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7MHz帯用同軸ケーブルをエレメントにしたクロス給電によるダイポールアンテナ

 投稿者:小松 WJ2T (JJ3BHT)  投稿日:2016年 1月 6日(水)06時40分9秒 PHR-AXELS-002.med.upenn.edu
返信・引用
  (クロスフォールデットダイポールアンテナ)

 米国のFCC免許を取得後、WAS(米国全州交信)アワードを獲得するために、JA2AZZ局によって提唱された“(同軸ケーブルを放射エレメントとした)クロス給電方式ダイポールアンテナ”、別名“クロス・フォールデット・ダイポール・アンテナ”を自作し、主に7MHz帯で運用していました(14MHz帯用としてデルタループアンテナを常設していますが)。アワード取得後、18、24や28MHz帯を中心にアンテナを自作し、第24太陽サークルを楽しんで来ました。最近、7MHz帯に戻るに際し、どのようなアンテナにするべきか考えていたのですが、どうも良い案が浮かびませんでした。設置環境が悪く、垂直系アンテナに限られることがネックとなっていました。また、今回は、国内よりもDXを狙いたいので、打ち上げ角の低いアンテナを考えていました。結局、元のアンテナ、クロス給電方式ダイポールアンテナを再度設置することにしました。
 さて、このアンテナの詳細はJA2AZZ局やJA2AEP局によって紹介されていますし、動作原理は、当局がすでに下記で解説しています。御参照下さい。(http://6403.teacup.com/ayana/bbs?page=3&
以前、設置していたものは10MHz帯用に改造したため、新規に作成する必要があります。運用中心周波数を7.070MHzとし、同軸ケーブルの速度係数を0.66として7.1mのケーブルを2本切り出し(計算上は7.00mですが余裕を持って)、アンテナアナライザーでリアクタンスがゼロとなるよう、少しずつ切り込んで完成です。切り出したアンテナのエレメントは両先端をショート(図中の赤い線)して設置するので、それぞれ切り出したエレメント用同軸ケーブルは、給電点から見ればインピーダンスが無限大となります。給電点では、同軸ケーブルの外皮の網線と他方のケーブルの芯線を互いに接続します。高いインピーダンスの給電点と50オームの給電同軸ケーブルとのインピーダンスの整合のために、JA2AEP局が提唱したQマッチングを使用しました。つまり、1/4(Quarter)電気長に相当する300オームの平行フィーダー線をアンテナの給電点と50オームの給電同軸ケーブルとの間に繋ぎました。300オームの平行フィーダー線の速度定数は0.88でしたので、9.5m程度を切り出し(計算上は9.32mですが余裕を持って)、リアクタンスがゼロになるよう、少しずつ切り込みました。アンテナエレメントである50オームの同軸ケーブル(L1)とQマッチング部の300オームの平行フィーダー線(L2)の寸法を図に示しています。それぞれの長さは、使用する同軸ケーブルや平行フィーダー線の速度係数(波長短縮率)に依存します。メーカー名とケーブルの型番が分かれば、ネットで調べることが可能です。たとえば、藤倉電線(フジクラ)社製などでは、カタログに明記されています。
 さて、高さ15m程度の白樺の木に垂直に設置し、給電同軸ケーブル端でSWRを測定すると、なんと12でした。前回、自作したときは、一発で上手くできたのですが、困りました。
 普通のアンテナの場合、このような高いSWRが得られた場合は、断線や接続ミスが考えられますが、どうしたものか。まずは、1つずつ確認作業です。給電ケーブルのコネクターの接触不良(コネクターの芯線の半田がしばしば外れる)や各接続点の半田溶接の確認、以上すべてOKでした。次に、2本の同軸ケーブルエレメントの接続を給電点で外し、上下それぞれの同軸ケーブルエレメントのインピーダンスを測定しました。この状態では、それぞれの先端がショートされているので、正常であれば、給電点で測定したインピーダンスは無限大を示すはずです。上部のエレメントは3800オーム程度を示す(測定限界)のですが、下部のエレメントは1500オーム程度を示します。恐らく、エレメントの下端と地面との距離が1m程度しかなく、その影響を受けていると思われます。つまり、アンテナ動作時は、下部のエレメントは、先端をショートした1/4波長のケーブルと同等ですから、先端で最も大きな電流が流れ、地面の影響が大きくなると思われます。仕方なくケーブルを延長し(大きな電流が流れる部分でケーブルを付加することは良くないのですが、仕方ありません)、再度切り込んでインピーダンスが3000オーム以上になるようにしました(当然ながら、水平にアンテナを設置した場合、このような問題は発生しないと思います)。再度、Qマッチング用の300オームの平行フィーダー線を繋いでSWRを測定しますと、それでもSWRが8程度を示します。300オームの平行フィーダー線と50オームの給電同軸ケーブルとの間でアンテナのインピーダンスを計って見ますと、レジスタンスが大きく(250オーム程度)、リアクタンスも大きなマイナス値(-j200オーム程度)を示します。結局、Qマッチング用の300オームの平行フィーダー線を切り込んで、50オームに整合させる方法しかなさそうです。最終的に、リアクタンスをゼロにするとレジスタンスが70オーム程度になり、SWRは7.070MHzで1.4程度に下がりました。実用的には問題ありません。なお、11cm径の塩ビパイプに同軸ケーブルRG-58U(3D2V相当)を7回巻いたチョークバランと、念のためにパッチンコアを5個、給電同軸ケーブルに追加し、コモンモード電流対策を講じています(実際、これで有効か確認ができていませんが)。Qマッチング用の300オームの平行フィーダー線を含めた給電ケーブルは、放射エレメントとの干渉を避けるために、10m程度離れた隣の木から水平に設置されています。ちなみに、リグ側の給電ケーブル端で測定した最低SWRは7.16MHzで1.0、7MHz帯の両端では、7.00MHzで2.0、7.30MHzで1.8でした。写真はアンテナのインピーダンスを示しています。実線はレジスタンス成分、破線はリアクタンス成分です。今回使用した放射エレメント用の同軸ケーブルはRG-213/Uです。直径が1cm程度で、8D2V程度の太さがあります。細いものを使うと工作が楽ですが、帯域が狭くなるかも知れません。
 このアンテナは一種の短縮アンテナです。通常の7MHz帯用ダイポールアンテナなら20m程度ですが、このアンテナの全長はわずかに14mです。短縮アンテナは、短縮率が大きいほどアンテナの性能が低下する傾向があります。しかし、このアンテナの場合、垂直に設置することで利点が生まれます。すなわち、エレメントの両端に最大の輻射電流が流れるため、通常のダイポールアンテナを垂直に設置した場合に比べて(エレメントの中央に最大の輻射電流が流れる)、最大輻射点を高くすることができます。(上端は良いが、下端の効果はどうなのか??自問です!)ボトムローディングやセンターローディングアンテナよりもトップローディングアンテナの方が最大輻射点を高くできることと類似しています。
 インピーダンスが極端に大きなアンテナの場合、50オームの給電同軸ケーブルとのマッチングが難しく、その自作は上級者向きです。また、リアクタンスが測定可能なアンテナアナライザーが必須です(高いインピーダンスを正確に測定することはプロ用でない限り難しいのですが)。7MHz帯用として、初心者、中級者用としては、やはり半波長高の水平ダイポールアンテナが最も良いのかも知れません。しかし、そのサイズから考えると、残念ながら、限られた局だけが設置可能でしょう。
 実際に、このアンテナで運用した結果ですが、まだ数週間ですがFBです。デジタルモード(JT65AやJT9-1)が中心ですが、EUとの交信も安定していますし、交換したQSTに大きな差がありません。VKやZL局が入感していますし、JAとのQSOも楽しみです(当局のQTHは米国東海岸で、オープンしない限りJAとは容易でないのですが。せめて西海岸や中西部であったなら)。
 
