アンテナ制作(山岳移動運用)

はじめに

山岳移動のアマチュア無線用のアンテナの制作例です。山岳移動用に特化していますので、防水や耐久性は考慮していません。
また、出力はQRP(5W程度まで)を対象としていますので、モービル運用等での高出力ではパーツの変更を検討してください。
組み立てと運搬、小型・軽量になるようにしてみましたが、まだまだ検討の必要があるようです。

履歴
  • 2021/10/22 HF 4バンド用ラジアル分離型Microvertの実験を追加
  • 2021/10/17  HF 3バンド用ラジアル分離型Microvertの試作
  • 2021/10/11 MLA(7-10-14MHz)の実験
  • 2021/09/18 14-18-21Mhz用 バーチカルアンテナの実験
  • 2021/09/16 Microvert ラジエータの変更
  • 2021/09/12  144Mhz用 J-Pole Part2 を追加
  • 2021/09/03 50Mhz用フルサイズV型ダイポールアンテナを追加
  • 2021/08/22 7-18-14Mhz用 ラジアル分離型MicroVertを追加
  • 2021/04/23 144Mhz用J型アンテナの制作を追加
  • 2021/01/23 WonderLoopもどきの制作と実験を追加
  • 2019/12/04 2/3λ 144Mhz用アンテナの制作を追加
  • 2019/03/28 CB無線用ロッドアンテナを改造して50Mhzダイポールの制作記事を追加
  • 2019/03/21 HB9CVの試作 ブームの材質を変更しました(ブロテクター、パッカーの利用)
  • 2019/03/19 HB9CVの試作を追記しました。(6mmアルミパイプに変更、ケーブル引き出しよるSWR変化)

HF 4バンド用ラジアル分離型Microvertの実験 

 3バンド用から10Mhz帯を含めた4バンドに対応できるように、コイルからタップを出して切り替える方式の実験をしてみた。持ち運びに便利なようにコイルはケースにいれて、スイッチで切り替え(上部をショート)るようにした。ジャンクのケースに入るようにコイルを作製したので径も小さく、長さの制限もあるので巻く線径も0.6mmを使用した。切り替えスイッチも手持ちの2種類のスライドSWを再利用。このSW周りはタップとの距離を短くするほうがよいが同じSWが3個なかったため多少配線が複雑になってしまった。結果としてこの引き回しがよくなかったようだ。

同軸コネクタはSMAがなかったのでBNCを再利用。

コイルは長さ50mm、直径22mmのグラスファイバー(釣り竿の廃材)、線材は0.6mmのUEW
タップは9t-4t-11t-22t

この3PのスライドSW付近の配線が悪影響を与えていたようだ。

再利用ケースなのでスライドSWの穴には隙間が多数ある

7Mhzの測定値

10Mhzの測定値

14Mhzの測定値

18MHzの測定値

上記は、狭い住宅密集地の自宅の庭で給電点が1m程に上げた状態でのsark-110の測定値です。試しに、各バンドでFT8を運用してみました。7Mでは1局だけ+1の局に応答して-18のリポートでした。他のバンドは信号が弱く交信には至らず。コイルが小さく、ケースにいれてスライドSWによる切り替えのための配線がよくなかったようです。特に7Mは不安定で、18Mも測定値が示すようにSWRが上昇している部分がある。タップ取り出しの配線がよくないような気がします。この方式はあまりよくないようだ。コイルに近接してSWなどの金属があるとよくないかもしれない。

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7Mが動作不安定なので調査したところ、チョークコイルに使用したコアがフェライトコアの#43かと思っていたら違っていた。インダクタンスが不足していたために低い周波数はチョークコイルの役目をしていなかった。FT50#43で12回巻きで作製しなおして取りつけて試験。動作は安定したが、10MのSWRが1.5程になってしまった。なぜだろうか?

=======2021/10/22====

どうもスライドSWによる切り替えはよくなさそうなので、ケースを空けて操作するようになるが、ジャンパピンを使ってショートする方式に変えてみた。実際の運用は、ほとんどが7Mで14や18はたまにしか山では運用していないので運用で問題がなければ手間はかかるがこれでもよいだろう。

スイッチを取り外したので、重量は76g

ショートピンは秋月で販売されていた「つまみ付ジャンパーピン」を途中で金属がでている部分に無理やり半田付けして線を取り付けた。コイル側は2列のヘッダピンを取り付け不要なピンは抜いた。また、ショート用のケーブルは「つまみ付ジャンパーピン」とは別に、さらに小型化のXHコネクタハウジングも作製してみた。
 本日は雨のため後日データを測定する予定。すこしは改善するだろうか

ショートピン方式のsark-110での測定値 (給電点が1m)

7Mhzの測定値

10Mhzの測定値

14Mhzの測定値

18MHzの測定値

 

 

 


HF_3バンド用ラジアル分離型Microvertの試作

 山岳移動運用でHFを運用する場合は、よく基本型の40mバンド専用のMicroVertを使用しています。組み立ても簡単で地上高もあまり必要なく、そこそこに国内には飛んでいます。SOTAの規定局数を短時間でクリアするのには最適と感じています。
 しかし、40m以外のバンドにでようとすると基本型では複数のセットをもっていくことになり、不便なのでラジアル分離型を以前に作製して、山岳移動で実際に使用してみました。コイルとラジアル長を変更することで複数バンドにでれるようになりましたが、意外に途中にはいるコイルの変更が面倒でした。そこで、コイル2個とフェライトコアによるチョークコイルを1個のボックスにいれてコイルをスイッチで切り替え(ショート)で3バンドで利用できるか試作をしてみました。
当初は、14-18Mhzのコイルとチョークコイルをボックスに入れて一体化する予定で開始して、途中で7Mhz用のコイルを追加する方式に変更したので、コイルの形状やチョークコイルの巻き数に無理な部分があります。

 

材料は手持ちのものを利用
・ケースは手持ちのタカチSW75(黒)
・アンテナとラジアルの端子はバナナプラグ
・同軸ケーブルの端子は軽量化のためにSMA(基板取り付けタイプ)
・切り替えSWは簡単なトグルSW
・コイルは14-18Mhzは0.8mmのエナメル線、7Mhzはリッツ線
 コイルを巻くパイプはグラスファイバー釣竿のジャンク(直径11mm)
・RFチョークコイルはQRP用なので試しFT50#43、運用上で発熱状況を確認するために小型化にしてみた

ポール取り付け用のゴム紐を含めての重量は68gでした。14-18Mhz用のコイルもリッツ線を使用し、切り替えSWもスライドタイプにすればさらに軽量化が期待できます。その場合は、コイルを一つにしてタップを出す方式がよいかもしれません。

SMA端子は最初はネジ止めのタイプとして穴あけしたが、小型化と軽量化のために基板取り付けタイプに変更。ケースの裏側でガラエポの基板に穴を空けて半田付けで固定する方式にしてみた。軽量化と端子の半田付けがしやすく、この手法はBNC基板タイプと同様に結構使えると自分なりに満足。

リッツ線を巻いた7Mhz用のコイルは軽く移動してしまうので、ホットボンドで軽く止めておいた。
7Mhzと14-18Mhzの切り替えは、7MHz用のコイルをショートする方式とした。

コイルの巻き数等のデータは
・14-18Mhz用は直径11mmに0.8を23回、LCRメータDE-5000での測定値で4.5μh
・7Mhz用は直径11mmにリッツ線(巻き数は数えなかった)、上記のメータでの測定値は23.9μh
 リッツ線は以前に使用していたあまりを繋いで再利用したので接続点でLを測定して追加で巻いた。コイル2個の直列で30μh前後を目標とした。
 運用時にラジエータ長が適当な長さになるように巻き戻して調整。

近くの公園で仮に設置してデータを測定してみました。以下はその設置状況とSARK-110による測定データです。データはSWRと、Microvertアンテナは直列共振タイプなので直列の容量変化を図示してみました。

 

40mバンドの設置状況

40mバンドの測定値 

20mバンドの測定値

17mの測定値

自宅の狭い庭で給電点を1.5m程にして試験運用をしてみた。土曜日の昼過ぎでの運用結果は

モードはFT8で出力は2.5w、7MHzはさすがに多数の局が見えており+1dBのCQに応答すると-18dB、その後CQを出して2局と交信、いずれも+0,+05dBの受信で-18dbのリポートでした。
14Mhzでは-06の局(RT0)に対してコールすると、-11のリポート、18Mhzはあまり入感がなく、試しに5WでCQを出してみたが交信には至らず。5分程のCQの連続でも、FT50の小型のチョークコイルは発熱が感じられなかったので、QRPであれば小型のコアでも使えることが分かった。小型のコアの場合は、巻く線材が細くなるのですこし不利になるかもしれません。やはり、FT50#43以上のサイズがよさそうです。

試作しての感想
 手持ちのものを利用して制作したものとしてはまあまあの出来であった。リッツ線が使えることがわかったので、リッツ線でタップを出してマルチバンド化すると小型軽量化がさらにできそうです。

・ラジアル分離型として共振用コイルとチョークコイルを一体の箱にセットしてコイルを切り替える方式は、設置が簡単
・コイルの切り替えで複数バンドに出れるようになるが、併せてラジアルの長さも変更する必要がある
・ラジエータもバンドごとに長さを変える必要があるので、ロットアンテナ等で調整できるようしたほうがよい。本試作では、ロットアンテナの代わりに安価で太さのある旗振り棒を利用した。ロットアンテナにマーキングしておくと調整が楽になる。
・設置状況(周りの木々、地表の状態)により、共振点が変動するため現地での調整が必要になるのでNanoVNA等があるとよい。最近はSWRメータを購入するよりはNanoVNAのほうが安価で使い道が多いのでもっている人も多いようです。

 


