アンテナ実験室(1)


固定用 50MHz 8エレx2
固定用 50MHz 7エレx2
移動用 50MHZ 5エレ
移動用 南京玉簾アンテナ
スタックアンテナ実験
タワーに関する考察
位相給電切替器:6mスーパーモービル
Introduction of Hentenna (英語)
ベランダ(移動)用マルチバンドアンテナ
7MHz用ヘンテナの実験
固定用 50MHz8エレ八木2段スタック

1989年10月、JR1LZKのタワーを建設するのに合わせこれまでの移動運用で実験してきたスタック アンテナの集大成として設置しました。アンテナそのものはクリエート社のCL6DXZを使用。
それぞれのアンテナから同じ長さの同軸をシャックまで引き込み、3モードのアンテナ給電の切り替えと下側アンテナを垂直偏波に出来ることがミソ。
色々な伝播モードを持つ6mの電波にフレキシブルに対応できるようにと考えてみました。
実際に信号を聞きながら給電モードを切り替えてみると意外な事実に出会うことも。
なによりスタックのゲインアップが実感できるのは素晴らしい!
理論上このスタック間隔では+3dBは難しいはずなのに、場合によっては3dB以上改善が出来るケースも数多く経験できています

特徴:

 1.3通りの給電モード電気的に打ち上げ角を可変
     (同軸切り替え機と同軸リレーにより切り替え) 
      (1)スタック給電  -- DX・Sc・遠距離GW 
      (2)上側一本に給電 -- Es・一部DX 
      (3)下側一本に給電 -- (同上) 

 2.下側のアンテナの偏波面を垂直にすることが出来る(仰角ロータ)
      (1)円偏波時は下側垂直にし、1/4波長ずらしてスタック給電
      (2)モービル追跡時 下側垂直で下側一本のみ給電
 
3. スタック間隔4.2m (上部のアンテナ地上高:約27mH)

スタック・単独の切替方法はこちらのリンクを参照してください
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固定用 50MHz7エレ八木2段スタック(現用)


少し前までの画像はこちら


ナガラのSS76をYOで再設計。前のスタックはアンテナが大きすぎて強風時心臓に良くなかったため小さいながらゲインの有るアンテナを目指した。またタワーにエレベータを使用しているので、物理的にエレメントがタワーにぶつからず、重心もエレメント間隔のほぼ中央に来るようにも考慮しました。下についているアンテナはWARCバンドのロータリー・ダイポールです。少し前までの画像のスタックの間に入っているのは14・21・28MHzトライバンドのHB9CV(Mini-multi HB32SX)。この程度のアンテナなら500W運用でも相互の影響はほとんど無いようです。

特徴:

 1.使用周波数を50.0-50.5MHzに絞りゲインときれいなパターンを追求
 2.ヘアピンマッチ採用(オリジナルはガンママッチ)
 3.各種バランの6mにおける特性を実験結果の一番良かったCB2Fを採用
    (このバラン、規格はHFのみ、5年経った今でも問題なく使用中)
 4.初期は3モード給電を引き継いだが、500W検査に備え、直下のプリアンプ(西ドイツSSB社製:SP-6)を設置、スタックモードのみに変更
 5.地上高は概ね上側26.5m/下側23m

 *下はシングル時の水平パターンです 

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移動用 50MHz5エレ八木アンテナ
 
1992年、FWへのDX Pedition用にJR1LZKが設計し、JI1NJCが機内持ちこみサイズで制作。結局FWで6mは1局も出来ず。FWに捨ててくる予定だったが悔しいので持ちかえり。JR1LZKが移動用お手軽アンテナに大幅改造。このアンテナで既に延べ7000局以上とQSO。

特徴:

 1.エレメントはセンター部9mm先端部6mm超軽量
 2.エレメント内のパンツのゴム紐によりドームテントの骨組みのように3分割のエレメントが一瞬で組み上がる。解体も簡単
 3.エレメントクランプはマスプロのウエーブハンターから流用
 4.ブームの接続はぺグ状のものを穴に入れるだけ
    このペグもパンツのゴムで止まっていて解体後もブームの穴位置に留まる
 5.解体時の全長寸法1300mm 車のトランクにすっぽり入る
 6.工具一切不要
 7.エレメント・ブームの位置はカラーテープで表示
   接続するパイプが一目で判るようにしてある
 8.アンテナ組み立てから10mHまで上げるのに10分以下

