ＹＡＡトラップは、１／４λ’のケーブルでインピーダンスが半周するという性質を用いています。以下は基本原理です。順を追って説明していきます。
不思議、１／４λ’の長さの同軸
上の例は、ただ同軸を１／４λ’の長さにちょん切ってＲＩＧに接続した図です。ＲＩＧ直下で測ったインピーダンスＺ’はいくらでしょうか。「先っちょに何にもつないでいないんだから∞に決まってるじゃん」･･･ホントですか？ちょっと待ってください。Ｚ＝∞（Ω）と特殊なケースですが、これもスミスチャートにプロットしてみましょう。Ｚ＝∞(Ω)を５０Ωで割って正規化するとｚ＝∞ですね。
ｚ＝∞は、直感どおりＳＷＲ＝∞の等ＳＷＲ円上に存在します。そしてＺから１／４λ’離れた位置の正規化インピーダンスｚ’は等ＳＷＲ円を時計回りに半周した「ゼロ」であることが分かります。Ｚ’はｚ’＝０に５０Ωをかけたものなので、「０Ω」となります。「ん－、∞ではなかったか・・・」
先っちょに何もつながれていない同軸(オープン）を１／４λ’引き回すと、ＲＩＧ側はあたかもショートしている（０Ω）ように見えます。不思議（下図）
それでは逆に、１／４λ’の同軸の先っちょで芯線と編線をショートした場合を考えてみましょう。今度はＺ＝０(Ω）ですから、同様にプロットしてみると･･･
みなさんのご予想通り、ＲＩＧ直下のインピーダンスＺ’＝∞(Ω)となります。これは先ほどと逆で、ＲＩＧ直下があたかも、オープンな状態に見えます。つまり、ＲＩＧにコネクタも何もつないでいない状態です。
ここではインピーダンスが０と∞と入れ替わる不思議な現象を紹介しましたが、この性質を利用して必要な周波数帯を通し、不要な周波数帯をカットするフィルターを作ることができます。
簡単なフィルターを作ってみよう！
上の性質を利用して、簡単な、７ＭＨz帯に対する３．５ＭＨzキラーを作ってみましょう。
| 必要な周波数帯 | ７ＭＨz |
| カットしたい周波数帯 | ３．５ＭＨz |
一番初めに紹介した形の同軸トラップです。トラップ部分には３．５ＭＨｚの１／４λ’の長さの同軸ケーブルをつけただけのものです。これはあたりまえですが、７ＭＨｚの１／２λ’にあたります。先っちょはオープン（ちょん切ってそのままの状態）です。注意：オープンの場合は先端が高電圧になり危険ですので必ずビニールテープや自己融着などで絶縁してください。
たったこれだけで、７ＭＨｚは何事もなかったように通過し、３．５ＭＨｚ帯の電波をカットしてくれます。「どうしてそうなるの？」と気になる方向けに、どんな動作をしているのかをみていきたいと思います。
・７ＭＨｚの高周波を考える。
いまＲＩＧからアンテナに向けて７ＭＨｚの高周波が流れているとします。７ＭＨｚからこの同軸トラップを見るとどうなっているのでしょうか。トラップ部（Ａ－Ｂ）の長さは、７ＭＨｚに対しては１／２λ’の長さになるので、Ｂで測ったインピーダンスは、Ａを基点に等ＳＷＲ円上をぐるっと１周して元に戻ってきます。つまり、ＡとＢのインピーダンスは等しいので、Ｔコネ直下のＢにおけるインピーダンスも∞Ω（オープン）になります。
つまり７ＭＨｚが通るときはこのように見えるわけです。
これは、５０Ωと∞Ωのインピーダンスが並列に入っていると見ることができるので合成インピーダンスは以下のとおりになります。分子分母を形式的に∞で割って・・・
と、ＲＩＧから見ると５０Ω、すなわちＳＷＲ＝１でマッチングが取れています。この計算はするまでもなく、Ｔコネにアンテナ以外何もつながっていないことを考えると素直に理解できる結果ですね。
・３．５ＭＨｚの高周波を考える
次に不要な３．５ＭＨｚが流れているとします。３．５ＭＨｚからみるとトラップはどんな働きをするのかを見てみましょう。
同軸トラップ部分は、３．５ＭＨｚの１／４λ’で設計してあるので、Ｔコネ直下（Ｂ）のインピーダンスは（Ａ）のインピーダンスが時計回りに半周した位置の０Ω、つまりショートしているように見えます。
３．５ＭＨｚが通るときは７ＭＨｚが通るときと違って、このように見えるのです。全く同じフィルターなのに通る周波数帯によってインピーダンスが異なって見えるのですね。とても不思議な現象ですが、このおかげでフィルタリングできるというわけです。この場合は５０Ωと０Ωが並列に入っていると見ることができるので、合成インピーダンスは、
と、ＲＩＧから見ると０Ω、すなわちＳＷＲ＝∞となり、３．５ＭＨｚはカットすることができることが分かります。ここでは３．５ＭＨｚからみたアンテナのインピーダンスも５０Ωとしましたが、この計算結果から分かるように、アンテナインピーダンスはどんな値でも合成インピーダンスは０Ωになります。
| ７ＭＨｚ | ⇒ | ＳＷＲ＝１ |
| ３．５ＭＨｚ | ⇒ | ＳＷＲ＝∞ |
このフィルター（先っちょオープン）は、他のバンドからのかぶりを除去するフィルターですが、先っちょがショートしたフィルターを用いれば、自分のバンドから出る高調波を除去することができます。なぜそうなるかは考えてみてください。
ヒント：例えば、３．５ＭＨｚ帯を通し、２倍高調波の７ＭＨｚを抑えたい時は、
| ３．５ＭＨｚ | ⇒ | ＳＷＲ＝1 |
| ７ＭＨｚ | ⇒ | ＳＷＲ＝∞ |
となればいいのだから・・・さっきのフィルターとインピーダンスが（０⇔∞）逆になればＯＫですね。
次は、ＰＳＪさんのサイトで紹介されている２１ＭＨｚに対する７ＭＨｚキラーの仕組みをスミスチャートを用いて紹介していきたいと思います。
＜＜前へ 次へ＞＞