アンテナ

2018/12/16

1200MHz コリニアアレーアンテナ

1200MHzのシステムもだいたい完成してきた。こちらでもそれなりの結果を得ている。最後?に前から気になっていた無指向性のアンテナを試して見る。筑波山あたりだと、都心まで距離があるので、それなりにゲインが欲しくなる。マルチパスの観点では、単一指向性のアンテナの方が有利なはずだ。
もっとも、実際にやってみると1200MHzは反射波が多くて、必ずしも直接相手に向けた場合に信号が強くなるわけでもない。この当たりが中々難しい。

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外は寒い。北風も強いが建物の陰で若干和らいでいる。そんな中、15ele LOOP YAGIとの比較試験を行った。上部の赤いテープから上が、今回製作したコリニアアレーアンテナだ。

最近、このアンテナの普及に努められている7K3DIWさんの情報も参考にした。
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エレメントは3D2Vを1/2λ=78mm,1/4λ=39mmとして作成した。段数は、あまり垂直面の指向性がシャープになっても使いにくいので、10段とした。全長が約1m程度で、釣り竿の中に入れるのにちょうどよい長さになっている。

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このアンテナは80年代にJA7RKB著の1200MHzハンドブックにも記載がある。コリニアアレー自体は単線のエレメントの途中にスタブを入れて移相を合わせてスタックするのが基本形だ。同軸ケーブルを使った方式は先端部の反射を利用した漏洩ケーブル的動作をするという。感覚的には何となく理解でき、エレメントに使用する同軸ケーブルのロスも気になるところだ。直感的には1200MHzともなると同軸ケーブルのロスもかなり影響すると思われる。RKBさんの記事では、エレメントを76mmとしている。この影響を厳密に比較するには垂直面のパターが測れないとわからないであろう。まあ、最近、皆さんが製作されそれなりの結果を得ているようなので気にするほどでもないのかもしれない。難しいことを考えず製作してみた。

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いきなり、釣り竿のロッドの中に納まった完成した外観だ。スマートにできた。先端にはケーブル処理に使うビニール?製のキャップを被せてある。下部は自己融着テープで処理している。ある程度水分の逃げを作った方が良いが、結果的に密封構造になってしまった。まあ、いいか。

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マッチング部はDIWさんの方式の同軸ケーブルによるオープンスタブでは、切り詰めても、マッチングの取れた点を見つけることができなかった。そこで、0.9mmの園芸用の銅線でショートスタブにしてみた。RKBさんの記事でも同軸によるショートスタブも使っている。上の写真だと、またちょっと上に最低点がある。

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もう少し、ショートスタブを長くしてみた。釣り竿に納めなければいけなので、スタブを丸めている。若干特性に影響するが、スペアナを見ながら適当に合わせこむ。大体、上の寸法図の通りとなった。グラスファイバーのロッドもマッチングに若干影響するが気にするほどでもない。最終的にリターンロスで約18dB、SWRで1.3程度だ。帯域はかなり広いと思う。気になる方は、もっと追い込めると思うが、この辺りはテキトウ。

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で,試運転の結果は??

直接波が届く範囲で、YAGIをきちんと向けた場合、メータ表示のドットで2つ程YAGIの方が良い。しかし、反射波でくる場合は、YAGIの方向を探っても結局コリニアーの方が信号が上回る場合もあった。
絶対ゲイン差で2目盛り程度の差であれば十分に実用になる気がする。むしろ、YAGIの様にヌル点が無いので使いやすかもしれない。(皆さんが、とっくに前から言っている通りだが・・・・)
実際に山に持っていて比較してみたいと思う。これで、本当にアンテナシステムの完了かも。。。


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2018/06/23

1200MHz26eleループアンテナ

このところ、先週のAA contest CWもお休みして、1200MHz関連の小物をいじっている。1200MHzでQSOしている中で、スタック化よりもある程度、ブーム長が長い方が良いとのご意見をいただいた。2階のベランダからの運用ではスタックアンテナにしても差がわかりづらい。比較試験用の同軸リレーも出来たので、厳密に比較評価をしてみたいと思っている。

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昨年から使っているループアンテナに1m長の角アルミをもう一本つなげて、全長2mのブームにエレメントを並ぶだけ並べてみた。15+11=26eleになった。追加した導波器は4mm径アルミ線をエレメント長210mm、間隔は90mmで置いた。