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移動用 50MHz南京玉簾アンテナ

1997年8月、北海道への家族旅行が決まり、JD1以来10年間ぶりの/MM(海上移動)用に何かおもしろい物をと考えて作ったこのアンテナ。変幻自在の南京玉簾アンテナと命名しました。 フェリーは出航時に車庫を締め出されるので、枕もとにおけて船内移動時に目立たないものとしました。(5mの伸縮ポールを持って行ったので十分目立った!?)基本は1.5mのロッドアンテナ4本を使うアンテナですが、それぞれのロッドアンテナを電気的に絶縁し、ショート片でつなげたり、コイルを入れたり給電したりすることにより色々なアンテナに変身します。各種実験も楽しめますので1本いかがですか?YOやAOで設計しアンテナアナライザーで最良点を探すのが早いです。

特徴:
 1.5 種類のアンテナを作成可能(工夫次第でもっと)

(1) 2エレ八木 (リフレクタ付きDP:リフレクタ側ショートもう一方から給電) 
(2) 2エレ八木 (ディレクタ付きDP:ディレクタ側ショートもう一方から給電) 
(3) 2エレ HB9CV (両方のエレメントに位相給電) 
(4) ヘンテナ (ロッドアンテナは縦のエレメントとして使用、両方のエレメントをショートし3m物にする、ロッドのボッチをワニ口でくわえるように専用コードで上下をショート。専用給電線で下から50センチくらいの位置に給電) 
(5) ヘンテナホーク(ほぼ同上。上側のショートエレメントがない状態)
 2.エレメントはロッドアンテナで伸縮時は50cm程度(ブームは75cm)
 3.組み立て解体簡単(事前に調整位置に印を付けておく)
 4.エレメントクランプは塩ビ水道管T字型のものを使用
 5.ブームとエレメントの接続はぺグ状のものを穴に入れるだけ
 6.工具一切不要
 7.アンテナ組み立てから5mHまで上げるのに約5分
 8.同軸は1.5D2V 7m ポケットに押し込んで持ち歩けます
MMの移動は風が強くて参りました。でも、まわりの海が全部リフレクタになってくれたら....巨大なパラボラアンテナの給電部に居るような気さえします。Esが出れば1Wで十分楽しめます。潮風に当たったアンテナは良く拭いておかないとすぐ錆びてしまいます。ご注意を。フェリーの手すりに5mのアンテナマストを取りつけましたが、傷を考慮して布バンドを使用し上下2箇所で固定。かなりの強風でしたが問題ありませんでした。今回は乗船時に従免他を見せ許可をいただきました。
詳細はMM運用記(Nifty・井戸吉HPに投稿)
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6m のアンテナなんでもスタックにしてみよう!

アンテナをスタックにするには、幾つか方法がありますが、一番手っ取りばやく、一般的な部品で作れるのが”Qマッチ”でしょう。Qマッチも何種類かパターンが有りますが、ここでは 2本の1/4波長の75オームフィーダを使う方法を説明します。 

1) 用意する物  
   (1) 7C2V同軸ケーブル (藤倉) 2.5m 
   (2) 7C用(8D用可)MP型コネクタ 4個 
   (3) MP−T型コネクタ 1個 
   (4) MJ 中継コネクタ  2個   *コネクタ類はN型で統一してもOKです

2) 製作
  (1) 完成状態でコネクタの先から先まで91cmになる様に7C2Vの両端にMPコネクタをはんだ付けする。(2組) 
*50.2MHzの1/4波長に短縮率を掛けたものは約1mになります。91cmはディプメータによる実測値です。:長さその物は周波数に対してかなりブロードす。2本のケーブルの長さが合うことをより重視してください。
  (2) T型コネクタ(MJ)の両端に(1)で作ったケーブルを接続する。 