 

VKオープン(デジタルモードJ65A)

 投稿者:小松 WJ2T (JJ3BHT)  投稿日:2015年 3月13日(金)02時38分16秒 PHR-AXELS-002.med.upenn.edu
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   今朝(日出後1時間頃、当局は米国東海岸北中部)、14MHz帯でVKがオープンし、デジタルモードのJT65Aモードで2局QSOできました。(他のVK局も聞こえて、いやデジタルモードでは「見えて」いたのですが、LoTWでのQSLができなかったので除外)以前にも書きましたが、磁気嵐(NOAAでR1)が収まりかけているときに、しばしばVKがオープンします。いつも賑やかなEUが全く入感せず、そのためにVK局が浮かび上がってきたのか、とも思えますが、詳細は分かりません。図は、そのときの交信の様子です。VKが5、6局「見えます」。カラム中のdBは、入力信号の強さで、一種のS/N比のdB表示で、絶対値で小さい方が強い信号です。-5や-6は、とても強い信号です。図中では、VK3ACEとの交信で、CQ USAを出していたところに応答しました。WAS(米国全州アワード)でNJ(ニュージャージー州)が1stとの事でした。QSO終了後、VK2GOMから呼ばれ、QSOをしました。qrz.comによりますと、VK3ACEは3エレの短縮マルチビーム、VK2GOMはフォールテッドのダイポールのようです。ちなみに当局は、12m高の倒立型デルタループ(給電点2m)です。今日のSSNは42でした。太陽の元気がない!!  