MLA(7-10-14MHz)の実験

よく交信している隣町の局からMLAも移動運用によいのではないか、海外でもよくつかわれているし、いくつか制作してよかったとのことなので試しに制作してみました。あくまでも山岳移動で使うことを目的としているので、分解組み立て軽量化を重視して試作。
 ループとなる線はパイプがよさそうですが、山岳移動運用では組み立てや制作、量的に運搬が難しそうなので除いて、以前他で作製していた同軸の網線部分を利用することにした。当初は7CあたりのTV用の軽量化された同軸を使ってみようとしたが持ち合わせがなかった。
 網線ではループにはならないので、園芸用の5.5mmのポールを60cmに切断して5本つなぎ合わせて円形になるようにした。ループになった部分に網線を沿わせてスパイラルチューブで保持。
 給電部分は簡単なコアを利用。FT50#37があったので再利用。1次側は6tとしてみた。コンデンサ部分は、当初はポリバリコンでアナライザを使ってどのくらいの容量で同調するかのデータをとって、手持ちのセラミックコンデンサと小型のバリコンを組み合わせて同調をとれるようにしてみた。

材料は、緑の園芸用ポール60cmが5本、同軸の網線3m、コンデンサボックス

円形にするポールはつなぎ部分がばらばらにならないように細いゴム紐でつないでおいた。

 

コンデンサ部分は、セラミックコンデンサを切り替えて各バンドに同調するようにした。微調整用のバリコンは小型の受信機用で耐圧がないので5Wが限度のようだ。

地面で組み立てた状態。円形に近くなっていそうだが。このあたりまでの組み立ては容易であまり時間もかからない。しかし、狭い山頂ではこのパイプをつなぎ合わせて円形にするにはコツがいる。また、つなぎ部分は円形にしているために張力がかかり、万が一に外れたばあいには飛んでいくことがあるので他者に注意する必要がある。

組み立てて設置した状況。それなりの形になっている。地上から離すとSWRが少し変化した。また、バリコンを手動で回して調整することになるので、調整後に手を離すとSWRも変化する。同調点が微妙なので慣れが必要のようだ。

7MHzのデータ。FT8の周波数付近での数値ですが、あまりSWRはよくない。この状態で交信してみたら、FT8で-19~-28程の差があった。

10Mhzのデータ。FT8では多数の局が見えていたが、比較的に強く入感している局を呼んでみたが交信に至らず。

14MHzのデータ。FT8では使えそうな数値です。あまりコンデションがよくなくFT8ではあまり見えていなかった。コールしてみたが交信に至らず。

18Mhzについては、実用的なSWRの範囲を超えていたので、この直径1mではむずかいいようでした。
MLAについては、山岳移動のQRP(5W程度)運用では送信の効率がわるすぎるのであまりメリットはないようです。MLAは自宅である程度の出力をいれて運用するような場合は場所もとらずによいアンテナと思います。
 山岳移動のHFでは、山頂の状況によりますが展開できる場所があるならば、ダイポールやEFHWがよい。展開できる場所がないときはVCHやMicrovertがよさそうです。

 


14-18-21MHz用 バーチカルアンテナの実験

 旗振り棒(ロットアンテナ?)を活用して18Mhz用のバーチカルアンテナの実験をしてみた。ポールとの接続は軽量化のために、釣り竿の廃材を利用してポールに差し込む方式にして、ラジエータとなる旗振り棒とはグラスファイバーの釣り竿を通過させて上部で落ちないようにテープで止めることにした。

ラジエータの上部は旗振り棒として、設置場所により容易に長さが調整できるようにしておいた。下部の部分は、使用予定のない古い5CFBの同軸ケーブルの網線を利用した。
ラジアルとの接続点はダイポールアンテナ用に作成してあったFT50#43のコアによるソータバランをそのまま利用。ラジアルは手持ちのAWG#20の4.1mを3本とした。計算上では長すぎるが、山岳移動では地面の状況が大きく変化するので長くしておいた。QOS局の情報によれば3m長を12本をワンセットで3セットがよいとのことですが、さすがに山にはもっていけないので、3本で実験してみることにした。ラジアルのうち2本を利用すると、そのままダイポールにすることもできる(折り返して長さを調整する)。山頂が広くアンテナを展開できるのであれば、やはりダイポールがよいだろう。

隣町の公園入口の広場で試験。こんな条件のよい山頂はあまりないでしょうがとりあえずデータを測定。

給電点が地上から48cmほどの場合のデータで、給電点の地上高差によりかなり変化しました。マッチングしていませんが使えそうな測定値です。しかし運用実績がないのでなんとも言えません。
 この時のデータは、ラジエータ部(網線/2.020m+ロットアンテナ/1.265m)、ラジアル 4.1m 3本、給電位置 地上高48cmでした。
重量は
 ラジアル 34g/本 計102g 
 バラン 44g
 ラジエータ 網線 30g
 ロットアンテナ(旗振り棒)+ネジ 75g
 ポール接続部 23g

全体の構成品。 

 アンテナはアナライザ等による測定値ではそれなりによい値を示していても、共振しているだけで実際に効率よく強い電波の送受信ができているかはわかりません。バーチカルアンテナはラジアルの状況によりSWRの値とは別に効率が大きく変化するようです。ラジアルの本数が1本の場合は長さがシビアに共振点に影響しました。ラジアルが2本でも3本でも測定値には変化はありませんが、実際の運用では差がでるようです。本数が多いほうが輻射効率はよさそうですが、山岳移動では重量と容積および展開・撤去にかかる時間も考慮する必要がある。自分の体力からは他の装備との兼ね合いで、3-4本程度が限界のようだ。
ただMMANAのシュミレーションや実際の測定値のとおり、インピーダンスが低いのでTUNERを入れてマッチングをとるべきですが、山岳移動のQRP運用なので省略しています。
次回は、このバーチカルとMicrovertの比較をpskreporterでとってみよう。


山岳移動でもっていくアンテナ用資材はなるべく共有できるようにして、重量と容積を減らしたい。そこで、バーチカル用に使用したダイポール用のSMA端子付きのバラン内蔵の接続ボックスを、6mのDVPに作製していたボックスを流用することにした。そのまま流用して18Mhzのバーチカルを測定してみたら、バランの機能があまりよくないことが判明したので、バラン部分を作りなおした。細い同軸でまき直し。

ケースはもともと他で使っていたものを再利用していたので、裏には多数の穴が開いていた。左右に丁度3mmの穴が開いていたので、この穴を利用してバーチカル用の接続端子とした。6mのVDPではネジの分だけ重くなるが数グラムの増加ですむだろう。

ラジエータについては、14MHzも試験できるように、107cmの追加用の網線を作製した。


近くの公園でマッチングBOXを変更したデータを測定してみました。

まずは、14MHz 
ポールとロットアンテナ部はほぼ全伸で

追加作成したラジエータ線を途中に挿入して網線部分を長く(2.02m+1.07m)して、ロットアンテナを調整。ラジアル線3本は同じものを使用して、給電点が地上高30cmの測定値。使えそうな値ですが、実際はどうでしょうか。ラジアル線が規定より短いため、3本のうち1本でも伸ばし方を変えると共振点が移動するので、うまく位置を探す必要があります。
この時のデータは
ラジエータ 網線:309cm + ロットアンテナ部158cm
ラジアル 4.1m 3本
給電点 地上30cm


マッチングBOX部分 給電はRG316で1.7m

18Mhzについても再測定しました。

この時のデータは
ラジエータ 網線:202cm + ロットアンテナ部125cm
ラジアル 4.1m 3本
給電点 地上30cm


21MHzで測定。ラジアルは同じでロットアンテナ部分を縮小して調整。給電点の地上高を上げるとSWRは悪化しました。

この時のデータは
ラジエータ 網線:202cm + ロットアンテナ部73cm
ラジアル 4.1m 3本
給電点 地上30cm

 

*記事作成中(2021/09/19)

 


MicroVert アンテナのラジエータの変更

 50Mhz用VDPや144Mhz用J-Poleアンテナに使用した旗振り棒(ロットアンテナ)の長さが158cm近くあるので、MicroVertアンテナのラジエータに利用できるか実験をおこなった。
 ポールとの固定は、144Mhz用J-Poleアンテナに使用したボックスをそのまま利用。

コイルは7Mhz用の中に14,18Mhz用を入れて運搬、ラジエータとコイルの接続は平型のギボシとして途中のラジエータ線を省略することにした。上記のもので、7と14、18にラジエータの長さを変更することにより共振できました。

7MHzのコイルを付けて設置した状況

18,14Mhz用のコイルを付けた設置状況

参考)上記の写真での18MHzの測定データ

旗振り棒(ロットアンテナ)をラジエータに利用すると、調整が楽になった。あらかじめ位置にマーキングしておくと、現地での調整は容易でした。

この写真のセットで、HF(7/14/18)のMicrovert、144MHzのJ-Pole(430も可)、50MhzのVDPの運用ができます。Microvertのラジアルは2セットとしています。右側の箱には、6m用VDPのボックスや接続パーツを保管。
しかし、これをすべてもっていくのは大変。Microvertは7MHzでは設置場所もとらなく簡単に設置できるが、18Mhz等はEFHWがよさそうです。コイルは7Mhzの中に保管できるので場所はとりませんが。6mのVダイポールは簡単に設置できますが、木々に囲まれた山頂では設置が難しい。その場合は、幅がすくないSKYDOORがよさそう。

*記事作成中

 


144Mhz用 J-Pole Part2

50Mhz用V-DPで使用した旗振り棒(ロットアンテナ)を流用して、J型アンテナを作製してみました。エレメントの直径が12mmになるので平行になるように止めて、ポールに簡単に装着できるように検討した。手持ちのケースでは高さがぎりぎりだったので、100均で販売されている85mmX85mmの入れ物(整理トレー)を使用した。この入れ物は深さがあるが、ケースに厚みがあるので強度的には問題ないようだ。

整理トレー・裏側

正面

アンテナ用の穴12mmを外側で20mm離れるようにして上下にあける。すこし離して、ポールを通過させる13mmの穴をあけた。
アンテナになる2本の旗振り棒が通過する地点の中央付近に給電点を押し付けるためのネジ穴を空けておく。

