アンテナ

2022/05/09

70cm/2mデュアルバンドGP

屋根裏で現用のアンテナをもう少しちゃんと作ってみた。用途はモバイル?用。車にアンテナ基台をつけてみた。運転しながらQSOするつもりはないが、高台に車を止めて簡単に運用ができないかと思ったからだ。電源の引き込みとアンテナを簡単に接続できればいいと思う。

長いモービルホイップを買ってしまえば簡単なのだが、意外と高価だ。それではということで作ることにした。材料はすべてありあわせのもの。モバイルの経験はないが、アース云々よりも給電点の高さがものをいうと思う。電圧給電にするもの見かけ上、給電点を持ち上げる手法だと思う。

なので、今回はグラスロッドで嵩上げをして、その先にアンテナを付けることにした。これなら、グランドを気にせず安定するはずだ。

オリジナルは、JG3ADQ永井さんの作だ。

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最終的にベランダでマッチングの具合を確認した。室内で確認した結果と大して変わらないのが嬉しい。高い周波数は、これが楽だ。

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給電部。ボールペンの使い古しを使う。6角だが径は約8mm。コイルを縮めれば、周波数が下がる。エレメント長で大体を調整し、コイル伸ばしたり縮めたりして共振点を調整する。

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ベースボールのエレメントとラジアルの取付部。組み立ての順序をよく考えないと組み上がらない。グラスファイバーの切り裂いた部分から、同軸の芯線をハンダ付する。ここが、最もトリッキー。70cm帯を考えると、ここはもう少しスマートに接続したいところだ。こんな形でお茶を濁す。後は2液性のエポキシで固める。今回は、いろいろな部分を小分けにして、何度もエポキシを起こして少しづつ組み立てていく。この段取りをよく考えないといけない。コイル部もよく頭でシミュレーションしておく。

 

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銅製のテープを使ってアースの接続を保つ。

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延長棒?の根っこ。UHFコネクターの外形にピッタリと合うグラスファイバーパイプを探す。ついこないだまでロケットに置いてあったジャンク品だ。肉厚だから重量がある。内部のケーブルも5D-2Vだから、これもあって全体で結構な重量になった。これをつけたまま走行するのは強度的に無理だと思う。折れて、飛んで行きそう。

 

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上部の金色?に見える部分は、ポリミドテープ。径を合わせるために巻いて調整して、エポキシで固めていく。

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最後、調整が終わったところで、ヒシチューブをかけておいた。上部と下部をゴム系ボンドで、一応、防水しておく。

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寸法を残しておく。接続部をコネクターにしたためか、エレメント自体はオリジナルより短い。2mも共振点が低かったので、ラジアルの寸法を調整して追い込んだ。

Swr_70cm

Swr_2m

VNAはこういった調整には欠かせない。リターンロスは校正していないので、いい加減。共振点をこれで求める。

Rig端のSWRでは2mはバンド全域でほとんど戻りがない。70cmは低域で1.5程度、少し上に共振点がある。サテライト用にはバッチリ。

これが連休最後の日の工作。今度の休みに、車に実際に付けて試し打ちするか。

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2021/10/07

2m GP antenna for satellite

相変わらずの、思いつき10分工作だ。自宅のサテライト用アンテナは、4ele水平YAGI針金GP(垂直偏波)を屋根裏に仕込んで、切り替えながら使っている。ゲインよりも偏波面の回転のほうが受信性能に大きく影響する。

移動用にYAGIアンテナは作った。移動地だとノイズが少なくて水平偏波のみでも比較的よく聞こえる。だが、垂直のアンテナがもう一本あると楽に違いない。ということで、10分間のいい加減?工作で作ってみた。

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アローライン風のGPだ。nanoVNAでエレメントを刻んで調整。バンド内のSWRはほぼフラットで1.1程度(Rig内臓のSWRメータ読み。ほんとかいね)

備忘録

ラジエター:48.8cm(2mm径ブレスの棒)

グラウンドプレーン:48.8cm(2mm径アルミの針金)

グランドプレーンの開き角度:エレメント先端の間隔で約35cmぐらい

 