珍しいので海賊局かと!? JT65Aモード

 投稿者:小松 WJ2T (JJ3BHT)  投稿日:2014年 8月 5日(火)04時51分15秒 PHARME81.MED.UPENN.EDU
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   早朝、コンディションを調べるために、リグの電源を入れ、PCのJT65-HF(デジタルモードのJT65A用の代表的アプリ)を立ち上げて、14MHz帯にセットし、そのままにして出勤準備をしていました。30分程たった後でPC画面を覗くと見掛けないコールサイン、4S7RMのCQを発見しました。スリランカです。QRZ.COMで調べると、QSLの交換がLoTWで可能のようで、交信認証が欲しいところ。ただし、信号強度が-06dBで、JT65Aモードとしては、かなり強い方。どうも海賊局のような気がします(当局のQTH、米国東海岸では、かなり珍しい局)。徐々に信号強度が落ちて行くので、あわてて呼びました。運良く一発で応答があり、-17dBのリポートを頂きました。徐々に弱くなって行くので、本物らしい気もしましたが、その時点では五分五分でしたね。(落ち込んだのか、その後、キューバの局がコールしていましたが、HL局に負けました。)
 実は、先月(7月)中ごろ、18MHz帯のJT65Aモードで、P29NO局(パプアニューギニア、日本人の方のようでしたが)と交信しました。このときも、あまりにも信号が強いので(-05dB)、海賊局のような気がして半信半疑でした。
 さて、結果ですが、両局とも本物で、今日のお昼にLoTWにログをアップロードして、確認すると、ともに交信認証されていました。DXCCがまた2つ増えました。150までもう少し!!4S7RM局は、数時間でログをアップロードして頂いたことになります。凄いですネ、感謝です!
 何度か、海賊局にだまされたことがあるので、被害妄想かも知れません。しかし、本当に強い信号でした。

追伸: アンテナは、両周波数帯とも、そのバンド専用の倒立型デルタループアンテナ(最下端の三角形の頂点から給電)で、35Wでした(JT65Aモードでは、この出力で十分過ぎます)。
 

SSNが記録的に高いのは良いのだが、磁気嵐が度々発生! JT65モードで苦労する!

 投稿者:WJ2T (JJ3BHT)  投稿日:2014年 4月22日(火)03時52分28秒 PHARME81.MED.UPENN.EDU
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   先日はSSNが300近くまで上がりましたが、磁気嵐が発生して、なかなかコンディションが良くなよりません。こんなときは、不思議なことに、14MHz帯でオセアニア、特にVKが良く入感します(と言うか、普段強い局が磁気嵐でかき消され、その影響が少ないVK局が浮き出て来るのか)。
 今朝、デジタルモードのJT65でVKが-06dB(JT65モードでは、599のようなRSQ(RST)でなく、コンピュータが解析したS/N比をdB単位で報告します。-06dBはJT65モードでは、かなり強い信号です)でCQを出していたので、応答しました。ところが、当局のコンピュータ(PC)が4秒ほど同期が遅れていて、エンコード(信号の解読)できていない模様で、更にCQを出し続けています。PCの時刻を「時刻サーバー」を使って同期をとっても、改善しません。(JT65モードでは、送信側と受信側のズレが1秒程度までであれば、なんとかエンコードしてくれます。かなり、シビアーです)時刻サーバーが狂ってる?それはないだろう、と思って、仕方なく、JT65ソフト内臓の時刻補正機能を使って、4秒遅らせて、送信するも、時刻補正は受信時のみ作動し、送信時は役立たず。参りました!まさか、時刻サーバーが故障しているのかも!と思い、別のサーバーに変更して(IPアドレスの指定変更)、PCの時刻同期を取った後、送信すると、上手く行きました。が、すでに遅し、VK局はQRTしてしまいました。残念!
 時刻サーバーが狂うとは!米国NISTの2次標準時刻サーバーを指定していたのに!磁気嵐の影響ですか?NISTさん。
 

28MHz帯の垂直型ツィーン・デルタループ・アンテナの製作

 投稿者:小松 WJ2T (JJ3BHT)  投稿日:2014年 4月16日(水)06時09分55秒 PHARME81.MED.UPENN.EDU
返信・引用
  28MHz帯の垂直型ツィーン・デルタループ・アンテナ(Vertical Twin Delta-Loop Antenna)の製作