給電点はジャンクのガラエボ基板にBNCを付けた。

BNCからの給電部分は銅板を張り、半田で少し盛り上げてアンテナと接触できるようにし、上部にあけた穴で締め付けて接触させる方式とした。

組み立てた状況。下部の接続は網線を使い弾力性を持たせている。BNCの隣の蝶ネジで締め付けることによりアンテナ線(ロットアンテナ/旗振り棒)を接触(給電)と保持を行う。

アンテナ全体を保持・固定するポールを通した状態。

近所の公園で試験設置

SARK-110による測定データ。

上記の寸法はデータを測定したときのものです。設置環境や素材により変化しますので参考程度です。
旗振り棒(ロットアンテナ)を利用してJ型アンテナを作製すると、寸法を自在に変更することができるので調整は楽にできて、自分の使用する周波数にマッチングすることができます。マッチング範囲もブロードで使えそうです。今回は、50MHz用に購入した旗振り棒があったので作製したみました。移動運用時に同じ素材で2バンドに出れるメリットはありそうです。*主ラジエータエレメントを縮めると433MHz帯にも同調できます(144MHz用 J型アンテナ


50Mhz用 V型DPの再作成

CB無線用を改造した短縮型のロットアンテナを50Mhz用に短縮V型DPとして使用してきましたが、盗難にあって片方がなくなったしまったため再度作成することにしました。ネットを見ていたらロットアンテナの代わりに旗振り棒が利用できそうなので挑戦してみました。価格も安価(450円/1本・155cm・71g)で先端も太く使いやすかった。根本の部分に穴あけが必要になりますがこの価格なら納得です。

ロットアンテナとして購入すると案外価格が高く長さも不足するので、指示や旗振り棒として販売されているものを利用することにした。amazon(伸縮ポール 手旗棒 155cm ロング タイプ 握りやすい 滑り止め グリップ 手旗用 )で155cmのものが安価に販売されていたので購入してみた。

グリップは引き抜くと簡単に外せました。本体は、基径は11mm、先端は6mm、収縮時は277mm、伸長時は1580mm程、重量は71gでした。この長さがあれば、50Mhz用のダイポールに最適です。

根本にあったカバーを撤去して、3mmのネジ穴をあける。 

材質がステンレスなのでドリルでの穴あけは結構大変でした。ラジオ用であればネジが切ってあるのですが、旗振り用なのでこのあたりの加工が面倒です。

ケースは廃物を利用。エレメント(ロットアンテナ)との接続はケースに銅板を張り付ける方式とした。ロットアンテナの根本でネジ止め時に端子で止める方式ではコアの部分がガタつくことや、ネジ止め時が面倒になるため。バランはソータバランとして入れておいた。バランのコアは他の50Mhzと同様にFT50#43で5回巻きとした。

組み立てる前の全体。 これで全重量は188gでした。

エレメントは120度になるように斜めに取り付け。ロットは3mmのビス止めとした。蝶ネジによる固定としたが、山岳移動では紛失の恐れがあるのであまりよい手法ではない。紛失防止対策を考えなけらば。

近所の公園での試験状況。3m程上げて測定してみた。ロット部分は10cm程あまった。この時のデータは下記になりました。

数値的にはよい値になっていますが、実践で使用していないのでなんともいえません。以前使用していた短縮型のVDPよりは軽くなっているので重量はよいのですが、エレメントの止め方がネジ止めになっていることがネックです。(ネジ止めは紛失が想定される)

 

*記事作成中

 

7-14-18Mhz用 ラジアル分離型MicroVert

軽量化と複数のバンドに出れるようにラジアル分離型の移動用MicroVertアンテナを作製してみました。同じコイルで複数のバンドにでれるようにしました。移動でよく利用するバンドは7と14、そしてたまに18なので、14と18を同じコイルに、7は別のコイルにしました。

(A)チョークコイル

チョークコイルはFT114#43に12回巻きとして共通利用とした。巻き線は1.5D2V、アンテナ側はバナナプラグが利用できるターミナル、同軸側はBNCとした。BNCは基板取り付け用をケース内側で半田付けして使用できるタイプにして軽量化をはかった。ポールに取りつけやすくするために、ケース内部にゴム紐をとおしておいた。重さは54gでした。

(B)14、18Mhz用コイルの作製

外形18mmの釣り竿の廃物グラスファイバーの残骸を利用した。巻き線は手元にあったAWG#20の線があったので利用。31回巻いて、そのまま上部はラジエータとなるように長めに残して、あとは実測で18Mhzで同調できるように長さを調整。調整時は折り返して調整できるが、折り返し点で切断しないで長めに切断すること。今回は18Mhzでは109cmで同調した。ラジアルの設置状況(地面の状況)により共振点が変るのでラジエータ部分は長めに残して折り返すようにしたほうがよい。14Mhz用の延長ラジエータを接続するために、JST端子をつけましたが、これは手持ちに余りがあったためです。ギボシ端子などなんでもよいでしょう。重さは33g。

14Mhz用の延長ラジエータは、およそ折り返して66cmでした。重さは12g

(C)ラジアルの作製

ラジアルも手持ちのAWG#20を使用しました。

18Mhz:4.3m 
14Mhz:5.3m
7Mhz:8.5m
なので、4.3 + 1 + 3.2 としてギボシ(平型)で接続する方式とした。なお、巻いてある元はジャンクのガラエボの基板です。全重量:84g

(D)設置状況とデータ

14Mhz

調整時に18MhzのFT8で3D2のCQに応答し交信ができた。この時のレポートはRx -2、Tx -12 出力が2.5wなので当然の差ですね。

 

(E) 7Mhz用コイルの作製

外形39mmの空きボトルに手持ちのAWG#20を44回巻き、ラジエータ部分を長めに残して調整。ラジエータ部分の長さは折り返しがありますが、188cmになりました。ラジアルは8.5mで調整。重さは76g。

データ


144Mhz用 J型アンテナ

J型アンテナについては、以前に300Ωのフィーダ線を使用したものを作製していました。フィーダ線を使用したJ型アンテナは調整が面倒でした。今回は、O7TCX局のブログを参考にして持ち運びが楽なようにJ型アンテナを作製してみました。
材料は手持ちのものを再利用し、給電部分は片面のガラスエポキシ基板、本来はこの給電部分は動かせるようにしたほうがよいのですが、基板にBNCコネクタを付けてメッキ線で半田付けする位置を変更する方式にしました。位置を変更すればさらにマッチングがとれますが、SWRが1.2以下になったので適当なところで妥協してしまった。
エレメントは普通の電線にしたので、移動時はたためるので運搬は楽です。まだ実践で試していないので性能はわかりませんが、フィーダ線の利用よりはよさそうな感じがします。

設置時は、20mmを確保と自立のためにバックルをポールに通して間隔を確保する

給電部分はガラスエポ式基板をくりぬいて利用、給電部分の幅は20mmとした BNCコネクタは基板取り付けタイプ
給電部分の裏側はハンダメッキ 給電の位置はメッキ線で位置を調整して半田付け
エレメント間の20mmの間隔を確保するために、荷造り用の「バックル」を使用して、間にポール(グラスファイバー)を通して自立させる。

寸法は参考です。普段運用しているFT8の周波数に合わせてあります。

 

 

 

給電部分の改良

給電部分が半田付けで固定してしまうと、マッチングが取れにくいので給電部分がスライドできるように改良しました。
給電部は、電池ボックス(単四x2本)の使わないものがあったので内部を取り外し、区切りの部分もカットした。給電部分はIV線として間隔を20mmにして折り曲げてU字型に通過させて、BNCのネジ止めの力でスルーホール基板を抑えて給電する方式とした。

材料:左からIV線、電池ボックス、BNC端子、ガラスエポキシスルーホール基板

左側のアルミパイプは接続部分の保護用

 

セパレータの改良

セパレータ部分については、梱包用のバックルを利用して20mmを確保するようにしていましたが、ポールの間を通すと微妙に間隔が20mmからずれてしまうとSWRが変化してしまうことがありました。そこで20mmの間隔を確保できて、梱包しやすい方式がないかと各種ためしてみました。まずは、クリアホルダを縦長に切断して4cm間隔で穴を空けて20mmを確保する方式で試してみた。SWR等の性能は確保できるが、運搬時たたんだ時に軟らかさがないのであまり小さくならない。
 次に、100円ショップで購入してあった食器棚用の滑り止めシートを試してみました。このシートは滑らないようになって、網目状に穴が開いていて間隔も確保しやすく、やわらかい。運搬時にすこし動いてしまうが数値的には遜色ないので、この方式でしばらく使用してみる予定です。

同調点はFT8の周波数(144.460付近)に合わせています。
数値的には満足できる値になっていますが、実践ではどうでしょうか?