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2021/07/24

430MHz 8eleYAGI

430MHzの八木を作った。サテライトの移動用にも使うことができる。安直に参考のデータを基にシミュレーションして製作にかかった。お題は、ブーム長が1m。144MHzの4eleのときは、苦労した。微妙に1mは難しい。今回は、楽に寸法を決めることが出来た。

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まあ、普通のスタイルだ。マッチングは、どうにでもなるガンママッチを選ぶ。

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固定キャパシターでも良いのだが、同軸構造のCにしてみた。古くは、AEAやFSがやっていたパーフェクトクワッドに使われていた。絶縁物はポリエチレンだったと思うが、ネオン看板の配線用のケーブルを使っていた。多分、同軸ケーブルよりも、芯線が太いのではないだろうか。これだと、容量が稼げる。

同軸ケーブルを使うと1cm当たり1pFと容量が稼げないので、使いにくい。今回使ったのは、テフロンチューブ。6mm径のガンママッチロッドの内径は4mm。4mm径のテフロンチューブに、3mm径の真鍮ロッドで容量を稼ぐ。実測から1.51cmで5pFを得る。多分、KW入れても大丈夫だと思うが、エキサイターが無いので、試験は出来ず。50Wではなんとも無い。余裕だ。

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真鍮のロッドはこのように実装する。外皮のガンママッチロッドの位置をずらすことで、容量を可変できる。ロッドの長さは20mm。重なり部分で15mm。約5pF。0.5mmぐらいずらして、調整をする。やってみると意外と簡単。

430mhz_8eleyagi_pattan

レフレクターの寸法が計算値と、若干異なる。多分、これに近い、特性は得られていると思う。やはり430MHzは加工精度が必要。0.1mmが出ればいいが、少なくとも0.5mmは必要だ。

実はラジエターを削りすぎて作り直した。現状では、

RD=330.0mm(現時点の最終)

430.0MHz VSWR=2.2

433.0MHz VSWR=1.5

435.0MHz VSWR=1.4

 

RD=327.0mm(削りすぎ)

430.0MHz VSWR=2.7

433.0MHz VSWR=1.9

435.0MHz VSWR=1.5

ザクッと3mmも削ったのが失敗。やはり、1mm単位の調整が必要と反省(汗。

最低値がVSWR1.4とちょっと高め。時間があれば追い込めると思う。

ー・・・ー

備忘録、データを残しておく。

430mhz_8eleyagi_sumpou

ブームは12mm角。10mm角で十分だが、勘違いしてこれを購入してしまう。丈夫でいいのだが。

エレメントは、6mm径。1mm厚と0.5mm厚が混在。ホームセンターで容易に手に入るのは1mm厚。強度的にも1mm厚のほうが安心。

ガンママッチのショートバーは1mm厚のアルミ板。幅は8mm。寸法はブーム中心から、ショートバー端面まで。

ー・・・ー

今日は実運用までには至らなかった。少し使い込んでみないと特性はわからない。久しぶりのアルミ工作、楽しかったw。

ー・・・ー

参考文献:アマチュアのVUHF技術

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2021/04/09

【追試】40m/6mダイポールアンテナ(シミュレーションお遊び)

※追試しました。間隔が重要な要素だとわかりました。

唯一無いのが、6m用のアンテナ。暖かくなったので、何とかしなければ、と焦るばかり。クリエートのRDのように、6m用のエレメントをそばに置くことで、何とか共振しないかとシミュレーションしてみた。

結果は、こんな感じになった。

40_6_dipole

わかりにくいので、手書きで中心部を拡大して描いてみた。

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40mのパターンはほとんど影響がない。

40_6_dipole_patt40

これは、6m。これは???

