안테나 설계 소프트 (YO)

【이 페이지의 최종갱신일:2009년12월20일】

0. 조금 「머릿말」

이 페이지에 게재하고 있는 기사는 1997년1월에 집필한 것입니다만, 그 후 PC 환경이 Windows전성이 되고, 여기에서 소개하고 있는 YO라고 말하는 PC-DOS상에서밖에 동작하지 않는 소프트는 이미 「전세값의 유물」이라고 하는 것으로, 과거의 기사로서 지금까지 매장해 왔습니다. 그런데! 요전에 이 소프트가 WindowsXP에서 직접 동작하는 것을 발견하고, 갑작스럽게 부활하게 하기로 했습니다.

PC-DOS에서 씌어진 이 소프트는, Windows95의 DOS창문에서는 동작합니다만, 그 이후의 Windows98의 DOS창문이나, WindowsXP의 DOS프롬프트에서는 완전히 동작하지 않습니다. 　그런데 특수한 코딩이 되고 있는 것이지요. WindowsXP의 에쿠스푸로라로, Windows어플리케이션의 기동과 같이 실행 파일을 클릭하면, 훌륭하게 풀 화면에서 기동하고, 완벽하게 동작하는 것을 우연히 발견한 것입니다! (정말로 이상합니다! 그러나 동작하는 것이기 때문에 이론은 어때서도 좋네요？)

그건 그렇고, 동작한다고 해도, 왜, 새삼스럽게 YO??
그것은, 최근의 Windows판의 안테나 설계·시뮬레이션·소프트를 사용하고, 그 기능의 나쁨, 특히 설계상의 사용자 인터페이스 (이렇게 하면 어떻게 됩니까? 등의 설계자의 생각을 직접 이해하기 쉽게 소프트하게 반영하게 하는 인터페이스)의 장점, 조작의 기민성이나 간편성, 더욱 동작의 속도, 시뮬레이션 회수의 많음, 시뮬레이트 할 수 있는 조건의 많음등, 어느 것을 생각해도 YO보다 좋은 물건이 없기 때문입니다. 그것은 내가 개인적인 기호일지도 모르겠습니다만, 정말로 YO는 최고인 안테나 설계 소프트라고 생각하고 있습니다.

이 화상은, PC-DOS환경의 노트북에서 YO를 실행하고 있는 모양입니다. 　지금이야말로 이런 환경의 PC를 가지고 있는 사람은 좀처럼 없는 것이지요.



그런데... WindowsXP의 PC에서, 익스플로러를 사용해서...



믿을 수 없는 것입니다만, 훌륭하게 YO가 시동합니다!!



이것에는 정말로 놀랐습니다! 　덕분님으로 이 YO, 앞으로 오래도록 그 은혜에 맡아 두게 되었습니다.


【거절】
현재, YO의 입수가 가능한 것인가, 작자K6STI가 건재가 어떨지도 모르겠습니다. 　인터넷상의 검색이라도 나오지 않으므로, 신규입수는 불가능하지 않은가라고 생각됩니다. 이미 구입하고 있는 분으로부터 양보하게 하는 수 밖에 방법이 없을지도 모르겠습니다. 　단지 그다지 애써서 입수해도 충분히 가치가 있는 소프트라는 것을 덧붙여 말씀 드려 둡니다.



【이 페이지의(여기 이후) 최종갱신일:1997년1월26일】



1. PC에 의한 안테나 설계

내가 붐장 15m의 18MHz의 7ele Yagi를 「YO」 (Yagi Optimizer/by K6STI)을 사용해서 설계·제작한 몇 년전은, 아직 일부의 햄밖에 PC에 의한 설계에 도전하고 있지 않고, 어떤 햄 잡지에 그 특집 기사를 집필한 바(월간 파이브 나인(Five Nine)지1994년7월호)대단히 큰 반향·문의가 왔습니다. 　지금은 많은 분이 여러가지 시뮬레이션(Simulate/설계)소프트를 활용되고 있다고 생각합니다.