3) 調整
  (1) ケーブルの両端にダミーロードをそれぞれ接続し、T型コネクタのセンター部にSWRメータと送信機を繋ぐ。 
  (2) 目的の周波数付近でSWR値が1:1−1.1になっていることを確認する。 
        (かなりブロードな特性になるはずです) 
以上でQマッチセクション完成 (下の様になります) 

アンテナをスタックにしてみよう!
1)アンテナを2本用意し(物理的・電気的に同等なもの)組み立てる。 
2)50オームの同軸ケーブルを完成時点で同じ長さ(数ミリの誤差)になる様に2組作成する。長さは任意長。長さが有ってればOK。 但し、1/2波長*短縮率の整数倍にした方が見かけのSWRが下がります。確実にSWRを下げたい方、実験でなく固定で使用する場合はご検討下さい。 汎用同軸の短縮率を下に示します。 
    5D2V−10D2V : 67% 
    5DFB−  8DFB : 81% 
    10DFB             : 80% 
3)上記2本の同軸ケーブルをアンテナ−Qマッチ間に接続し、QマッチセクションのT型コネクタから送受信機へ接続する。

 オプション 1:アンテナマストにQマッチセクションを置く
    スタック間隔/2+マストから給電点 程度の長さのケーブルを2組作りQマッチセクションでまとめ、1本の同軸でシャックまで持ってくる。 これが一般的な方法です。 

 オプション 2:シャックにQマッチセクションを置く
    これは上のスタックアンテナの所でも紹介していますが、私が良くやるパターンです。スタックになったときとシングルの違いが切り替えで実感できるお勧めの方法です。但し、30m−40mの2本のケーブルを同じ長さに切ると言うのはなかなか大変なことです。まして太くて硬いケーブルの場合は... 

実験してみよう!
移動した時などにスタックの実験をすると、結果が良く判ります。レポートを貰う相手も探しやすいですし。私はAMのイベント・コンテストで良くこの実験をやっていました。AMはキャリアが有るのでSメータを見ながらスタックの切り替え、パターンの観測をするのにもってこいです。 


高鈴山(日立市)山頂で実験中の6エレ(CL6DX)2段スタック


北茨城市で水平スタック実験中のショット スタック間隔12m。
このくらい離せれば素晴らしい効果が期待できます。但しこの時は2本のポールで個別に上げたため、最初の設定ビーム (2本のポールを結んだ線の垂直方向)ではVYFBな結果でしたが、それ以外の方向の局に対してはそれぞれの位相がスタックケーブルで合成されマルチパス的に歪んだ信号になったりしました。単一方向のみスタックその他はそれぞれを別方向に向けて単独切り替えで使用する。等の応用も出来ます。コンテスト
でやってみたいですね。

シャック内部でQマッチセクションを使用してアンテナ切り替え機でスタック単独を切り替えた例です。
黒がQマッチケーブル。 Qマッチと同じ方向からから出ている2本の5D2Vの 先には更に同軸切り替え機がついており、単独モードでのアンテナ切り替えが出来る様になっている。手前側がアンテナに行く同じ長さの5D2V。 水平スタック実験の時のショット。RIGはFT620B・FDAM-3・IC-575を使用した。

JR1YATの6m&Downコンテストで使用した時のショット!
6mの山岳移動でこれより大きいアンテナはチョット不可能!?JI1NJC製作の5エレ八木を2列2段に設置。タワーはアルミ製の伸縮ハシゴを使用しアンテナ設置後クランクアップ!一晩の移動運用のためH構造の材料は全てアルミパイプ。
スタックケーブルは当局が担当。Qマッチセクションは前に説明した7C−2V 4/1波長x2組を3セット作りそれぞれを組合わせ。但し、コネクタ・ロスを考慮し、T型コネクタは1個のみ使用。他は直接半田付けし、ポリエチの絶縁材、外皮を戻すように考慮。接合部の機械的強度を増強するために当て板をしてブチルゴムテープでグルグル巻きにした。

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