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単純にエレメントを増やした時のリターンロス特性。40Mhz以上高い方に共振点がずれている。放射器の長さを5mmづつ長くしたり、短くしてみたが、共振点が動かない。第1導波器を放射器に近づけてみたり離してみたりするが、どうも目標の1295MHzには追い込めない。反射器を導波器から離すことで若干共振点が下がることがわかった。
そこで、反射器の長さを少し長くすることにした。オリジナルは250mm。255mmと260mm試してみた。どちらも共振点を下げることができた。あまりオリジナルの寸法と違わない方が良いと思い255mmにしてみた。
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リターンロスで17dBは取れているので、SWRでは1.4程度だ。まあ、このくらいなら十分だろう。
ちなみに、この状態で、追加した11本の導波器を外して、元の15eleにすると、さらに良くマッチングが取れている。偶然だが。
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午後からは、天気予報どおり雨になった。今日も試し打ちのため雨の中、ベランダにアンテナを仮設してみた。天気が良くないので、パッとしない画像だが。
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2018/03/24

1200MHzループアンテナのスタック化

1200MHzのグレードアップと言うことで、アンテナをスタック化することにした。15本ものエレメントのアンテナをさらに追加しようということで、地味な繰り返し作業が続く。

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やっとのことで組みあがり、今日は調整だ。室内でも可能だが、やはり屋外が良い。リターンロスを見ていると、アンテナの側面はあまり敏感ではない。正面方向に障害物があるとリターンロスを見ていても影響を与えていることがわかる。エレメントもそうで、先端のエレメントは関係なさそうに見えるが、手を近づけると影響している。一方、リフレクターは意外と鈍感だ。手を近づけることでどこが鋭敏かがわかって面白い。まるで電波が目に見える?ようだ。
SWRブリッジを抱かせて測定している。ケーブルロスもノーマライズでネグってある。

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さて、本題のスタック化だ。先に作ったスタックケーブルを入れて、リターンロスを測っているところ。
あとでデータを上げておくが、あんまりよくマッチングが取れないなぁ、アンテナ単体、スタックケーブル、それぞれを追い込む必要がありそうだ。

出来上がりは、こんな感じ。
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(日曜日の写真と入れ替えました、いい天気です)

-・・・-
備忘録、データを残しておく。各個体は同じような傾向を示しているが、加工精度の問題か、微妙に特性が異なる。1200MHzで特性を合わせるには、できれば、0.1mm、少なくとも0.5mmの加工精度が必要だと思う。
まずは、単体のリターンロス。
No.1、これは以前作ったものだ。再度、同じ条件で測定して他と比較する。
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No.1はマッチング用にマッチングスタブが付加されている。これを入れても完全にはマッチングできなかったと記憶している。

No.2
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これでもいいかなぁ、とも思ったがNo.1と同じスタブを追加してみた。追い込んでいないので、最適値ではない。

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No.3、スタブなし。
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No.3、スタブあり。
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N0.4、スタブなし。
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No.4、スタブあり。
Dscf0182

スタブは、0.9mm径の銅線。
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スタブの様子。
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-・・・-

肝心のスタック時の特性。何だか、微妙?、リターンロスで9dBということは、SWRで2程度。もう少し、マシだとよかったのだが、とりあえずこれで様子を見てみようか。
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スタックの間隔は、30cm。25cmよりも近づけると、リターンロスを見ていても影響が見え始める。1λよりも広い間隔だが、相互の影響が少ない方が良いと考え、この値にした。一般的に、間隔を広くすると、サイドローブが出るようになる。この場合は、上下方向だが。しっかりと評価ができていないので、相互の結合は少ない方がいいと思う。


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2018/01/15

スタックケーブル

430MHzのアンテナをスタックにしてみたいと思いケーブルを作ってみた。

ちょっと工夫したのがこれ。最短で配線しかつ、コネクターに加工を施している。
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普通ならこんな物を使うのだろうが、事前のテストでは、SWRの最低点でも1.6程度と高い。UHFコネクターは400MHz帯では怪しい。50オームからはかけ離れているのだろう。
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理想はケーブルの途中にコネクタを付けることができればいいが、それはできないので、コネクターの上にプリント基板(両面)をひいて高さを合わせる。スルーホールにできないので、銅テープで裏面と接続を取る。この辺りは最短になるように。
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測定の様子。接続部は2液性のエポキシで固めてある。防水と補強を目的としている。使用前後で若干特性の変化があるがそれほどは大きくない。
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これを見ると144MHzでも使用できることがわかる。むしろ430MHzよりも良い。
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拡大した画像。若干高めに最良点がある。気になるならば再調整を。
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寸法を記載しておく。
末端のUHFコネクタの中心導体の先端間で2320mm。使用ケーブルはS-5C-FB。絶縁体が発砲スチロールで短縮率が80%程度と言われているものだ。


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2017/09/16

1200MHz 初QSO!