 制作に参考にしたブログでは、エレメントを短くして430Mhz帯にも使えるとのリポートがあったので、同様にマッチング部分を変更(移動)しないで、主エレメントを折り返して短くして実験してみました。およそ、先端から250mm程折り返すと、433MHzでSWRが1.2程度まで落ちました。実際に交信していないので性能は不明です。(2021/04/28追記)


40mバンド用 MicroVert

*記事作成中

 先日の移動運用でSWRが下がらなかった原因が、ラジエータ部分の線が途中で断線していたので、ラジエータ部分を再作成して合わせてコイル部分も以前作成していた、軽量のリッツ線を利用したものとラジエータも同軸ケーブルの網線を利用するものを作製してデータをSark-110で取得してみました。
 作成にあたっては、「MicroVert」の製作 を参考にしました。同軸ケーブルやチョークコイルのデータは参考にした記事と同じです。同軸ケーブルは移動運用のため1.5Dとしました。
 ラジエータ部分は今までは通常の電線を使用していましたが、今回は同軸ケーブの外皮(網線)を使用したものも作製してみました。リッツ線を使用したコイルは測定データでは、現在使用中のコイルと遜色ありませんが送信時の性能がどうなるかは不明。次回の移動運用で試してみよう。重量(1/6)と容積が大部違うのでリッツ線が使えると移動運用としては非常によいのですが。

左:釣り竿を再利用 直径20mm 重さ 11g 線材はリッツ線 31μH 右:釣り竿を再利用 直径20mm 重さ 61g 線材は0.8mmUEW 29.9μH
ラジエータ 右:普通の電線 0.5  18g 左:同軸(5D)の外皮 42g、0.8mmUEWコイルは1.68mで同調、リッツ線コイルでは1.54m(折り返し)で同調

 ラジエータは2種類作製、いままでの移動運用では右の電線(途中接続ありで断線していた)を使用。今回は、放射効率が良いかもしれないので、5Dの同軸のあまりがあったので外皮の網線も準備。
ラジエータの長さは、網線も普通の電線も同調する長さは同じでした。過去、1年以上は通常の電線とUEW0.8mmのコイルの組み合わせで、EFHWが展開できない狭い山頂で使用してきました。今後は、網線でも使用してみよう。
 このアンテナは山岳移動で使用する場合には注意が必要です。コイル以下の同軸ケーブルがカウンターポイズとして動作するので、同軸ケーブルの這わせ方で同調周波数が変化します。したがって、山頂の状況により這わせ方を変えるようになります。アンテナの地上高が同じ場合は、同軸ケーブルを地面から離すと同調周波数が上に動きます。また、コイル・ラジエータの高さや周りの木々の影響でも変化します。必ずしも地上高が高いほうがよいとは限らなかった。シングルバンド専用のアンテナになってしまいますが、狭い場所でも設置が容易なので、独特のクセがありますが今後も使用していきます。

カウンターポイズ兼用の同軸 1.5D 153g
全体 コイルとラジエータは山にもっていくときは1種類
近くの公園で、ラジエータに網線を使用して、コイル部分が地上高が1mの時、測定データは下図
図1 ラジエータが網線 給電部(コイル下部)が地上高1m
地上高 3mでの設置状況 条件は地上高1mと同様
図2 ラジエータが網線 給電部(コイル下部)が地上高3m

20mバンド用 MicroVert

40mバンド用は以前に作製しており、実際に使用しています。今回は20mバンド用に作成して、データをとってみました。制作については、「MicroVert」の製作 を参考にしました。
このアンテナは磁界型に分類されるようで、途中に挿入したコイルとラジエータとの直列共振で動作する。sark-110によるデータでもその様子がわかります。使用にあたっては、同軸ケーブルをカウンターポイズとして利用するので同軸の引き回しによりSWRが大きく変化するので、山での運用では当然地面の状況により変わります。また、コイル、ラジエータの地面からの距離(地上高)により、共振点も大きく変化します。移動運用では再現性がよくない(設置場所で要調整)アンテナでした。
 寸法等は参考にした記事に詳細に掲載されていますが、移動運用で使う場合は使用するポール(グラスファイバー)の長さに合わせてラジエータとなる部分の長さを決めてから、コイルの容量を加減したほうがよかった。効率はある程度はラジエータ長が長い方がよさそうです。下記のデータはラジエータ長が67cmのものです。その後、短すぎるのでコイルの巻き数を調整して1.9mに変更しました。

 

ラジエータは300Ωフィーダ コイルはインクボトル廃利用 ケーブル 1.5D
近所の公園でデータ取得

 

 


Wonder Loop like

QRP用のMLA?である Wonder-Loopもどき を作製してみました。かなり送信効率が悪そうなので山では効果的に運用できるかはすこし疑問です。作成するデータはWelcome to JA1UXR’s Home Page を参考にしました。材料はすべて手持ちのありあわせのものを活用。ポリバリコンは175pFのものがあったので利用、エレメント長は3mとして導体は5Dの外皮を使用し、ループ部分は5.5mmの園芸用のグラスファイバーを5本つなぎにしてみました。グラスファイバーと導体は簡易にクリップで適当な間隔で止める方式とした。

図 1 チューナー部分 接続はSMA
図2 Loop部分は5.5mmの園芸用のグラスファイバーを60cmに分割、接続は7mmのアルミパイプ(1mm)
図3 自宅の庭に仮設で実験 地上高約1mほど
図4 仮設状況 給電部分
図5-1 7Mhzでの測定データ (sark-110)
図5-2 14Mhzでの測定データ (sark-110)
図5-3 18Mhzでの測定データ (sark-110)

 住宅が密集している自宅の狭い庭に仮設して試験してみました。地上高は約1mで生垣の木に隣接しています。測定データは上記の図5-1~3になります。エレメント長が3mなので、7から18Mが同調できましたが、7Mはあまりよくない。ループを短くすれば(分割エレメントを1本外す)21もOKになるようです。同調点はかなりクリティカルです。この状態で7MのFT8にでてみました。7MでのSWRは1.5弱でFT-817/5Wで3局ほど交信できました。この時の信号差は
 RX    TX
 -3    -12
 +07   -12
 -04   -23
相手の送信出力にもよるかもしれませんが、EFHWに比較すると数dBほど悪くなるようです。同調点が狭いのでFT8には良いでしょう。14Mも多数の入感がありましたが、交信には至らず。14-18が実用的か。7Mはかなり厳しい。このアンテナが山で運用するときに利点があるかは不明です。近くの公園などの運用では手軽に設置できて場所もとらないのでよいかもしれません。QRPで小さなアンテナで運用できますが、受信はよいが送信はかなり厳しい。アンテナとして機能はしていますが実際に運用するとストレスを感じます。

今後、近くの山(400m程度)に登って運用する予定。結果は後日アップします。

 2021年1月22日に千葉県の鋸山(330m)に登ったので、FT8の40mバンドでWonderLoop-likeを使用してみました。ほぼ、1年前に同じ場所でアンテナがMicroVertで運用した結果と比較。今回は、予定があったので短時間での試験でしたが、MicroVertと比較するとかなり送信効率が悪いことが判明。アンテナ設置場所は東京湾が見える山頂付近でロケがよい場所でしたが苦戦しました。このアンテナで40mバンドの山での運用のメリットはないようです。やはり、近所の公園あたりが適当だろうか。


2/3λ 144Mhz用ヘンテナの制作

30年程前にも一度制作していた2/3λのヘンテナを移動用に作ってみました。最近は、移動でHFも運用することが多くなりHFの運用では長さのあるカーボンのポールを使うことが多くなったので、カーボンポールの先にグラスロッドを追加して運用できるアンテナとして、縦が短いヘンテナがよさそうなため。
カーボンのポールの先にグラスロットを追加する前に、従来使っていた3.5Mのグラスファイバーのポールの先端に釣り竿(中古購入)の中間部分が丁度合ったので、まずはこれで作製してみました。
寸法は多くの制作記事にあるように

としました。6mmのパイプは3分割で1mのパイプがあったので中央部分は50cmとして両脇は他のアンテナ制作時の残りを利用しました。
調整は1/6λの縦部分をクリップにして長さを調整できるようにしてみました。
給電部分のマッチングは分岐導体バランの実験を参考にどのようになるかトライしてみました。

グラスファーバーポール(釣り竿)は直接6mmの穴を空けてガラスエポキシ板で補強、6mmアルミパイプは5mmのアルミパイクで接続
組立てた状態、中央の給電線は網線で虫クリップでパイプに接続
近くの公園での試験設置状況
144Mhz用の分岐導体バラン、実際の使用では分岐導体線は同軸から離すこと、密着するとSWRが悪化

 

 

まずは、52cmで分岐導体バランを使用した場合。もともとヘンテナは広範囲でマッチングが取れていますが、結構よい値のようです。

同じアンテナのサイズで分岐導体バランを外してデータを取った時は下図になりました。共振点が上側に移動しています。
アンテナのクリップを止める位置を長めにすれば、希望周波数でSRWを低く、広範囲にマッチングがとれそうです。分岐導体バランをつけた時との違いは実際に比較運用しないとわからないですが、山岳移動でのQRP運用では効果があるかは、今後の運用結果によります。

分岐導体バランの線の引き回しは、給電同軸からある程度(数センチ)離さないとSWRに影響がありました。

運用状況

 

2019年12月1日:伊豆半島の高通山(519m)では、分岐導体バランは使用しないで運用

2020年8月 浅草岳

 


50Mhz CB無線用ロッドアンテナの改造

以前、秋葉原のトモカで販売されていたCB無線用と思われるセンターローディングコイル付きのロッドアンテナが使わないでずっと保存したものを50Mhz用に改造してみました。 移動用の50Mhzのダイポールは2種類作製していますので、特に早急な必要性はありませんが手をいれてみました。 このロッドアンテナは意外に重く、2本で157gもありますのでアルミパイプのアンテナに比較すると結構重く感じます。ロットアンテナなので組み立てが簡単な利点はありますが。

まず、センターローディングコイルを50Mhz用にまき直します。このままでも、アンテナを収縮すれば同調しそうですが効率が悪くなるので既設のコイルを除いて、手持ちにある0.6mmのUEWを12回ほど巻いてみました。この12回巻きでは、アンテナを5cmほど短かくすると50.2MhzでSWRが低くなりました。あと1回ほど巻き数を減らせばすべて伸ばした状態で同調するかもしれませんがこの程度ならよいかと妥協しました。(2019/03/26)

 

長さは収縮時約25cm、伸長時は1.295m 根本は3mmのねじが切ってある
重さは約78g
CB無線用のコイルが巻いてあるので除く
0.6mmのUEWを12回に変更

 

ケースは廃物を利用して、受け側に3mmのビスを止めてロットアンテナの根本にあるネジにロットアンテナを回転させて止める方式とした。バランはソータバランとしてFT50#43に0.6mmUEWを5回巻きとした。

両方のロットアンテナを止めた状態

持ち運びする時はロットアンテナを外す。

 

重量は198g

 


Sark-110での測定結果 地上高3.5m

 

 

 


V型ダイポールの実験

CB無線用のロッドアンテナを改造した水平ダイポールをV型にするとどうなるか実験してみました。エレメントはそのままの利用として、120度になるように新たにBOXを作製しました。ボックスは保管してあったタカチのSW65を使い、ロッドアンテナの止め方は水平の時と同じようにLアングルの廃材を利用してみました。

ケースに斜めになるようにロッドアンテナ用に穴をあけ、受け止めるほうのLアングルには受け用の3mmのねじをとめます。BNCはこれも他で使用していたものを流用。

LアングルとBNCを取り付けたところ

バランはソータバランとしてFT50#43に0.6mmUEWを5回巻き

ロッドアンテナを装着した状態の全体像

地上高3.5mでの設置状況 エレメント長は水平より10mm長くした時点がSWR最小となった。

SARK-110での測定結果

同じ地上高で水平の場合の測定結果は下記です。

スミスチャートで比較すると違いがよくわかりますが、実際に使ってみてどのような差があるかはわかりません。あくまでも、アナライザによるデータなので実際に運用した場合にどのような違いがでるのかは不明です。

?運用実績?