<<デルタループアンテナ>>
  すでに、いろいろなデルタループアンテナを作成して来ました。とくに、正三角形でなく、二等辺三角形のものを重点的に検討してきました。その理由は、アンテナのインピーダンスが正三角形タイプ(120オーム程度)よりも小さくなり、二等辺三角形の底辺の長さを調整して50オームにすることが可能だからです。詳細は、これまでの掲示板の書き込みを参照下さい。だだし、底辺の長さを斜辺の長さに比べて、かなり小さくしないと50オームにマッチさせることはできません(JA7RKB・十文字OMが、すでにモービルハム誌で報告)。つまり、細長の二等辺三角形となり、背の高いアンテナとなります。また、水平偏波の放射電流が流れるエレメント(二等辺三角形の底辺)の長さが短く、効率が悪いような気がします(MMANA-GALでアンテナのシュミュレーションをすると、正三角形のものとは遜色ないのですが、実際、スリム化すると性能が少し劣るようです。)。そこで、正三角形のデルタループに近い構造とし、しかもアンテナのインピーダンスが50オームに近くなるアンテナを試行錯誤した結果、二等辺三角形の頂点から給電するデルタループを2つ並列結合したツィーン・デルタループアンテナを思いつきました。と言っても、このアンテナ、すでに報告されているので、珍しくもないのですが、今回は、垂直に接地し、打ち上げ角をできる限り低くしてみました。
 いつもながら、15m程度の白樺の木立にアンテナを結わい付けるので、サイズを考えると28MHz帯となりました。ちなみに、デルタループアンテナは、意外にも、他の周波数帯にATUを使えばQRVできるので(当局のもう1つのアンテナ、14MHz帯の倒立型スリムデルタループアンテナは、7、10、18、21、24、28MHzで波が出せます。特に28MHz帯は2波長デルタループとしてATUなしで良く飛びます。7、10、21MHz帯は、頭上に向かって波を出しているのか、ローカルにしか飛びませんが)、別途検討するつもりです。
 構造上、バタフライアンテナと類似していますが、給電方法(給電点)が異なります。バタフライアンテナは、フォールディド(折り返し)型のダイポールアンテナです。ちなみに、バタフライアンテナでは、たとえば、上の二等辺三角形の左斜辺と下の二等辺三角形の左斜辺に給電します。

<<アンテナの製作>>
 あらかじめアンテナシュミレーターのMMANA-GALを用い、寸法の最適化を行い、図のようなサイズとなりました。最適化に際し、給電点は中央の赤丸点とし、二等辺三角形の底辺は、2本のグラスファイバー棒の長さとして3.4mに固定、二等辺三角形の高さのみを変化させて、最良点を決定しました。
 エレメントは、直径0.8mmの塩ビ皮膜銅線で、前回までは耐圧1000Vを使いましたが、今回は入手できず、300Vのものを使いました。RTTYでベアフット(200W)で波を出しても大丈夫かどうか心配ですが! 3.4mの二等辺三角形の底辺の水平のエレメントは、それぞれグラスファイバー棒にタイラップで縛り付け、斜辺のエレメントと半田付けしました。もちろん、融着テープによる防水も忘れずに。二等辺三角形の斜辺のエレメントは約4mとし、実際に木立に設置したのち、アンテナ・アナライザーでアンテナのリアクタンス成分を測定しながら、4本の斜辺のエレメントを給電点で上下左右等しく切り込んで(当局は10cm刻み、共振周波数がほぼ300kHzずつ上昇)ゼロに追い込みました(共振周波数を希望周波数に合わせる)。最終的に、アンテナの給電点でのインピーダンスは、48 - j5オームでした(アンテナの最低地上高は4m)。レジスタンス成分が50オームから大きく外れる場合(30や70オームとか)は、3.4mのエレメントを伸ばすか、短くしないといけませんが、ATUでカバーできる範囲でしょうから、そのままに!
 ちなみに、デルタループアンテナでは、理論的にコモンモード電流は生じないと言うことですが、念のために給電点直下の給電同軸ケーブルに5個のパッチン・コアを数珠繋ぎにし、また同軸ケーブルを巻いて作ったチョークバラン(フロートバラン)も挿入しています。
 垂直にアンテナを設置していますから、給電ケーブルの取り回しがたいへんです。当局は、10m程度はなれた隣の木から水平に給電ケーブルを繋いでいます。くれぐれも、アンテナの真下から垂直に給電ケーブルを上げないように。干渉してSWRが下がらず、また電波の放射特性が期待されたようにはなりません。ちなみに、このアンテナ、MMANA-GALによりますと、水平に接地しても、打ち上げ角が少し大きくなる(19度から25度へ)程度です。最大利得はそれほど変わりません。(HFで水平にアンテナを設置する場所があれば良いのですが、なかなか難しい。UHFの場合、サイズをそのまま縮小して下さい。アンテナの水平設置で垂直偏波となります。)
 リグ側給電ケーブル端で、アンテナアナライザー(RigExpert AA-30)で測定したSWRは、28.0MHzから29.7MHzで1.4から1.8でした。ループアンテナの特徴の1つですが、帯域がとても広いです。(リグ内臓のSWR計では、針が1に張り付いて動きません。リグの回路設計でSWRの精度を甘くしているのかな、ヤエスさん?)

