図３ テフロン支持棒
図３ テフロン支持棒
★１／２波長・指数関数形テーパーマッチング
上図（CQ誌1999年２月号p.145 を参照）はヘリカルアンテナ３号機における１／４波長・テーパーマッチングのＶＳＷＲ特性。周波数が高くなるにしたがいＶＳＷＲは低下しているのでは…。
なぜ？
★テーパー線路について調査（参考文献１〜８）
図６のように特性インピーダンスＺ１の線路と、特性インピーダンスＺ２の間に、なめらかに特性インピーダンスが変化するテーパー線路を挿入して整合させる。テーパー線路（長さＬ）の特性インピーダンスが指数関数
Ｚ(x)＝Ｚ1ｅｘｐ（x／Ｌ・ln(Ｚ2／Ｚ1)) (1)
に従って変化する線路の反射係数Γは、
Γ＝１／２･ln(Z2／Z1)ｅ−ｊβＬ･(ｓｉｎβL)／βL （位相定数β＝２π／λ） (2)
となり、Ｌが長いほど小さくなり、Ｌ＝ｎλ／２（ｎ=1,2,3,…）のとき０（つまりVSWR=1.0）となる。下図(FIG.31-19)の曲線Aを参照。
３種類のテーパーのうち、指数関数形テーパーが最短波長（１／２波長）で、反射係数が最小（０）となっている。ちなみにDOLPH-TCHEBYSCHEF形テーパー（Klopfensteinテーパー）は、約0.6波長以上で反射係数は小さく広帯域特性を備えている。
★１／２λ指数関数形テーパー線路の作成
Z0=60ln(8b/a' - 0.358+1/(0.931b/a'+0.736)) (3)
a' = a+t /π(ln(2b/t)+1) (ｔは導体ストリップの厚さ。)
ヘリカルアンテナの給電線（同軸ケーブル）のインピーダンス５０Ωと、ヘリカルアンテナのインピーダンス１５５Ωを整合させるために、両者の間をなめらかに結ぶ指数関数形のインピーダンス曲線となるマイクロストリップ線路（長さ１／２波長）を挿入する。
そこで、導体ストリップの幅を１０mmとし、反射板（接地板）との間隔が約２mm（同軸コネクタ側）から約１８ｍｍ（ヘリカルアンテナ側）まで下図のようになめらかに変化するマイクロストリップ線路を作成した。
この図からわかるように、ヘリカルアンテナのインピーダンスが１４０Ωのときには、アンテナ側の間隔を約４mm程度、狭めればよいことがわかる。実際には、ＶＳＷＲが最小となるようにこの間隔を調整する。
ヘリカルアンテナ４号機（１６ターン）にこの１／２波長・指数関数形テーパーマッチングを適用し、ストリップ線路の間隔を調整した結果、上図のように２４００〜２４４０MHzの周波数帯域でＶＳＷＲ=１．１が得られた。
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ヘリカルアンテナ４号機とドレーク・ダウンコンバータ（Photo. by JR1ING 菊川要一氏撮影）
★テーパー整合、テーパー線路に関する参考文献
1. 中島将光「マイクロ波工学」pp.191-192 、1975年、森北出版
2. 石井宗典,東生造,青木敏夫,大井国夫「マイクロ波回路」pp.185-189、昭和44年、日刊工業新聞社
3. 小口文一「通研叢書１ マイクロ波およびミリ波」pp.324-332、昭和39年、丸善
4. HENRY JASIK, Editor "ANTENNA ENGINEERING HANDBOOK" 31.4.TAPERED LINES, Chapter 31 IMPEDANCE MATCHINNG AND BROADBANDING, 1961, McGRAW-HILL
5. R.E.Collin "Foundations for Microwave Engineering" 2nd edition , pp.370-393, 1992, McGRAW-Hill
6. A.F.HARVEY "MICROWAVE ENGINEERING" pp.39-45, 1963, ACADEMIC PRESS
7. "THE ARRL ANTENNA BOOK" 18th Edition, p.26-5
8. David M. Pozar "Microwave Engineering" 2nd edition , pp.288-295,1998 , John Wiley & Sons
