Radiation Properties of Carolina Windom Antenna

 I investigated the radiation characteristics of the Carolina Windom antenna—reputed to perform well for long-distance communication—using an antenna simulator.

（注）このアンテナのベースのWindomアンテナは１９２８年にW8GZ（Loren G. Windom) さんによって発明されたものらしいです。人名のついているアンテナ・・・八木アンテナのごとし（笑）。基本アンテナのダイポールがダイポールの中心に給電するのに対して中心からずらして給電すればアンテナのインピーダンスを高くすることができ非対称の比率を適当に選べばマルチバンドで動作することができるというのが発明のポイントです。この当時アンテナをドライブするのに並行フィーダーやラダーライン（梯子フィーダー）が用いられていたからでしょうか？

何故このアンテナの電波が遠方に届くのかアンテナシミュレータを屈指して解明してみました。ポイントは垂直エレメントにあります。

７MHｚ用Carolina Windomの動作状態をアンテナシュミレータで見てみました。

Outline of Carolina Windom for 40m

アンテナトップが地上高１３ｍ・・・このアンテナ、高く上げなくても遠くに飛ぶのです（笑）・・・の場合の各エレメントの電流分布です。

Current Distribution of Carolina Windom Antenna for 40m

垂直エレメントの最下部で電流最小、最上部で電流最大になっています・・・電流の振幅が最大の場所は水平エレメントの中央寄りにありますが、垂直エレメントの最上部の電流の振幅と大きな差はありません。シミュレータで垂直エレメントの長さを変えてどのように変化するか見てみましたがこの状態がベストでした。

次に最も興味がある放射特性について調べてみました。励振周波数７．１MHｚ、給電点地上高１０ｍ（すなわちアンテナ最上部の高さが１３ｍ）の場合の放射特性を次に示します。

Horizontal Radiation Pattern

水平偏波は水平エレメントに直角の方向に強く放射されますが、ほとんど真上に放射されます・・・国内向けにはよく飛ぶと思いますがDXには不向きなようです。

Vertical Radiation Pattern

普通のダイポールにはほとんど存在しない垂直偏波は水平エレメントの展開方向に強く放射されますが、これもほとんど真上に放射されます・・・ただし、垂直系アンテナではエレメントの最下部の放射が最大なのに比べてこのアンテナの場合エレメントの最上部から最も電波が放射されるのでその分電波は遠くによく飛ぶものと思われます。シミュレーターで計算する限りにおいては垂直系アンテナのように仰角（電波の打上角）が低いわけではないようです。

以上のことから、このアンテナは垂直エレメントからも電波の放射があって（水平エレメントからのものより少しレベルは落ちるがほとんど同レベル）、その分アンテナ全体としてダイポールまたはバーティカル（垂直）アンテナより利得があるということのようです。

また、垂直に垂れている部分はフィーダーのように見えますがフィーダーではなくアンテナの一部だということですね。