・2019年4月6日 石砂山(578m)、仙洞寺山(583m)で短時間運用しました。飛び受けとも予想とおり。石砂山は15分で4局、仙洞寺山は30分で6局(7エリア移動局含む)の交信。設営・撤去が楽なので短時間運用ではよかった。仙洞寺山は林の中でしたが、何とか3.5mほど上げることができた。
・2019年4月14日 吾国山(518m)  3mHで20分運用 7エリア(いわき市、白河市)を含めて5局、木々がなければ短時間運用に最適なアンテナ
・2019年4月20日 西御荷鉾山(1286m) 3mHで30分運用  ロケがよく10局交信、ロケと高さがあればこんなアンテナでも十分か

二股山(570m) 栃木県鹿沼市 2019/05/05 つつじの咲く山頂
赤石山(2109m) 山頂直下 2020年8月

 

コイル部分破損と修理状況
 茨城県の難台山でロット部分を収縮時にコイル部分が破損したのでコイル部分を分解して状況を確認して修理してみました。ネジで両側から止める構造になっています。コイル部分のプラスチックが破損した原因は両端から止めているネジ部分が緩んでいたために、ロット部分を収縮するときに力がずれてプラスチック部分が折れたようです。プラスチック部分を接着しましたが、締め付け時に接着部分がもつか不安です。プラスチック部分の接着では上部のエレメントは支えることができないので、コイル部分の中にグラスフェーバーを入れて補強しました。そのために、上部のロッドが収縮できなくなったので、運搬時は以前より長めになってしまった。

 

下のアンテナ 短縮コイル上部側が外れている
コイルが巻かれるプラスチック部分が割れて分離(修理のためコイルの片方を外しています)
とりあえず、プラスチック用の接着材があったので接着して修理
コイルを半田付け コイル部分はワニスで固定(美しい巻き方ではない)

この状態で試験をしたら中間のロット部分がコイルが巻いてあるプラスチック部分から抜けきれないために、コイルの機能をしていないことが判明。

プラスチック部分の両端が金属になっていて、ロット部分を伸ばすと通過しているロットが抜けて、コイルとしての機能が働く。上部部分のロットを抜こうとすると、接着修理プラスチック部分が分離してしまう。そこで、上部部分は収縮しないでコイル部分の中空部分にグラスファイバーを入れて補強することにした。コイル上部のロットが下部に収縮しないので15cmほど出てしますがしかたない。運搬時に折れないようにしないといけない。
修理後、近所の公園で3mHに設置したときの測定値。

 


 ここまで各種のアンテナを作製してみましたが、アナライザによる測定データは一つの目安であって、実際に山での使用では環境により大きく左右されました。木々に囲まれた場所では6mの水平ダイポールを上がられないこともありました。あげても回転できないこともあります。木の枝や葉の影響も受けます。高く上げようとしても、枝が邪魔することも多々ありました。特に樹林帯の低山は厳しいところがありました。

 6mのアンテナはサイズが大きくなるので場所により変更していますが、6mをメインにする時はSKYDOORを利用することが多い。2mを中心に運用を予定しているときは、HB9CVか4エレのHヘンテナと6mのV型ダイポールにプラスして予備としてRH-770を持っていくことがほとんどです。ポールは3.6mのポールと延長用の2mのグラスファイバーをザックのサイドに入れています。

山岳移動用144Mhz HB9CVの試作

よく制作記事に出ているHB9CVを試作してみました。山岳移動に使う場合に組み立てが面倒なのと、容積が多くなりそうで作製していませんでしたが移動用でどこまで分解組み立てが容易で持ち運びが小さくなるかためすためにロッドアンテナを利用してみました。

 材料はブームは他のアンテナの作製で使用したもので電気柵用のグラスファイバー、エレメントは前に100円ショップで購入してあったロッドアンテナ(先端が磁石のツール)、ヘアピンマッチとクロスバーは廃材のIV線、エレメントとの接続は小型目玉クリップとした。
寸法はヘアピンマッチは長さ100m×60mm、エレメント間隔は260mmとしてエレメント長さはロッドアンテナで調整することにした。
ロッドアンテナは下側のねじを外すと内側に4mmのねじが切ってあり、本体とは絶縁されているのでこのねじを利用して4mmのねじで2本を連結することにしました。

試作品は少しエレメントが内側に曲がってしまったが、下の図のようになりました。

ロッドアンテナを収縮すると下図になります。

この状態では山岳移動としては容積がありすぎます。もっと分解できないと運搬がしにくい。
分解すると

になりますが、ねじが多く組み立てに時間がかかりそうです。

この試作品でのSARK-110による測定結果は下記のとおりです。 指定周波数の14.200より上で共振しています。ロッド部分をさらに調整する必要がありますが試作のためこの辺で妥協してしまいました。

ラフに試作した割にはデータ的にはよさそうな結果です。移動用にどこまで分解組み立てが容易になるかこれから検討して作製する予定です。(2019/03/05)


マッチング部分の線材変更

分解や運搬時の時間短縮と容積を減らすためにクロスバーの部分を網線に変更して変化があるか実験してみました。この部分を網線に変更すると分解組み立てのねじ分解と折りたたんだ時の容積が少なくなります。

このようにクロス部分を網線にして、中央部分は接触しないようにテープで絶縁とした。

このようにすると、バック側のマッチングについてはねじ止めを外すことなく運搬できるようになる。フロント側は給電部分をねじ止めするだけで、網線側はねじ止めははずさないで済むようになります。

分解時はこんなか感じになります。給電部分の接続は検討の余地があります。

網線に変えたときの測定値は下記になります。(2019/03/06)



 


給電部の変更

同軸ケーブルから直接の給電では、分解・運搬にケーブル部分が邪魔になるのでBNCコネクタをつけて給電する方式に変更することにしました。BNCコネクタはいつもの秋月の基盤直接取り付けタイプとして、保存していたエポキシ生基板を10mm幅に切断してBNCコネクタをつけて基板からマッチング部分に直接接続するようにしてみた。こうすると給電部分が自立するのでヘアピンマッチと一体化できる。

両脇が残っているのは、ここからアンテナ線を伸ばす実験の予定があるためです。
裏側はハンダメッキしている
テストのためにBNCコネクタは2か所だけ半田付け
分解した状態 これで合計139g、ブームの電気柵用グラスファイバが29gあるので軽量化のため変更予定
ロッドアンテナをつけて組み立てた状態

 

SARK-110による測定データ一覧(2019/03/06)


マッチング・ブーム材質の変更

 ヘアピンマッチの材質を1.6mmのIV(銅線)から6mmのアルミパイプに変更し、ブームも釣り竿(廃材)のグラスファイバーにして軽量化を図りました。ヘアピンマッチのアルミパイプは昔に作製したアンテナの廃材を利用したので6mmで肉厚が1mmのためすこし重くなってしまった。ここは、5mmで肉厚0.5mmのアルミパイプが適当のようです。

ロッドアンテナ(ダイソーのツール)は先端の磁石を取ってアルミパイクプのあまりを接着(磁石はザック内でコンパスに影響するため)
ロットアンテナは4mmのねじでブームを挟み連結(絶縁されている)

組み立てた状態、 これで重量は123gになりました。

 

SARK-110より測定結果は下記の図になります。

調整は、ラジエターの長さを調整して指定周波数でSWRが低い点を探し、その後にリフレクターの長さを調整してさらにSWRが低くなるようにするとよかった。およそ、ラジエターとの長さが15から10mmほど差がある点がよさそうでした。ヘアピンマッチを銅線(1.6mm)からアルミパイプに変更したこととRの部分が大きくなったためか、エレメント長さが予想以上に変わったのでエレメント長さは変える必要があるようです。

運搬を考えると、ブームのグラスファイバー(釣り竿廃材)をロッドアンテナが中に入る太さにすると、ブームの中にロッドアンテナが収納できて容積を減らせてロッドアンテナ部分の強度も保てるので検討の価値があるようです。(2019/03/08)

 

運用実績

千葉の房総にある鋸山(329m)で3月9日に運用してみました。40分ほどの短時間でしたが9局ほど交信できました。組み立ては短時間で簡単、ブームが短いので林に囲まれて山頂でも楽に回転できるメリットはありました。サイドの切れはそんなにはよくない。4エレのHヘンテナがあげれらないような場所では使えそう。RH-770との比較は次回の予定。(2019/03/09)

エレメントの変更とケーブル引き出しによるSWR比較(2019/03/19)

エレメントをロッドアンテナから6mmのアルミパイプ(他のアンテナの廃材を活用)に変更してみました。合わせてブームをケーブルをバックから引き出しやすいように長めのグラスファイバー(釣り竿)に変更してケーブルの引き出し方によるSWRの変化を比較してみました。

アルミパイプの接続は5mmの園芸用のグラスファイバーのポールを使用、接続点には1mmの穴をあけてメッキ線のあまりを止めに利用
メッキ線は通したあとで軽く曲げて落ちないように。紛失しないようにヒモをつけておく。消耗品です。

エレメントを6mmアルミにした全体像 これでブームを含めて重量は139g
同軸ケーブルをブームに沿って引き回して、後ろ側から引き出した場合。ケーブルをポールの途中で止めると重心が釣り合う。


ケーブルをサイドから引き出した場合の結果

 

6mmアルミパイプでの寸法図

 

ケーブルの引き出し方によりSWRは若干変化しました。SWRはケーブルをサイドから引き出して、エレメントから離すようにケーブルを下すと、後ろから引き出したほうよりSWRは低くなりました。