40_6_dipole_patt6

40_6_dipole_data

40m用のダイポールアンテナに、1cm(10cmのつもりだったが、0.01mだから、1cm。間違えました)の間隔を置いて、6mのエレメントを沿わす(つながってはいない)と、そのエレメントに誘起されて共振する。

ただ、給電点のインピーダンスが下がってしまうので、何らかの整合器が必要になってしまう。整合器を置くのでは面白くない。ここで、ちょっと頭を捻って、オフセット給電にすることで給電インピーダンスを持ち上げることができた。リアクタンス部はエレメント長でキャンセルすることができる。

パターンの方は、40mでは影響はないが、6mの方は、長いエレメントの方に引っ張られる。まあ、昔から40m用のダイポールアンテナは6mでも使える、ことになっている。SWRも3以下には収まっている。

実際、このアンテナにするかは、わからないが、シミュレーションでのお遊び。マッチングだけならば、この様な方法でも何とかなりそうだ。飛ぶかどうかはわからないけど。。

 

【追試】============================

付加した6m用のエレメント、10cm間隔のつもりだったが、勘違いして1cmでシミュレーションしてしまった。その結果、給電インピーダンスが低下してしまい、オフセット給電で逃げた。これはこれで、面白いと思うのだが・・・。

間隔を10cmにして追試をしてみた。間隔によって、給電インピーダンスが面白いように変化させることがわかった。10cmでは高すぎで、1cmでは低すぎる。ラフな調整だが、5cmでちょうど良いくらいになった。リアクタンス部分は、6m用のエレメント長で調整ができる。

これならば、簡単に調整できそうだ。もちろん、オフセット給電にする必要もない。

40_6_dipole1_patt

40_6_dipole1

40_6_dipole1_curr

電流の分布を眺めていると、40m用のダイポールアンテナに高調波で乗せている感じだ。指向性もそれを表している。6m用のエレメントを接近させることで、給電部付近の電流を操作して、位相を合わせ込んでいる感じだ。マッチングを取るためであって、電波の輻射自体は40m用のダイポールアンテナを高調波で励振しているように思う。

さて、このアンテナをなんと名付けるか?。「平行励振型デュアルバンド・ダイポールアンテナ」って、意味わかんねぇ。すでに名前があるかもしれない・・・。

 

 

 

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2020/12/10

160m フルサイズ・ロングワイヤー・アンテナ

備忘録を残しておく。

明日はARRLの160mコンテストだという。このコンテスト自体は、あまり興味はないが、ひょっとしてWが聞こえるかも、あわよくば交信できるかもと、欲を出してみた。

昨シーズンはセンターローディングの15m長程のGPを試して見たが、40mの長さに対してはあまりにも短すぎる。髭にもならない、トゲぐらいの長さしかない。これでは飛ぶはずがないと再認識したところで、昨シーズンはおしまい。

ネットには、短縮せずにとにかくフルサイズのラジエターを用いるといいらしい、と。原典は逆Lをイメージしているが、簡単にはいかないので、取り合えず頂点だけを持ち上げた逆V?型だが試して見た。

ラジアルは、フルサイズを3本。とぐろを巻くようではあるが張ってみた。長さが短いのは、モジュラーケーブルを使用したためか、誘電率の影響であろう、この長さでダイポールアンテナとして成立している(大量にあったので使用しただけで、最適ではない。廃品利用)。

結果的には、ラジエターが長めになったところでマッチングが取れた。オフセット給電になっているのかもしれない。給電点のインピーダンスが上がってマッチングが取れたのかもしれない。この辺りは、深く追求できていない。

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-・・・-

釣果の方は、

160mコンテストの方は、Wは聞こえず。呼ぶJAは聞こえるが、相手は聞こえない。こちらのノイズレベルが高いからかもしれないが。コンディションも良くないらしい。こちらは、深い追いをせず、おしまい。

FT8では、夜にUA4をget。相手がちょうどグレーラインに掛かった瞬間にできた。夜は早めに寝て、翌朝(月曜日)に早起き。EUがちらほら見える。JAのモンスターたちには、FやDLが見えるらしい。こちらは、さっぱりだ。SVやIも瞬間見えたが、呼ぶほどには上がってこない。

Ua4hbw_160m2

S55oo

S5を見つけて、しつこく呼ぶ。-9ぐらいまで上がってきて、何とか-24で応答があったが、RRが見えず。もうちょっとだった、現実は厳しい。何局かEUのUAとできたが、ここまで。早々に、アンテナを撤去。月曜だから、一応お仕事に。テレワークだが、眠かった。。