당시 내가 잡지의 기사(타 밴드의 안테나)을 참고에 컷·앤드·트라이로 만들고 있었던 초대 18MHz 7ele Yagi는, 충분히 성능을 끌어 낼 수 없고 괴로워하고 있었습니다. 　어쨌든, 3ele로부터 스타트하고, 4ele, 5ele, 6ele, 7ele가지 붐을 덧붙이면서 2∼3주일걸러에 「업그레이드」 하게 해 간 것입니다만, 4ele이후는, element를 늘려도 Grand wave에서 측정한 프론트의 전계강도는 바뀌지 않고, element장이나 spacing을 저렇게라도 아닌, 이렇게라도 아닌,이라고 만지작거려 돌려, 이미 탈출하는 것이 할 수 없는 수렁에 억지로 들어가버렸습니다. (Hi)

지금 생각하면, 상당히 무모한 일을 한 것입니다. 　YO를 사용해서 PC로 시뮬레이션을 해 보면 한번으로 그 어리석음을 압니다. 　Yagi안테나는 정말로 델리케이트한 안테나로, 18MHz라도 element장이나 spacing을 불과 1cm 바꾸는것만으로, beam pattern이나 front gain, FB비는 엉망 진창이어져버리는 것입니다. 　이것을 「캇토안도토라이」으로 해결할 수 있는 방법은 없는 것입니다. 　이미, 이 소프트 없이는 안테나을 자작한다고 생각하지 않습니다 (Hi) (단, 같은 안테나라도, Cubical Quad는 상당히 브로드이기 때문에, 캇토안도토라이의 여지는 있습니다. 　그러나 Yagi는 지극히 곤란합니다. )


2. YO/Yagi Optimizer

지금은, 그 외에도 FB한 소프트가 있다고 생각합니다만, 나는 1992년경부터, K6STI작의, 이 소프트를 애용하고 있습니다. (사실은 다른 소프트를 사는 돈이 없다!) K6STI씨에게 FAX을 발주하고, (크레디트 카드 결제) 불과 4일후에 FD가 항공편으로 온것에는 깜짝놀랐습니다. 　DOS의 소프트로 Windows판이 아닙니다만, 동작은 준민합니다. (당초 구입 비용은 50달러이었다라고 생각합니다. 현재는 Ver 6.5을 사용하고 있습니다)


YO는 이하의 파일로 구성되고 있습니다.

YO.EXE Yagi Optimizer program
UNIVESA.EXE Universal VESA Video BIOS Extension (freeware)
UNIVBE43.EXE Universal VESA Video BIOS Extension (shareware)
V.EXE File viewer
TOPF.EXE Converts .PLT plot files to OpenPF plot files
YO.DOC YO documentation
OPENPF.DOC Documentation for the OpenPF plot-file standard
CHANGES.YO YO revisions
*.YAG Yagi files

YO에서는

·안테나의 설치량
·공진주파수
·SWR
·FB비
·붐장
·굵기
·엘리먼트장
·각 엘리먼트의 테이퍼 링 조건(지름 몇mm의 파이프 몇cm에 지름 몇mm의 파이프를 몇cm 덧붙여서 더욱 지름 몇mm의 .......)
·알루미늄의 재질
·급전 매칭 방식
·마스트 클램프의 형상·크기

등의 변동 팩터를 모두 혼잡 시뮬레이트 합니다.
계산중의 각 숫자나 실제의 안테나 평면도가 실시간으로 움직여 가는 님은, 보고 있는 것 뿐이라도 즐거운 것이 있습니다.


3. 실제의 시뮬레이트 예

하의 도는, 실제로 내가 사용중의 14MHz 5ele(12m 붐)의 계산 결과입니다. 　덧붙이자면, 나는 이 치수대로에 제작해 지상고 22m에 그대로 설치했습니다만, 『완전한 무조정』입니다. 　 SWR은 양쪽 밴드의 가장자리에서 1.1이하입니다!! 　밴드중 어디에 가도 반사는 대부분 검지할 수 없습니다. 　빔 패턴(Beam patern)도 거의 시뮬레이트대로입니다.