アンテナの設置時のバランスを考えると、後ろ側から引き出すようにするとケーブルの重さを加味してポールとの接続点を調整するとバランスがよくなる。サイドから引き出すと、バランスが悪くなるので高く上げるためにはポールの硬さが重要になる。今回はグラスファイバーのポールで各エレメントの間にポールがあるが、金属(カーボン)だとこのようには設置できないので、後ろ側で止めることになるが、そうすると先端が重くなりバランスがとりにくいので結果的に高く上げることができなくなる。2mのアンテナは垂直系になるので、バランスを考えるとスタックにして左右にアンテナをつけるとよいが、山岳移動では容量と重さが問題になるので難しいところです。

私の場合はグラスファイバーのポールなので、エレメントの中間にポールを通して同軸ケーブルはサイドからだしたほうがよさそうです。高さが3.5mまでならこれでもいけそうです。


ブームの変更(2019/03/21)

ブームを釣り竿(グラスファイバー)の廃材から一般的に入手が容易なビニールハウス作製用のホームセンターで販売されている、安価なプロテクターに変更してみました。プロテクターはアンテナのエレメントの運搬時の保護にも利用していますが、軽く加工がしやすいので小さなアンテナの作製にはよく利用してきました。
今回は、アンテナのエレメントをアルミパイプにして長さが50cm近くになったのでエレメントの運搬時の保護を兼ねて60cmのブームとしました。プロテクターはパイプではなく、1/3ほど空いていますので垂直になるエレメントの通過と他エレメントとの水平・垂直線を出すことに工夫が必要です。パイプを貫通してエレメントをそろえるためにはボール盤などで穴あけが必要になります。プロテクターはパイプではないのでこれとセットになって販売している小型のパッカーを円が切れている側に通して位置を調整することができるので、この方式を採用してみました。プロテクターは材質がグラスファイバーではなく、厚みがあるので通過させるエレメントのサイズに合わせてきつめに穴を調整すると都合がよい。なお、プロテクターはサイズが長さ1.8mで径が19,22,25mmの3種類が販売されていて、19mmは130円、22mmは150円(2019/03/20 ジョイフル本田で購入)でした。小型の黄色のパッカーは昔購入して他で使用していたものなので価格等は不明(10個単位で販売されていた)

ビニールハウス用のプロテクター 19mmのもの(エレメントのサイズにより径を変更するとよい)
ブロテクター パイプにはなっていない
エレメント通過用に上部(中心点)の穴をあける(この例では、ポール用とブーム中心点設置用のエレメントの穴もあいている)
下側が小型のパッカー(初期では金属のワイヤーで補強されている、プロテクターのサイズに合わせる) エレメントが通過できるサイズの穴をセンターにあけておく。 左側はポール接続用なので各自の固定方法による
パッカー と プロテクター
プロテクターにパッカーを装着した状態 バッカーは移動OK パッカーの穴はエレメントに合わせる
エレメントを貫通させた状態 小型プロテクタ(黄色)は前後左右に動かせるので、他エレメントと水平・垂直を調整する
全体像 これで重量は179gです
運搬時は、プームのなかにエレメントを入れて保護する、バッカーはパイプからの外れ防止になる
設置状況 3.5mh 同軸ケーブルはサイド引き出し(33cm)

SARK-110による測定結果(ブームをプロテクター、ケーブルをサイド(33cm)から引き出しの場合)

ブームを変更しましたが、SWR等はほとんど変化しませんでした。
同軸ケーブルの引き出しはサイドからにしていますが、22cmと33cmで中心からの距離を変えてSWRの違いを測ったら、33cm離したほうがSWRとして0.02程よかった。あまり中心から同軸を離すとバランスが悪くなるので30cmほどでもよいようです。(2019/03/24追記)

?運用実績?

 ・富谷山(361m)/茨城県桜川市 2019/4/14 30分で10局交信できました。場所的に筑波山の裏側になるので、筑波山の西側を通過した横須賀市が最長でした。組み立て、撤去が簡単である程度の風にも3mHで耐えられました。

矢大臣山(965m) 福島県田村郡小野町
富谷山(361m) 茨城県桜川市

 


Bugworm-EFHW アンテナの作製

JL1NIEさんのSOTAで使える便利なツールをもとにBagWorm EFHWアンテナを作成してみました。トラップについては前の記事での制作と同様に作成しました。今回はケースは半透明として中が見えるようにしました。コイルとコンデンサのデータはSOTAで使える便利なツールここの計算を利用しました。計算値のサイトではコイルの作製に必要な線長も表示されるので便利です。
今回は、21Mhzと18Mhzのトラップコイルを作成します。10Mhzについてはなくても通常のEFHWチューナーでクリティカルですが同調できそうなので(前記事)挿入しないことにしました。

トラップの作製と調整はSARK110の導入 SARK110を活用したトラップコイルの作製 の部分に記載しています。

マッチングボックスはSOTAで使える便利なツールのデータをそのままで作成しました。コンデンサの150Pは余っていいる100Pを3個で作製しました。QRP運用(5W)なので、コアはこの下のサイズでもよかったかもしれません。ケースはいつものAitendoの小型ケース(白)で同軸は1.5Dを直付けとしてコネクタの重量を減らすようにしました。EFHWのチューナー利用時はU/Vで使う同軸を別に持参しているのでそれを使うため。

図1マッチングボックス ホットボンドで固定しています。

 

トラップのデータはSOTAで使える便利なツールのデータと参考としてこの計算サイトを使いました。

結果として、21Mhz用は11回、18Mhz用は13回で共振しました。18Mhz用の巻き数はSOTAで使える便利なツールより少なくなっています。

図2 計算サイトによる計算結果

図3 作製したトラップコイル 上が21Mhz用、下が18Mhz用のトラップコイル

図4 18Mhzトラップの測定中

図5 21Mhzの測定データ

図6 18Mhzのトラップ測定データ


アンテナとしての実測

21と18Mhzについて、近くの公園で5.4mのポールでSark-110により斜めにエレメントを張って測定してみました。

まずは21Mhzのトラップをつけてその先には何もつけずに測定して、徐々に切り詰めていきました。結果、マッチングボックスからトラップの中間点まで、6.33mで下記のようになりました。マッチングボックスの置く高さ(同軸ケーブルの地面との距離)により同調点が前後しますが、この辺りで妥協しました。実際の山での地面の状況により変わるような感じです。

図7 21Mhzでの測定結果 緑がSWR

次に、21Mhzのトラップから18Mhz用の線を付け足して、線を切り詰めて同調点を探しました。およそ、21Mhzのトラップより80cmで下記のようになりました。

図8 18Mhzでの測定結果 スパンを4Mにした状態

ここで、スパンをHF帯にして測定してみました。

図9 センターを18.1Mhzにしてスパンを14Mに拡大

この周波数の範囲で、18.1と21.1Mhzの2点にSWRの低い点があるのが解ります。うまくトラップが働いているようです。

次回に、14Mhz用の線を18Mhzのトラップの先に追加して調整・測定の予定です。

なお、この時点で通常のEFHWチューナーに接続して、21と18を測定してSWRが低いことを確認しました。ついでに、10Mhzを測ってみたら下記のような状態でした。

図10 21と18のトラップをつけて18のトラップ先は未接続の場合(EFHWチューナーで)(2019/02/12)


14Mhz用のアンテナ線を付加して測定してみました。(2019/02/13追記)

寒くてだれもいない近くの公園で5.4mのポール(カーボンロッド)を立てて測ってみました。なお、カーボンロットの先端からは20cm程離してあります。

前日までの18Hhzのトラップの先に14Mhz用の線を追加して切り詰めていきました。最終的に下記のところで止めました。この時の寸法は、18Mhzのトラップ中心点(コイル接続点)から1.51mでした。

図11 14Mhzの測定結果(21と18のトラップが途中にある状態)

すべてのトラップを付けた状態で中心を18.1Mhzにしてスパンを広げて測定した結果は

図12

のようになりました。それぞれのバンドでSWRの最良点があります。トラップが有効に機能しているようです。このアンテナはEFHWのチューナーとは違い現地で調整の必要がないので、山岳移動などで荷物を減らしたり、設置時間がないときには有効に使えそうです。なお、SARK-110には4バンド同時の測定ができるのですがうっかり撮り忘れ忘れてしまいました。次回に測定結果を追加する予定です(2019/02/13)

続いて、BugWormのマッチングボックスからEFHWチュナーに付け替えて10Mhzと7Mhzのデータを測ってみました。10Hhzは次の図のようになり、何とか使えそうです。でもかなりシビアな調整が必要でした。

図13 BagWormアンテナをEFHWチュナーで使った場合(21,18トラップ付き14Mhzハーフサイズ)

続いて、7Mhzですがあまりよい数値ではありません。実用性は?です。EFHWのカウンターポイズの調整が必要のようです。

図14 BugWormアンテナをEFHWチューナーで使った場合(21,18トラップ付き14Mhzハーフサイズ) リアクタンスの交差がトラップコイルを測定しているような感じです。インピーダンスのトレースも保存しておけばよかった。(反省)

このアンテナはSARK-110にてデータを測定しただけで、実際に使っていないので性能は未知数でが、手軽に使えて移動運用には最適のようです。7Mhzを運用する場合は、BugWormアンテナにプラスしてEFHWチューナーをもっていくか、BugWormアンテナに14Mhzのトラップをつけて7MhzもBugWormアンテナとするか重量、容積、利便性を考えると悩ましいところです。山で長さ20mのアンテナを張るのは結構難しいそうです。

最終的に下記のような寸法になりました。JL1NIEさんのデータとは大部違っています。10Mhzのトラップを入れていないためと思いますが、あくまでも一例としての参考です。トラップコイルのコンデンサの耐圧はこんなに必要ないと思いますが、Aitendoで耐圧1KVが安価で袋単位で購入できたためです。(50Vでは少なそうだったので)