-・・・-

昨シーズンの2020 WW 160 CW Contest顛末は、こちら

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2020/11/08

10m/15m トラップ・ダイポールアンテナ

先日の東京CWコンテストでは同軸ケーブルがとぐろを巻いて大変なことになっていた。同軸ケーブルの本数を少なくするために、ローバンドのマルチバンドダイポールとこのアンテナで、少しはすっきりするだろう。フルサイズ大好きな私としては、若干でも短縮されてしまうのは気に入らないが、このくらいならばさほど効率も低下しないであろう。今回は便利さを優先した。

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エレメントはお気に入りの裸銅線。安くて軽い。給電部はコンテスの標準仕様?。バランは要らない派。コネクター接続で統一してある。

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トラップコイルを調整している。ある程度、トラップに必要なインピーダンスを得ればいい筈で、厳密に共振を取らなくても良いかもしれない。見えてしまうと追い込みたくなる。同軸ケーブルの外皮の長さを調整する。最後は心線の絶縁体を長くする。耐電圧を稼ぐためだ。こんな簡単なものでも500Wぐらいは平気なはずだ。材料はすべて手持ちの物、タダで出来るのがいい。(本当はタダではない、以前から無駄なものを買い集めているから・・)

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こんな感じで、ベランダで調整した。手すりのアルミパイプや屋根の軒板が金属だから、影響を受けているに違いない。現地で確認する必要があるが、取り合えず、追い込んでみた。

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トラップ周辺の様子。ひげで10mの共振点を調整するが、ひげの長さは、その寸法分は共振点が動かない。支配的なのは、給電点からトラップコイルまでのエレメント長。ひげは微調整に使う。結局、30分程伸ばしたり、縮めたり。ベランダなのでまだいいが、屋根の上なら大変だ。

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15mを雑に合わせたうえで、10mを追い込んだ。どうしてもCWバンドに合わせてしまう。

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その後、15mを追い込む。コイルが効いているので、15m分の追加エレメントは短い。

-・・・-

今回、一番悩んだのは、コイルのボビン。グレーの水道用の塩ビの継ぎ手が良く使われるが、厚くて重い。エレメントが華奢なだけ、釣り合わない。色々、物色して見つけたのが、シリコンシーラーの容器。古くて、中で固まった物を中身を掻きだして使う。頭の部分とエンドのキャップ?を使うと、ボビンが変形しなくて良い。軽いしこれはイイ。

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参考の寸法を記載しておく。

共振用の同軸ケーブルは3D-2V。長さは75mm(心線と外皮の重なり部分の長さ)。同軸ケーブルは1cm当たり、1pFぐらいが目安。ストレー容量もあるだろうから、だいたいこんなもんだ。

インダクタンスの計算は、長岡係数を用いる。実際は、この便利なサイトを使う。実際に作っても、感覚的には大体合うように思う。

https://keisan.casio.jp/exec/user/1488083605

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さて、これで宿題を終えた気がする。アンテナは高いお金を出さなくても、簡単にできるし性能も変わらない。耐候性や強度等はメーカ製が上だが、ちょっと楽しむならば、こんな物でも満足度は高いと思う。

 

 

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2020/11/01

マルチバンド・ダイポールアンテナ

先週の東京CWコンテストでは、あたふたして調整に手間取り、暗くなってしまう。1フィードで給電した場合、エレメント長が長くなることを忘れていたのが原因。エレメントをモノバンド使用時にも使いまわしているから、あたふたとする。そこで、専用のマルチバンドダイポールアンテナを仕上げてみた。

Multi_band_dipole

近所の江戸川の土手に出かけた。しばらくぶりに行ってみると、随分と様子が変わってしまった。

綺麗にまとめようとしたが、すっきりとしない。いまいちだが、何とか共振点を追い込んだ。10cm間隔で、エレメントを3本並べたが、20mの共振がうまく出ない。他のエレメントの影響をもろ受けているようだ。仕方がないので、20mだけ分けて、別方向に引っ張ることで解決。スマートじゃないけど・・・・。

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取り合えず、共振点を合わせこむ。

80m_dipole

40m_dipole

20m_dipole

Multi_band_dipole_vna

(写真は、自分が映り込んでうまく取れない)

何故だか、30mあたりにも共振点がある。上手く使えるか??