やっと、交信することができた。といっても、自宅からではない。自宅では全く聞こえてこないので、交信できそうな気がしない。そこで今日は今にも雨が降りそうだったが、筑波山へ行ってみた。

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メインチャネルでCQを出すも、まったく反応なし。何回かCQを出すと、足立区の方からコールバックがあった。その後も反応なしが続く。

仕方が無いので、7MHzへ浮気?。PCでキーイイングしようかとも思ったが接続するのがめんどくさいので、エレキーと紙ログでやってみる。40分で50局強とQSOできる。このくらいできると気分がいいのだが。(相変わらずの乱打でSRI!)

その後、本当に雨が降りそうな冷たい風に変わってきたので、HFのアンテナを撤収して、またまた1200MHzに戻ってみる。相変わらず、応答がないがその後2局とできた。最後の局とは電池が切れて、尻切れになってしまったがRS交換までしたので、成立ってことにしておこう。

しっかし、1200MHzは局がいないね。交信した局以外にラグチューをしている2局の都合5局が聞こえるのみだった。CQ出しても呼んでもらえないのかも、と思ってしまう。まあ、いい経験になった。

アンテナはそれなりに指向性があった。サイドローブも感じられ、こんなもんだと思う。もちろん、付属のホイップよりはゲインがありました(ホッ)。

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2017/09/09

1200MHzループアンテナ

2週間ほどで変更申請が受理されて、免許状もいただいた。標準のホイップアンテナで聞いているが1局も聞こえない。出ている人がいないようだ。こりゃあ、山の上にでも行かないと交信できそうにない。

とりあえず、アンテナを作ることにした。この方のサイトを参考にさせていただいた。ブームに使用するアルミ製のチャネル10x15があったのでこれを使った。長さは1000mm。これで15eleのエレメントを乗せることができた。(オリジナルは20ele)
エレメントをアルミ板で作成しようと思ったが、切断が意外と難しい。シャーリングでバサバサと切ることができれば簡単なんだけど。仕方が無いので、園芸用のアルミ線4mm径と3.5mm径の銅線を材料にした。
給電部はFR4の小さなプリント板で支持している。スタブも取り付けているが、リターンロスは20dB程度。ラジエターの前の導波器の間隔を調整してやると、共振点が動くようだ。ここでは、ちょいと間隔を広げると30dBは取れるようになる。まあ、あんまり神経質になることもあるまい。

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リターンロスの様子。室内で測定しているので、このようにアンテナの位置を変えると、共振点も動いてしまう。20dB以上取ろうと思うと、環境を固定して合わせこむしかないが、そこまでは必要が無いだろう。
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しかし、相手がいないなぁ、1局も交信できない。

備忘録===============================
ナイロンクリップAB-4N-W
裸圧着スリーブB-8 10 (6.64-10.5SQ)

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2016/06/19

HB9CV

この休みは、こんなことをしていた。完成まではまだまだ。今日はここまで。

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50MHz用のHB9CVアンテナを作ろうと試みている。自作のトランスバータで50MHzを聞いていると、休みの日になるとローカルの久喜の方とか、関東近郊の山間部に移動した局など結構聞こえてくる。アンテナは7MHzのGPでも結構聞こえる。CWではHLがCQを出している。

となれば、アンテナが欲しくなる。小さくてそれなりに使えそうなということで、HB9CVを試してみることにした。オリジナルの2ele版だ。3ele、4eleと段々大きなアンテナが欲しくなりそうだが、まずはこのアンテナで試してみようと思う。

ブームはアルミ製のコの字のチャネル、エレメントは園芸用のグラスファイバーを使ってみた。中空ではないのでちょっと重いがなんせ安価なのが良い。1本85円であった。長さは2700mm。2400mmの物が一般的かも知れない。今日ホームセンターで見つけた。いずれにしても50MHzでは長さが足りない。リニアローディングにしようかと思ったが、2700mmのロッドであれば、先端にヒゲを付けるだけで済みそうだ。とにかくやってみよう。

エレメントは、これもまた園芸用品。AWG?20番、約0.9mm径の銅線を使う。90mの長さで1000円台とこれもまた安価なものだ。エレメント径がアルミパイプとくらべて細いので、短縮率があまり効かないかもしれない。この当たりは要調整だ。

今日は2階のベランダでブリッジを使って調整してみた。エレメント長(片側)1400mmで約50MHzに共振した。想定よりも短い気もするがこんな物だろうか。もう少し進めてみようと思う。(つづく)

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つづきは、こちら。(2016/12/29)

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