<<アンテナの飛び、受けは>>
 製作後、それほど時間が経っていないので、詳細は分かりませんが、14MHz帯の倒立型スリムデルタループアンテナ(二等辺三角形の底辺4.3m、斜辺8.2m、給電点地上高3m)を2波長デルタループとして使用した場合と比較しました(打上角13度と50度でGain = 6.4 dBi  、一方、今回作成のツィーンデルタループアンテナは、打上角19度でGain = 10 dBi: 両アンテナとも最大輻射ローブは南北方向。上記計算はMMANA-GALによる)。SA や北極越えEUを聞き比べて見たところ、大きな差はなさそうです。カスカスのシグナルで差が出てくるのではないかと期待しています。「飛び」に関しては、デジタルのJT9-1モード、もしくはJT65モードでCQを出し、そのときの各局の受信強度をhttp://hamspots.netで収集して比較したいと思います。
 

Re: 寒波

 投稿者:WJ2T (JJ3BHT)  投稿日:2014年 1月10日(金)01時12分51秒 PHARME81.MED.UPENN.EDU
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  > No.645[元記事へ]

管理人さんへのお返事です。

KSTさん、明けましておめでとうございます。今年も宜しくです。

 とんでもなく寒かったです。晴天で、家の中では、日向ぼっこができるほど気持良いのですが、外はとんでもないです。最高気温が摂氏マイナス15度でした。最低新記録でした。風も強くて、たまりません。コマーシャルからの帰り、なんとか車のエンジンはかかりましたが、ヒヤヒヤものでした。
 無線の方、DXCC100のアワードをもらいました。CQ WPXのデジタルモードがもう少しで申請できそうです。

 昨年末、東京ハイパワーが自己破産したそうで、とても残念です。希少価値が出ますね。オークションでは、高くなりそうです。

 TU 73

> 裕明様
> ニュースで見ていますが、北東部は大丈夫ですか、なんかものすごい寒波襲来で零下37度とかいうてますが ミネソタ当たり ダイヤモンドダストなんていうてる場合じゃないですね
 

寒波

 投稿者:管理人  投稿日:2014年 1月 8日(水)19時43分56秒 58-190-64-141f1.nar1.eonet.ne.jp
返信・引用
  裕明様
ニュースで見ていますが、北東部は大丈夫ですか、なんかものすごい寒波襲来で零下37度とかいうてますが ミネソタ当たり ダイヤモンドダストなんていうてる場合じゃないですね
 

18MHz帯のZLスペシャル垂直アンテナの製作:モクソンアンテナを止めにした! 