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80mのエレメントは4芯のモジュラーコード。被覆が厚いせいか、短縮率が大きくなる(すみません、長さは記録忘れ)

40m、20mは0.9mm径の裸銅線。短縮率なるものが効かないのか、やたらと長くなる。これは、マルチバンド同時給電の特徴のようだ。さて、このアンテナの実践投入はいつになるかなぁ。

 

 

 

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2020/01/19

160mグランドプレーン・アンテナ その2

前回はうまく調整で追い込むことができなかった。今日はそのリベンジだ。前回はnanoVNAでそこそこ共振点を追い込むことができたが、実際に無線機に接続すると共振点が見つからない。何だかキツネにつままれたようだ。

JA7KPIさんからヒントをいただいた。調整のためラジアルを1本で調整していた。シミュレーションによると、給電インピーダンスは、ラジアル4本の時と大差がない。実際は、輻射が安定しないそうで、どうもこれが原因らしい。垂直部の短縮コイルを調整したかったのだが、さすがに1本のラジアルではうまくいかないらしい。

今日は天気もいいし、風もない。河川敷に移動して調整したいと思うのだが、やはり寒そうなので億劫だ。仕方がないので、自宅のベランダで作業を進める。

今日はラジアルを、前回の1本に加え、さらに2本を追加した。当然敷地内に収まらないので、塀に沿わすようにぐるぐる巻きにしてみた。大地との間で結合すればいい、との考えであればぐるぐる巻きでも、無いよりましと言うものだ。

実際やってみると、これで安定した。VNAの表示は合っていたようで、前回と共振点はさほど変わらない。無線機を接続しても、共振点が一致する。

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今日は本当にいい天気!太平洋側は冬にはこんな日もある。日本海側では中々ない日よりだ。

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ちょっとの風でもかなりしなる。風があったら、怖い!

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給電部に使おうと思ったトランス。結局は直接給電した。

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センターローディングのエレメント調整は初めてだ。よく見るのは、コイルにタップを出して調整するようだが、今回はコイルの挿入位置で調整してみた。全長とコイルのインダクタンスを変えずに挿入位置を調整する。下(給電部に近い方)にすると共振点が下がる。ロッドが長いので上げ下げが大変だが、面白いように共振点が変化する。根気さえあれば、ピッタリと合わせることができる。先ずは、1.82MHzを狙って調整する。上手くいったので、今度は1.91MHzを狙う。微妙に合わず、根気負け。何度、上げ下げしたことか。明日は腕が筋肉痛で痛いに違いない。(結局、チューナーの力を借りて、合わせこむ)

センターローディングのエレメント調整は初めてということで、最初は給電部側のエレメントを短くして、共振点を上げようとしたが、上手くいかない。相対的にコイル位置が給電部に近くなるため、共振点が下がり、エレメントを短くした分をキャンセルしようとする。思うように共振点を上げることができない。この辺りは、後でシミュレーションで確認してみよう。何とも面白い動きをする。アンテナは面白い!

給電部は、相当インピーダンスが低下するから、トランスを用意した。9:1もしくは4:1で使おうと思ったが、実際やってみると直接つないだ時が一番リターンロスが下がる。エレメントやコイルに抵抗分があるから、結果的に入力インピーダンスが上がるのだろう。やはり、短縮アンテナはロスが多そうだ。

数値的なものをまとめておかないと、と思うのだがポールに刻んだ印と何だか良くわからないメモがあるだけ。ちゃんと残しておかないと、そのうちわからなくなる。

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今日は早速試し打ち。やはり、ノイズが多いなあ。これじゃあ、DXは厳しい。山の上は静かだったなぁ。やはり、耳が追いつかない。100WでRUNするが、強力な局もいるが、ノイズに埋もれてわからない局も多かった。ざっと、20QSOほど出来た。

