところのＧＮＤから浮かせた平衡伝送。
オペアンプでいうところの差動増幅。

グランドプレーンアンテナは不平衡（アンバランス）アンテナ
アース（ＧＮＤ基準面）が必要（ラジアル線等による代用可能）。
有線でいうところのしっかりＧＮＤを取った不平衡伝送。
オペアンプでいうところの反転（非反転）増幅。

で、私が試みてみようと思っているのが、川をラジアル線というかＧＮＤに見立てたＧＰアンテナ。
同軸ケーブル（給電線）の外皮（シールド）側は１００円ショップの金網に太い導線で接続して川の中に沈める。
芯線は橋から吊り下げたワイヤー（１／４λ導線）に接続。
最後の手段は上流から塩を撒くとか？（笑）
イスラエルの死海（塩湖）なら上手く行くかも！？
10：ＪＡ２ＷＩＢ :
2012/09/08 (Sat) 17:38:06: ①　アースと　グランドの違い
　　アースは地球で電位は　０Ｖですが　グランドは
　　機器の筐体などの基準電圧で　アースと同じでは
　　ありません。

②　ダイポール系アンテナのコールド側エレメントは
　　（外皮側は）グランドとして働きます。
　　他方（ホット側）（芯線側）はグランドに対して
　　電位を発生させ　電波を出します。（アースでは
　　ないので注意）　

③　バーチカル系アンテナ（１／４λ）は地面に対して
　　動作させるアンテナで　充分な接地（低い抵抗値）
　　で使用します。

④　②③をミックスしたのが　ブラウン型（ＧＰ型）で
　　接地を必要とせず　その代わりに擬似接地を　使用
　　していますね！

　　擬似接地には　静電容量で大地と接続する方法もあり
　　ますが　屋根や　自動車の金属に繋ぐやり方ですね
　　ただし　これはアースとは違い電撃は避けられません
　
　　

⑤　グランドとアース（接地）の違いが此処にあります。
　　接地線も　グランド線も理論上は　輻射はありません
　　実際は分かりませんが！
　　
　　ダイポールでは　グランドがあるので　アースの必要は　　ありませんが
　　バーチカルでは　アースを取る必要があります（必要の
　　ない加工されたＡＮＴもありますが）ノンラジアルは外
　　形上見えないだけでしょう
　　（アンテナ底部に近いところからアースに繋ぐ）

　いずれにしても　電撃事故を起こさないためには　
　アースは必要ですね！！！（２種１００ΩでＯＫ？）
9：JA1AMN :
2012/09/08 (Sat) 12:45:39: 初歩的な問題で頭がQRM、QRN、QSB !

アース＝接地系空中線の効率を上げるためや感電防止のために地中に埋設する金属板や導線（この場合は裸線？）電波は出ない。

カウンターポイズ＝良好な接地が出来ないとき約1/4波長の導線でアースの代用として主輻射器との整合をとる。定在波が発生して電波を発射する。地面より数m高く架設する。

ラジアル線＝カウンターポイズを放射状に取り付けたもの。給電点は通常高いほうがよい。

質問

V型ダイポールアンテナの片方を水平にした場合、これもカウンターポイズ？

高層マンションのベランダアンテナの主輻射器は建物本体？

当局が計画中のトタン屋根はアースとしてではなく、主輻射器となり得るか？

弱い頭であれこれ考えて混乱が増すばかりです。

Pse help !
8：JA1JON :
2012/09/07 (Fri) 21:08:35: 各局

川の流れがアンテナになったら、なんて空想を広げると楽しい！！
１３５KHｚも楽勝。
お互いに川の流れアンテナを使用したら、無銭でなく有線通信になるのでしょうか。境目が微妙。
オーバーパワーを出すとアユが浮き上がったりして。

美空ひばりさん、お騒がせします
7：JA1AMN :
2012/09/07 (Fri) 20:35:57: NDHさん、面白い実験になりそうですね！

橋上に繋げたLWと川の流れを利用して張ったラジアルでANTを作る。

長さを変えて共振周波数の変化を調べたり、80mバンドあたりでぜひやってみたいですね！

次回が楽しみです。
6：JQ1NDH :
2012/09/07 (Fri) 19:46:30: ＡＭＮさん

言葉足らずですみません。
屋根（トタン板）をアースにするとのことで、同じく広い面積の川をアースにすることを先週の座架依橋移動の時にフト思ったので記しました。
つまり水中での電波伝搬ではなく、あくまでも不平衡アンテナのアース（ラジアル線）としてです。

確かに純水は不導体ですが、あそこの水なら多少のミネラルと汚染物質が溶け込んでいるでしょうし、海水ほどではなくても広範囲（川の面積）であれば十分アースとして使えるかも？

ちなみに魚雷の有線誘導は海水がＧＮＤ（リターンライン）らしいです。
5：JA1AMN :
2012/09/07 (Fri) 13:26:50: NDHさん、

＞川の水をアースにした水上アンテナ

純水は直流的には絶縁体ですので、電流を流すには、何らかの電解質が溶け込んでいることが必要ですが、高周波や電磁波だったらどうなるかは全く分かりません。

水中で潜水艦どうしで10数mの距離を電波による交信記録はあるようです。
4：JQ1NDH :
2012/09/07 (Fri) 06:33:54: ＡＭＮさん

先日の座架依橋移動の時に欄干から川面（川岸）にワイヤーを垂らして川の水をアースにした水上アンテナをやってみようか？などとＷＩＢ桜井さんと話をしました。

実は次回の座架依橋移動に向けて密かにその水上アンテナの給電部を考えているところです。

案１：川の中に三脚の様なものを立てて固定する。

案２：船（フロート）の様なものに乗せる。

今のところは以上です。
3：JA1AMN :
2012/09/07 (Fri) 00:31:36: JONさん、

さすがに、銅版屋根のお寺さんの貸家はありませんでした。

新築の場合は、トタンの裏側は亜鉛メッキが施されており、二山半重ねで野地板に亜鉛釘で止めるので、直流的には点接触ですが全体が繋がっている筈ですが、歳月を重ねると錆などの影響で絶縁状態になり、重なり部分の静電容量だけで高周波的にはつながっているはずですが、果たして160mバンドで十分な容量が得られるかが問題です。

とりあえず今月中には実験の結果をご報告します
2：ＪＡ１ＪＯＮ :
2012/09/06 (Thu) 23:58:15: ＡＭＮさん

またまた面白い話題を提供していただき、感謝です。

以前、ＶＣＨスタイルの垂直系アンテナで1.9MHzで遊んだ事があります。
この時のグランドは、レジャーシートの裏側にレンジ用アルミフードを貼り付けた物で、アルミの面積は畳１枚分程度でした。放射インピーダンスが低いので、コンデンサを追加したアンテナカップラーでマッチングを取りました。
車の車体もグランドに使った事も有りますが、意外に小さい面積でも実用になる感触が有りました。
トタン屋根の経験はありませんが、つなぎ目の導通がどのように影響するか興味が有るところです。
銅張りの屋根でしたら、最高でしょうね