 投稿者:小松 WJ2T (JJ3BHT)  投稿日:2013年11月 7日(木)03時49分29秒 PHARME81.MED.UPENN.EDU
返信・引用
  <<なぜ、ZLスペシャルアンテナか!>>
 すでに、この掲示板で紹介して来たように、多くのHF用アンテナを自作しましたが、どうも満足できるものが作成できません。もちろん、タワー上の多素子のモノバンド八木アンテナがベストであることは、十分に承知しています。しかし、アンテナ設置環境や「先立つもの」(費用)を考えると、悲しいかな、それは夢でしかありません。
 アマチュア無線の楽しみ方は人それぞれ。コンテストに参加する人、QSLカードやアワードを集める人、リグを自作する人、QSO(ラグチュー)を楽しむ人。当局はアンテナの自作です。50MHz帯のJ型アンテナから始まり、いろいろなアンテナを自作し、とっかえひっかえ試して来ました。昨年、OM局と久々にアイボールした際、せめて3エレ八木か2エレのHB9CVにしてはどうかと助言を頂きました。さすがに、3エレ八木は大きすぎて(10MHzから21MHz帯を想定している)、垂直系に限定したい当局のアンテナ設置環境に適さず、また、位相差給電アンテナであるHB9CVは再現が難しいことから(だからプロは使わないらしい)、自作に二の足を踏みました。それでも、いろいろ考えた挙句、モクソンアンテナと言う、日本ではあまり馴染みのないアンテナの自作を試みました。
 モクソンアンテナの動作原理は、2エレの八木アンテナと同じで、ただ、電流がほとんど流れない前後エレメントの両端を互いに内向きに90度曲げたものです。従って、2エレの八木アンテナと遜色のない性能が得られるものの、サイズが小さく、世界的にファンが多いアンテナです。幸いにも、自作派のために、MoxGen.exeと言う、WindowsOS用のアプリが無料でインターネット上に公開されていて、中心周波数を入力すれば、エレメントの長さが計算できます。アンテナのインピーダンスは、放射エレメントの中心から給電すれば50オームで、インピーダンス・マッチングが不要、1:1バラン、もしくはチョークバラン等によるコモンモード対策だけで済みます。これを作らない手はない。
 21MHz帯での使用を目的にMoxGen.exeで計算し、その寸法通りに作成して、アンテナを設置し、給電点でアンテナのインピーダンスを測定しました。ところが、その共振周波数(インピーダンスのリアクタンス成分がゼロの周波数)が19MHzぐらいにあり、途方に暮れてしまいました。確かに、地上高などによって、共振周波数がずれるのは当然ですが、それにしても、あまりにもずれ過ぎていました。仕方なくエレメントを切り込んで、中心周波数を希望の21MHz帯にしました(後に、別途、14MHz帯用も自作しましたが、同様に、中心周波数が大きく低波長側にシフトしました)。インターネット上で調べると、同様の経験を持つ局を見つけることができました。MoxGen.exeをどこまで信用できるのか?良好なアンテナ特性が発揮されているのか疑問が残ります。(自作好きにとって、アンテナの設置後、微調整でリアクタンス成分がゼロとなり、SWR計の針が微動だにしない時は、本当に達成感があり、気持ちの良いものです。もちろん、SWRが1.0であろうが2.0であろうが、実用的には差異はないのですが! 要は気持ちの問題! 良く飛びそうな気がするだけだが。)このアンテナをしばらく使ってみたものの、結局、次のアンテナを模索し始めました。
 結局、一旦諦めた2エレのHB9CVアンテナを考え始めたのですが、どうも垂直に設置するには問題が多く、通常使われるガンマーマッチング部分の製作がワイヤーアンテナでは難しそうです。もちろん、エレメントの切り込みでもマッチングは可能ですが。そこで、類似の動作原理を持つ2エレのZLスペシャルアンテナを自作することにしました。垂直に設置する場合、水平に3本の支柱(グラスファイバー棒)を設置し、長いワイヤーエレメント(300オームのTVフィーダー線)を垂れさせるだけで済むので構造が簡単です。ところが、インターネット上で製作情報を探しましたが、作り方がそれほど掲載されていません。300オームのTVフィーダー線が入手困難となり、自作する局数が減っていることが原因であろうと想像します。米国では、幸い、電気部品販売チェーン店の「ラジオシャック」で300オームのTVフィーダー線が入手可能でした(100フィート、約30mで$18)。