西は4エリア、北は8エリアまで。近くがあまり良くなかった様に思う。コンディションのせいか、垂直系のアンテナのせいか、慣れていないのでよくわからない。CPTさんは元気に移動運用だ。強力に入感していた。

 

【2020/1/27追記】【2020/2/1追記】============================

筑波山へ移動運用した際の、アンテナの寸法を記載しておく。(備忘録)

ローディングコイルは、こちらの右の物(1.5Lペットボトル)の1個を使用。インダクタンスは174uH(実測値)

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この外観を見ると、大地に突き出したトゲのようだ。これじゃあ、遠くへ飛んでいかないわけだ。「トゲ」が「ヒゲ」ぐらいの長さになれば、何となく飛びそうな気がしないでもない。

 

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2020/01/04

160mグランドプレーン・アンテナ

どうも、上手くいかない。何とか1820KHzに同調させたが、どうもおかしい。今日のところは外観だけ。実践投入にはもう少し時間がかかりそうだ。

ちょっとの風でも大きくしなる。やはり、ステーが必要だ。

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2019/11/10

WARCバンド用ダイポールアンテナ

今まで常設では、無かったバンドのアンテナを手に入れると、これは楽しい。今年の正月は、ステルスアンテナだが、144MHz、430MHzのアンテナを手に入れた。ラグチューも出来るし、CWもできる。最近では、3.5MHzの超々短縮アンテナを手に入れた。FT-8だがDXともできた。

調子に乗って、WARCバンド用のトライバンドアンテナを設置することにした。色々検索するとサガ電子で10MHzエレメントの途中に24MHzのトラップを入れて、18MHzはダブルダイポールアンテナにする製品が見つかった。製品化されているので、この周波数関係ならばうまく実現できるのだろう。

以前、21と28MHzのダブルダイポールアンテナを作ったが、見事に失敗であった。周波数関係が、ちょうど2倍になっていると上手くいくのだが、それ以外は微妙にインピーダンスが低いらしく、他の周波数に影響を与える。3.5、7、14MHzのダブルダイポールアンテナはうまく動作する。それぞれ2、4倍の周波数関係にあるからだ。

そんな訳で、どの周波数関係が良いか調べてみたということ。

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昨日は定例の秋葉原懇親会であったが、帰ってきてから夜な夜な、トラップコイルを巻き始める。どの程度のインダクタンスが良いかわからないが、抱き合わせるコンデンサー容量値を10pFをめどにして見た。実際にはコンデンサーにした同軸の長さが8cmだったので8pF程度で共振した。もっとも、ストレー容量もあろうから、インダクタンスの方は大かた狙った通りに仕上がっているかもしれない。

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サガ電子の製品よりも、10MHzエレメント長が1mも長くなってしまった。製品はもっとトラップのインダクタンスを大きく取っているのだろうか。まあ、寸法が違うが、nanoVNAを使えば簡単に追い込める。サガ電子の取説には、中心の角度をもっと大きくして、18MHzのエレメントも離す必要がありそうだ。スペーサーで15cmの間隔にしてあるが、ステルスアンテナ?だから制約が大きい。理想的に張ることができればもう少しSWRを下げることができるかもしれない。今日は、日没、時間切れだ。

相変わらず、ステルスっぽい設置だが、ルーフタワーのステーに沿った形になっている。エレメント間の角度が狭くて、上のトライバンダーに押さえつけられているような格好だから、効率の方は良さそうには見えない。とにかく、何となく共振しているだけのアンテナと言うことで我慢するしかない。

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給電部の様子。段々、蜘蛛の巣の様になった来た。

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トラップコイルの様子。微妙に手が届かないからうまく調整ができない。

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ステーの途中にコブの様に見えるのが、トラップコイル。

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バンドを聞いて見たが、何も聞こえない。以前、18MHzは出ていたことがあったが、10MHzと24MHzは初めてになる。バンドの周波数を覚えないとオフバンドしそうだ。メモっておくか。少しバンドを聞いて見よう、様子がわかるだろう。

 

 

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