최적화를 하는 메인·페이지



각 엘리먼트(element)의 테이퍼링(Tapering/굵기별 파이프장)조건을 설정 가능



프론트 게인(Front gain), SWR, F/B비, 임피던스(Impedance)의 그래프 표시



수평면 지향성 패턴(Pattern)



수직면 지향성 패턴



같은 안테나를 지상고 100m에 설치하면 이렇게 방사 각도가 낮아진다!!


위의 화상 파일은 모두 YO가 직접 출력한, PCX파일입니다.

또 이하의 같은 element의 상세치수(테이퍼 링 조건)등이 들어간 파일도 출력합니다.
표의 맨위의 행은 element지름, 그 하는 각 element의 파이프 괴마다의 길이, 제일(가장) 왼쪽의 열은 element spacing입니다.

5 element Yagi for JR1MAF
Height 22000.000
14.000 14.175 14.350 14.258 MHz
5 elements, millimeters 
               22.5000   19.0000   16.0000   13.0000   10.0000    8.0000 
      0.0000  950.0000  850.0000  850.0000 1605.0000 1265.5325    0.0000 
   2026.3319  950.0000  850.0000  850.0000 1360.0000 1219.8965    0.0000 
   3186.2268  950.0000  850.0000  850.0000 1356.0000 1194.1265    0.0000 
   6746.4307  950.0000  850.0000  850.0000 1300.0000 1142.2227    0.0000 
  12000.0000  950.0000  850.0000  850.0000 1270.0000  904.3046    0.0000

Hairpin Match should be: 8/150/500/5044.7/80


4. YO의 연락처(구입 신청처)

Brian Beezley, K6STI
3532 Linda Vista Dr.
San Marcos, CA 92069
(619) 599-4962
0700-1800 Pacific Time




【추기1】 (갱신일:2009년12월18일)

상기기사중으로 소개한, 내가 집필한 월간 파이브 나인(five nine)지의 기사 「시판 안테나를 기초로 YO에서 18MHz대 7ele Yagi를 만든다」(1994년7월호)을 PDF파일에 했습니다. YO가 더욱 자세하게 소개하고 있습니다. 　다운로드해서 봐 주십시오.

다운로드하기





【추기2】(갱신일:2009년12월19일)

 WindowsXP상에서 부활한 (이 페이지 탑를 참조)YO로, 오래간만에 아파트 & 맨션·햄국에서 의뢰된 430MHz 5ele Yagi를 설계했습니다. 　

이렇게 스택·안테나의 설계를 할 수 있다라고 하는 곳을 소개하기 위해서 추기 게재합니다. 많은 설정 화면, 산출 화면이 있습니다만, 우선 기본 데이터를 아는 수화면을 소개합니다.
그는 밴드중으로 평면인 SWR특성을 걱정하고 있는 것 같으므로, SWR의 플랫성에 중점을 두었습니다. 또 베란다 설치로 장소를 차지하고 싶지 않은 것 같으므로 붐은 57cm에 남겨 보았습니다.
매칭(matching)은 간단한 헤어핀매치(Hairpin Match)로 했습니다. 헤어핀의 치수도 나고 있습니다. 　설치 마스트 클램프(Mast cramp)의 영향은 무시했습니다. 　지상고 2m으로 산출했습니다.




그 다음에 이 안테나를 스택(Stack)을 하면 패턴(Pattern)과 게인(Gain)("←" 표시)이 어떻게 될지 시뮬레이트 해 보았습니다.
20스택은 바늘이네요! 　로테타（Rotator)의 백러쉬(Backrush)에서 신호가 없어져버린다!! 　싱글(Single)과 2스택의 차이는 정말로 크다! 　싱글은 안 되네요.




최후에, 2단 스택을 전제로, 그 스택 간격을 어떻게 선택하면 좋을지 시뮬레이트 해 보았습니다.
HF대에서 잘 사용되고 있는 0.5λ은 게인도 패턴도 안 되네요. 　0.7λ전후가 패턴도 순수해서, 타협점인 것 같습니다. 　게인 자체는 2.5λ전후에서 최대가 되었습니다. 다음은 함부로 넓혀 가도 패턴이…





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