<<18MHz帯のZLスペシャル垂直アンテナの製作>>
 設計はインターネットに掲載されていたW4RNL局 の「Modeling and Understanding Small Beams」中の「波長寸法」(寸法を波長基準で記載)を参考にしました。(日本語でインターネットを探しましたが、寸法は掲載されているものの 算出法の根拠が明確でありません)。図にアンテナの構造を、表にエレメントの長さを示しました。注意点は、前後のエレメントには同位相の電流が流れるために、エレメントの「切り出し長」の算出には、300オームのTVフィーダー線の速度係数(約0.82)を使わず、塩ビ被服の銅線の速度係数(約0.98)を使った機械長として計算すること。前後エレメント間の位相反転・遅延ケーブルは、異位相電流(180度差)が流れるので、速度係数0.82を使った電気長として計算すること。要は、HB9CVとエレメントの大きさに違いはありません(もちろんエレメントの材質にわずかに依存しますが)。
 実際に立ち木に揚げてアンテナのインピーダンスを給電点で計ると、155 + j21オームでした。この値に困りました。手持ちのアンテナアナライザー(RigExpert AA-30)は、すでにこれまでのアンテナ製作の掲示板中で書いてきましたように、検体(この場合はアンテナ)のインピーダンスが50オームから大きく外れると正確な値を示さないのです。米国アマチュア無線連盟(AARL)の機関紙「QST」にすでに検証記事が掲載されていて、それに寄れば、
純抵抗100オーム時: 99.0 + j8.8 @ 14MHz
                   97.0 + j16.8 @ 28MHz
純抵抗200オーム時:195 - j26 @ 14MHz
                   188 - j50 @ 28MHz
と報告されています。18MHz帯の測定値がなく、自分で純抵抗を付けて測定すれば済むのですが、純抵抗のリード線を極力短くしてアナライザーの測定端子に接続することが必須です。もし、それができたとしても、結局、それが正しいかどうか分からないので、自分で補正するのは止めました。アンテナのインピーダンスの実測値155 + j21オームで、リアクタンス分が+21オームですから、ほぼ共振していると言って良いでしょう。それで、そのまま値を信じてアンテナのマッチングを試みました。以前に書きました、終端をショートした300オームのTVフィーダーをL成分、終端を開放した50オームの同軸ケーブルをC成分としたLCマッチング回路を給電点に付加したのですが、SWRの最小周波数が17.5MHzぐらいになってしまい、満足できるものではありませんでした。正確にアンテナのインピーダンスが計れていないことが原因でしょう。ただし、アンテナチューナー(ATU)を使えば問題なく使えるので、しばらく使ってみました。
 さて、その後、LCマッチング回路でなく、バランに置き換えることとしました。リアクタンス分は+21オームで、ほぼOKとして、レジスタンス分の155オームを同軸の50オームにマッチングする必要があります。1 : 4 (50 : 200)か4 : 9 (50 : 113)のバランが考えられます。まずは、製作が簡単な1 : 4(巻き比1 : 2)をトライしました。手持ちのトロイダルコアはT-20#10でAWG18、JIS1.0mm(直径1mmの銅線)2本を平行で6回巻きです(写真参照)。結線方法は、インターネットで検索して下さい。トロイダルコアが少し小さ い気もしましたが、RTTYで200Wフルデューティーで10秒間でも焼けることなく、うまく動いています。写真のグラフは、リグにおけるアンテナのインピーダンス(実線がレジスタンス、破線がリアクタンス)を示します。SWRは18.1MHzで1.2程度、ATUが不要です。
 HB9CVとの違いは、ZLスペシャルは一種のループアンテナです。フォールデットアンテナと言った方が正確かも知れません。従って、ループアンテナに対して一般に言われているように、ノイズの少ない静かなアンテナであるかも知れません(直流的にはショートしています)。また、帯域(SWRが小さい周波数の幅)が広いことも特徴でしょう。ZLスペシャルアンテナのそれぞれの前後のエレメントには2つの半波長の波が乗ります。1つの波しか乗らないHB9CVと比べてアンテナのゲインが大きいような気がしますが、ZLスペシャルアンテナのエレメントのTVフィーダー線の近接平行2本線のそれぞれに流れる電流はHB9CVの半分ですから、合算すればHB9CVと同じになります。アンテナの入力インピーダンスは互いに異なりますが、輻射特性は似たものとなります。
 アンテナのF/B(前後)比を測定したいのですが、HFのモービル機やハンディー機がないのでできません。お持ちの方は是非トライして下さい。後方エレメントを数センチずつ切り込んで下さい。SWRはそれほど大きく変化しませんが、F/B比が変化します。

<<18MHz帯のZLスペシャル垂直アンテナの飛びは?>>
 ここ数週間(8月上旬)は、18MHz帯のコンディションがまぁーまぁーで、デジタルのJT65モードでCQを出したところ、JAがオープンしていたのか、5 局ほどJAから呼ばれました。翌日、新潟の局がSSBでCQを出していたので呼ぶと応答があり、米国で初めてJA局と10分ほどラグチュ ウしました。QSBがありましたが、S55~S59でとてもFBでした。ちなみに、相手局は3エレのモノバンド八木、当局はPEPで200Wでした。
 7L4WVU局やJI1FGG局が掲示板で指摘しているように、この18MHz帯用のZLスペシャルアンテナは21MHz帯と24MHz帯もATUを使って送信可能です(SWRがATUで対応できる程度に低い)。特に、リアクタンス分がゼロに近い24MHz帯では(ただし、レジスタンス分が50オームからかなりずれていますが)上手く飛ぶようです。MMANA-GALでアンテナのシュミレーションをすると、18MHz帯に比べて、上角への輻射が増える分、DXに有利な低角の輻射が減少します。しかし、実際使ってみると、意外に飛びます。参考までに。

http://www.qrz.com/db/WJ2T

 

全市全郡

 投稿者:管理人  投稿日:2013年10月 6日(日)16時09分46秒 58-190-64-141f1.nar1.eonet.ne.jp
返信・引用
  来週の全市全郡コンテスト、十津川村の玉置山へ行くことにしました。
144か50の予定です。参加部門は電信電話。
 

続・21MHz帯のスリムデルタループアンテナの製作: 倒立型への変更 ― 移動運用に最適!