図15 全体像 束ねたケーブルを止めるクリップを含めて重量はおよそ、182gでした。


14Mhzトラップを追加して7MHzの実験

ここで作製してあった14MHzのトラップを追加して21-18-14-7のBagworm EFHWのアンテナの実験を行ってみました。前回までのBugwormのエレメントの先に14Mhzのトラップをつけてアンテナ線を伸ばしてSARK-110でデータを見ながら切り詰めた。環境としては5.4のグラスファイバーの釣竿に14Mhzのトラップを止めて、ここで左右に逆Vで折り返して7M側の先端は地上高1m程度にして設置しました。

図17 上がSWRとインピーダンでの測定結果

図18 中心を16.5でスパン拡大した測定結果 各バンド(7,18,14,21付近)でSWRの最低点および50Ω点があるのがみえる。

図19 SARK-110のマルチバンドモードでの測定結果(参考:SARK-110の初期デフォルト設置のため) 個別データとは乖離がある。この時点ですべてのトラップを挿入した状態で各バンドの個別トレースをとるべきでしたが、1時間弱の時間内では時間不足でした。さらに日を改めて実験をしてみよう。また、14Mhzと隣接している18Mhzがうまく表示されていない。まだ、SARK-110を使いこなせていないようだ。

本来は下記のマルチバンドモードで設定して測定すべきでした。

以上、4バンドで使えるBugworm-EFHWができました。7MhzのSWRがあまり低くないが設置条件を変えれば多少は落ちるかも。折り返しで、頂点が5mほどなので数値的にはよくないが、実際に山での設置を考えるとこの程度になりそうです。長いポールをもっていないので。樹木の枝に引っ掛けて高さを稼げればもう少しよくなるでしょう。アンテナ線の長さ、運搬時の量、設置方法を考えると無調整で4バンド出れる利点はありますが、EFHWチューナー併用のほうがよさそうです。(2019/02/14 追記)


14Mhzトラップ追加後の再測定(2019/02/15)

前日にはトラップ追加後に7Mhzだけの測定だったのでトラップ追加後の再測定を実施してみました。場所は前日とは違い、近くの公園です。ポールは5.4mのカーボンロッドに20cmほど離して14MHzトラップから逆Vに折り返しの設置です。

まずは、SARK-110の機能であるマルチバンドでの測定。

14Mhzがずれています。これは、18Mhzのトラップの先に延長して14Mhzでの同調を測定して共振点を見つけたあとで、今回7Mhzを実験するために14MHzのトラップを接続したために、14Mhzトラップでの延長分が付加されたためのようです。この時の14Mhzの個別測定では

になって、下にずれています。14Mhzのエレメントを短くする必要があります。14MHzを再調整してから7MHzの調整は後日に実施することにします。今日も曇りで非常に寒く、外でのアンテナ調整はつらい季節です。

この時点での各バンドのデータは下図です。設置場所が違うので前日の数値とは違っています。


10Mhzトラップの追加実験

Bugworm-EFHWとして10Mhzにもなるように、10Mhzのトラップを途中(14と7の間)に入れることにしてみました。
まずは、10Mhzのトラップを再制作。データはこのサイトの計算式とJL1NIEさんのSOTAで使える便利なツールを参考にしました。

このサイトでは巻き数が24.9になっていますが、いままでは少な目で共振していたので今回も24回でチェックを開始。なお巻き線は、ポリウレタンの0.5mを使用しました。SARK-110により測定した結果は、24回では大部低く、23回で巻き線の密度を変えて下図のような結果になりました。この辺りは、コイルの巻き位置(密度)を少し変えると、共振点がよく変化するのでワニスでコイルで固定することにしました。

10Mhz トラップ 測定結果 <Zs:リアクタンス

後日、トラップを入れて試験をする予定です。(2019/02/18 追記)


10Mhzトラップ付きでの実験結果

10Mhzのトラップを14Mhzトラップの後に追加して測定してみました。

10Mhz帯の測定結果

 

少し下側にずれていますが、公園での実験中なのであとで成端するときに少し短るすることにしました。この時のトラップの位置は、14Mhzのトラップから2.79mでした。続いて7Mhzを調整。

 

7Mhz帯の測定結果

 

アンテナ線を切り詰めていって、上図ような状態になりました。SWRは思ったほど下がっていません。リアクタンス分の調整が必要です。Bugworm-EFHWのマッチングボックスだけで運用時に無調整でこれだけのバンドをカバーしているので、山岳移動での短時間での設営など有効に使えるアンテナのようです。この時点での各バンドの測定値は下記のとおりです。無調整なので設置環境によりSWR等は変動しています。なお、山での設置状況を考慮して14Mhzのトラップの先で分離できる方式にしました。設置場所により7MHzを含めてアンテナを設置することが困難な場合が予想されるため。

 

14Mhz帯の測定結果
18Mhz帯の測定結果
21Mhz帯の測定結果
HF帯におけるトレース図
マルチバンド測定結果(7,14,18,21)

 この図の寸法等は参考です。実際には使用する線材や設置環境により変動すると思われます。特にトラップコイルのデータはコンデンサのバラツキや巻き方で変わるようです。今回の実験を通じてトラップ付きのアンテナは調整が大変でした。トラップの共振点を調整する必要があるので、共振点を測定できる装置がないと作製は困難で、トラップは計算通りには行かなかった。でも、各バンドのトラップコイルが作製ができればほぼ完成です。トラップコイルは共振点が狭いので、自分が運用する周波数(CW,SSB等)を考慮して中心点を合わせるとよいアンテナができそうです。コイルはコアへの巻き方や線間の間隔で共振点が変動するので、ワニスでの固定は必要でした。ギボシ等での分離スタイルに比較すると運用時は楽ですが。。あとは実践あるのみですが、山でのHF運用は先になりそうです。(2019/02/19 追記)

 

EFHW(トラップコイル利用)アンテナの作製

SARK-110導入の中で作成したトラップコイルを利用して、以前作成していたEFHWチューナー(軽量化のため再作製)と組み合わせて21-18-14Mhzのアンテナを作成してみました。トラップコイルは21と18になります。

SARK-110を利用して21Mhzから調整して、21MHZのトラップを入れて18Mhz、18Mhzのトラップを入れて14Mhzと線を切り詰めながら測定してみました。データは近所の公園で6mのグラスファイバーのポールにつけて行ったので、アンテナ線は斜め設置になります。

下記の図は、21Mhz用の線の先端に21Mhzのトラップを接続して、その先は未接続の状態で測定した結果です。スパンをHF帯にしたのでなぜか13MHzあたりにもピークがある。

図1 21MHzの測定

図2 18MHzの測定結果(21MHz用トラップ付き) 

図3 14MHzの測定結果

図3-1 10Mhzの測定結果(2019/02/08追加)

図3-2 2個のトラップをつけてスパンをHF帯にして、14M付近にEFHWチューナーを合わせた場合。
EFHWのチューナーはバリコン容量を切り替えていないので、7Mhzは表れていないようです。
SARK-110のバッテリ不足で終了(2019/02/08追加)

図4 EFHWチューナーとトラップ付きアンテナ(全体)

図5 トラップコイルとケース トラップコイルとケース+ケーブルプロテクタで約9gです。

アンテナ線とEFHWチューナーを含めた全重量はは152gでした。山での実践でためしていないので性能や設置場所による変化については不明です。山奥にいってV/UがNGのときに使う予定です。7Mhzについては別途データを取ってみます。(2019/02/07)
7MhzはSWRが3近くになって実用このままでは問題がありました。EFHWのカウンターポイズの長さ(1mだけだった)の調整も検討してみます。14Mhzのトラップを入れて延長もありか(2019/02/08)

 

144Mhz用 同軸コリニアアンテナ(5段)の作製

金峰山(2599m)での使用例 6mのポールに這わせてある

『同軸コリニアアンテナ研究会』のデータをもとに144Mhz用のコーリニアアンテナを作成してみました。ポールの長さの関係で他のバンドでの共用の関係から4段とした。*2018/10/05 5段に変更

最初に、以前ハムフェアでジャンクで購入していた5D-2Vの同軸が余っていたので作成、5Dでは重さがあるので移動用(山岳)には適切ではないが実験として作成して、結果がよければより軽く作ることにした。

寸法等は主に使用する144.2Mhzを中心にするために、1/2λは716mm、位相調整部は354mmにしてみました。調整後は、上部の位相調整部の長さは352mmにした。調整後のスタブは250mmでした(切り過ぎたかも)。作成後、SWRはスタブを調整して1.5以下になったので実際に使用していないが手持ちの2.5D-2Vで再度作成することにしました。

事例では3D-2Vが良さそうなのですが、軽くするために手持ちの2.5D-2V(千石電商で以前に購入)を利用した。先端の位相調整部およびスタブは1.5D-2Vとして、少しでも軽くなるようにしてみました。すべて1.5Dで作成するとより軽量になるが、加工(ハンダ付け)が大変そうです。同軸は単芯のものが加工が容易のような気がします。

9月18日に金峰山で試してみましたが短時間の運用であり、標高もあるのでアンテナの性能はまだ未知数です(30分で6局程度なので)。手軽に設置できるので、他のアンテナと併設して運用後、結果は別途リポートすることにします。

制作は、各エレメントの接続部分は同軸ケーブルの内部の絶縁体を間に入れてショートの防止と一定の間隔を確保するようにした。接続点はハンダ付けするが運搬時や強風の時に力が加わりハンダ部分が破断することがあるので、以前購入していた園芸用のポールを止めるプラスチックのものを加工。丁度、2.5Dの外径にぴったりでした。この園芸用のプラスチックで覆ったあとテーブで止めて防水とした。なお、テープは結束用テープを使った。

コネクタは手持ちのBNCーJを接続して、他のアンテナと共有するケーブルを利用して無線機に接続する方法にした。コネクタを含む重さは137gでした。この重さと体積ならば他のアンテナと同時にもっていっても苦にならないだろう。