 投稿者:小松 WJ2T (JJ3BHT)  投稿日:2012年 9月20日(木)03時39分1秒 PHARME81.MED.UPENN.EDU
返信・引用
   前回、製作した超細長スリム・デルタ・ループ・アンテナの改良を行いました。
 と言っても、アンテナ本体を改良した訳ではなく、倒立型(倒立二等辺三角形)へと変更しました。

<<正立型の「飛び」と「受け」>>
 改良前の正立型の「受け」に関しては、他のループ・アンテナと同様、ノイズが低く、他のタイプのアンテナ、たとえば当局が上げた経験があるスリム・ジムやJ型アンテナに比べると、ノイズに関し格段の差があります。たとえば、当局のリグ(FT-2000D)の受信部には、2つのRFアンプ(AMP1とAMP2)があり、それぞれ+10dBと+17dBの利得となります。しかし、スリム・ジムやJ型アンテナでは、ノイズがひどく、アンプをOffにしないと聞いていて疲れてしまいます。しかし、デルタ・ループ・アンテナでは、そのようなこともなく、AMP2をONにしてもノイズが気になりません。
 さて、「飛び」に関してですが、とてもBFです。CQ局を呼べども、ほとんど応答がありません。信号が明瞭に入感していても、全くだめです。CQ局の出力が大きい場合が考えられますが、その場合でもこちらの出力を上げれば何とかなるはずです(PSKやJT65モードでは、通常25W程度で十分ですが)。JT65モードで幸運にも応答があったとしても、互いのシグナルリポート(互いのリグ接続のコンピュータ が計算した信号強度をdB単位で客観的に交換、人為的な介入は不可能)に10dB以上の大きな差が出ます。多素子の八木アンテナで同様のことがあると聞いたことがありますが、どうしたものか?パイルアップしている訳でもないのに、聞こえているのに「取って」もらえないのはとてもストレスです。

<<倒立型への変更>>
 スリム・デルタ・ループ・アンテナは、通常、水平偏波ですが、ほとんどは、二等辺三角形の底辺から輻射されます 。縦の2辺からは、見かけ上、互いに位相が180度異なる波が出て、スクウェアー・ループほどではありませんが、打ち消し合うために、ほとんど波が出ません。つ まり垂直偏波は出ません。図1には、倒立型の電流分布を示しています。黒線はアンテナエレメント、赤丸は給電点、水平の青線は電流の水平偏波成分、縦の赤線は電流の垂直偏波成分です。従って、通常の二等辺三角形(正立型)にすると、底辺の高さが低く、飛びが悪いと考えました。そこで、倒立型に変更し、底 辺を最高部(14mH)にしました。アンテナ・シュミレーション・アプリ(MMANA-GAL)を使った解析では、打ち上げ角が少し小さく なった程度で、利得や輻射特性に大きな違いは見られませんでした。しかし、実際にQSOすると、かなりの改善が見られました。たとえば、PSKモードでは、呼べばほとんどが応答してもらえるようになりました。また、JT65モードにおいて、互いのシグナルリポートに大きな差が出なくなりました。これには満足しています。1エレの デルタ・ループは、2か3エレの八木に相当するとの評価がありますが、そのような気がします。
 この倒立型スリム・デルタ・ループ・アンテナは、まさに移動運用に最適です。しばしば、ヘンテナが移動運用に用いられますが、利得が若干劣るものの、このスリム・デルタ・ループ・アンテナの方が構造が簡単で、組み立ての容易さや風の低抵抗を考えると移動運用に最適でしょう。

<<倒立型の製作>>
 寸法を図2に示します。正立型をそのまま逆さにすれば良さそうですが、給電点が底辺中央から二等辺三角形の頂点へ移動したことに伴い、二等辺三角形の底辺を新たに製作しました。2m程度のグラスファイバーの棒(直径8mm)を購入し(木製や竹製でもOK。ただし、ある程度の「曲げ」に対する強度が必要)、1.4mに切り、同じ長さの塩ビ皮膜銅線を沿わせて、複数のタイラップで銅線を棒に固定しました。銅線の両端を縦のエレメントと半田付けし、融着テープで防水処理後、縦エレメントを「ホースクランプ」で棒両端に固定しました。もちろん、底辺を金属、たとえば鉄パイプ等にするならば、塩ビ皮膜銅線は不要です。
 共振周波数(21.08MHz)におけるエレメントの実寸法(図2)に関し、縦エレメントの長さが、正立型に比べて少し長くなりました。これは、恐らく、正立型における底辺(給電点)のステンレスパイプを倒立型では銅線に変更したことに起因すると思われます。
 調整後のアンテナのインピーダンスは21.08MHzで Z  = 68 - j1オームとなり、50オームよりも少し高いですが、ATUなしでも問題ありません。

http://www.qrz.com/db/WJ2T

 

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