使用実績: 金峰山、根本山、方塞山、赤城(黒檜山)、赤城(地蔵岳)、比津羅山、角間山、村上山、黒斑山、小町山、丸岳、矢倉岳、金時山

*2018年10月7日 比津羅1201m)/栃木県那須塩原市で使用、環境としては落葉していない高い樹木に囲まれた樹林帯の山頂ではあまりよい結果ではなかった。相手の出力にもよるが聞こえていてもとってもらえないことが多かった。全市全郡のコンテスト中であったがSSBで2局のみ。

*2018年10月20日 角間山(1981m)/群馬県吾妻郡嬬恋村 山頂は木々がなく360度の眺望、関東地方にはまわりにより高い山がある。短時間運用でしたが、開けている場所では活躍できた。

移動用アンテナ設置

移動用のアンテナ設置用のポールは乗せるアンテナにより使いわけています。

6mをメインで運用するときはSKYDOORを使うので6m長のポール(SP-6 *エレクトロデザイン社は2021年7月で廃業)、50、144や430を運用する予定のときは3.5mのケーブルフィッシャー(本当は4mですが廃物利用で先端がないので)にグラスファイバーの釣竿を足して5m長として50Mを運用、144と430は3.5mで使っています。ポールの長さはポールを自立させることからこの程度の長さが限界と思われます。2mの4エレを3.5m上げて支柱で支えることができます。このとき、ステーはあえて取りません。アンテナを回転させる必要があることと、ステーがなくて自立できる高さとアンテナにしているためです。強風の時はさすがに2m程度しかあげませんが。144や430ならば3m程上げれば実用になります。藪山やものすごい強風の時は、RH-770のロッドアンテナをポール3.5m長にして使いますが結構実用になります。やはりある程度の高さにアンテナを上げると違います。

山頂に適当な樹木があれば利用できますが、障害物がなく他の登山者に迷惑にならない場所をさがすとアンテナは自立することが必要になります。三脚等を利用する手もありますがアンテナを高くするには難しそうです。山頂が一面岩場の山より、土のある山頂がある山に登ることが多いので支柱(Lアングル)を地面に打ち込んでいます。岩山は、ポールを岩で挟んで固定することにしています。

ケーブルフィッシャーはだいぶ昔の製品でグラスファイバー製です。先端の引っ掛ける部分と止めている部分が破損して廃棄になったものを使っています。先端の部分は破棄して次の部分から使用、この先端に鬼目ナット(6mm)を埋め込んで固定しています。

地面にこのポールを固定する方法はアルミアングルを使用しています。当初は幅25mm厚さ1mmのアルミ等辺Lアングルを使用していましたが、何回かの移動で地面に差し込みんだときに少し斜めに力をいれたら曲がりかけてしまった。やはり厚さ1mmでは軽いけれども強度がたらないようでした。現在は、厚さ2mmで15mm?30mmの不等辺Lアングルを使用しています。なお、アルミLアングルは重さが約120gでした

 

上(ケーブルフィッシャー<廃材>)中:アルミ不等辺Lアングル 下:14mm径FRP
アルミ不等辺Lアングルを地面に差したところ
アルミLアングルにポールをセット例
FRP径14mmにセット例

 

アングルの長さは使用しているポールの収縮長(61cm)より少し長めの62cmで先端は斜めにカットして刺さりやすいようにしています。ポールとの固定はケースの固定とを兼ねてゴムバンドを使用しています。長さは自分が使用するポールの収縮長やアンテナエレメント長等との兼ね合いになります。下記のFRPも使ってみましたが、現在はこのLアングルを使っています。

Lアングル以外の打ち込みに使える材料としては、園芸用(電気柵に使用)のFRPが使えます。重さはFRPが軽く、価格も安価です。だだし、ポールも円形、支柱も円形なので固定時にズレやすいこととLアングルより地面に打ち込みにくいことです。

ちなみに、FRPは肉厚は2mmで外形が9mmと14mmがありますが9mmでも強度的には大丈夫そうです。14mmで長さ62cmで88g、9mmで長さ90cmで86gでした。

RH-770用のポール固定アダプタの制作

RH770 取付基台(JP3DGT Amateur radio station)を参考に基台になる部分は手持ちのガラスエポキシ基板の残骸を活用して作成してみました。

BNC(JJ)は秋葉原のラジオデパート3Fにあるトモカ無線電機(株)で販売していたTOMOCA BNC-ABSJJ パネル取付BNCレセプタクル(絶縁型)を使用しました。元になっているブログで使用していたCANARE BJ-JR パネル取付50ΩBNC型リセプタクル店頭にはなかったようで、価格もだいぶ差があるので安価なものにしました。(探したりなかったかも、カナレは50オームと明記しているので確実)秋葉原が近く、直接行くことができるならトモカ電機で購入することができます。また、秋葉原・千石電商でも第一コネクター (ダイワ電研) BNC-BA-JJ-Z NiBNCアダプタとして販売(価格は高め)しているようですが、店頭販売は未確認です。

基台になる部分は、ジャンクで購入していたガラエポ基板の残骸があったので使うことにした。移動用に使っているポールは6mmのねじを埋め込んでいるので、基台には6mmの穴とBNC用の穴をあけて加工。アルミよりも加工が容易です。強度は若干しなることになるが、あまり長くないので大丈夫と妥協。

BNC取り付け穴は、本体はねじ止め後に回らないようにすべて円形にしないで一部直線を残すようにヤスリがけで調整しましたが、一部円形は難しかったが回らない程度に直線を残すことができた。

RH-770は予備用として持参しているのであまり使う機会がないが、重さもないので今後はこの基台も一緒にもっていくことにします。

JP3DGT さん、制作記事紹介ありがとうございます。

 

144Mhz、430Mhz用 移動用Hヘンテナの制作

山岳移動用の144Mhzと430MhzのHヘンテナを作成して、現在主に使用しています。寸法等のデータはネット上(JA7KPI)にあるものを参考にしました。

ブームは144、430と共用にして釣竿のグラスファイバーに6mmの穴をあけて組み立てやすさと軽量化を図っています。グラスファイバー製ポールとの固定はポール側に6mmの鬼目ナットを入れて、6mmのネジで固定する方法にして簡易にしています。Hヘンテナのブームは金属よりも非導体のほうがよいようです。

材料は6mmで肉厚0.5mのアルミパイプをエレメントにして、接続は5mmのアルミ丸棒を使っています。エレメントを接続するのはゴム紐を外側に止めて、その張力で保持とエレメントの接続間違いを防止および保管のしやすさを図っています。移動時にエレメントが曲がらないように、園芸用(ビニールハウスの固定用)の固定半パイプ(商品名不明)を使っています。

分割したエレメントの接続は外側でゴム紐を使用。紐を通さなかったのは、ブームに固定しやすいようにするため、ブームに通過後に上部をクリップで固定
給電部はUバラン 単縮率は0.57(外皮)で計算、エレメントとの接続はめがねクリップ、導体はシールド線の外皮を使用(柔らかく切断しにくい)Hヘンテナの給電点のインピーダンスは200オームに近いのでUバランスを使って4:1にしています。エレメントとの接続は中心部からずらしていってSWRが最低点にマーキングしておきます。
エレメントはビニールハウス用の半パイプに入れて保護
釣竿のブームにセットした状態、給電部の縦の棒は釣竿の残りを使い、給電の同軸ケーブルをエレメントから離すために使用する。給電の同軸ケーブルがエレメントに重なるとSWRが悪化するため

 

Sark-110による測定データ

Sark-110で測定してみました。いつも使っている給電点の位置では下記の結果でした。144.441MhzあたりがSWR最低点です。給電点の位置を移動すればいつも使う周波数付近の144.200付近にSWR最低点とすることができそうですが、この範囲なら問題はないでしょう。(2018年12月18日追記)

 


給電部分の変更

給電部分をUバランから、フェライトコアを使ったバランに変更してみました。1対4にインピーダンス変換。コアはFT37#43を使用しました。移動で5W運用なのでこのサイズでOKです。給電部分はなるべく軽くしたいのでBNCコネクタは基板用のコネクタとしてケースの内側で基板を半田付けして固定する方式としました。下記の画像ではコアの巻き数が4になっていますが、最終的に実験した結果、145Mhz帯では3回がSWRが低かったので3回としています。他のバンド(50Mhz等)の周波数でも測定しましたが、この巻き数ではSWRが高く使えません。

ケースはタカチの手持ちのSW-40としました。もっと小型がよいかも。BNCは秋月の基盤用、内側の基盤は残っていたガラエポの基盤を利用しました。

基板に穴をあけて、BNC端子が入ることを確認しておきます。

ケースに基盤を密着させて穴をあけて、ケース表からBNCを通して裏側に基盤をつけてBNCの端子が基板に合うことを確認して、半田付けして固定します。

この状態で、アンテナ側に200Ωの抵抗をつけてSWRを測定した結果は下記になります。バンド内で1.16程度なので使えそうです。

この時のデータは コアにFT37#43にポリウレタン線(0.6mm)を3回巻きです。

 

アンテナへの引き出し線は、ジャンクであったテフロン同軸の切れ端を利用して、アンテナエレメント側には目玉クリップを圧着端子を介して接続しました。

Uバランでの給電部分の全体像

フェライトコアを利用した1対4バランによる144Mhz4エレ H-ヘンテナの測定結果。このデータはSARK-110による測定値です。今後の移動でUバランとの違いを試してみる予定です。(2019/02/23 追記)

 

実際の設置状況(帝釈山)

給電点の位置は実際は計算値とはズレがあり、Reg側は中心から50ミリ、Ref側は中心から60ミリで中心周波数433MHZでSWRがほぼ1になりました。給電点の位置は作成方法や材質により変化しますので、調整が必要です。メガネクリップで位置をずらせるので調整は容易でした。

 

エレメントの6mmアルミパイプと保管用のケース

BNCは小型にするため基板取り付けタイプを使用

給電部 裏側はエポキシで固めた
ブームにエレメントをセットした状態。縦の棒(釣竿のあまり)はエレメントから同軸ケーブルを離すために使用する。
給電のケーブルはエレメントの垂直面から30cm程度は離さないとSWRが落ちない
釣竿を利用したブーム、同軸ケーブルをエレメントから離す棒(釣竿のあまり)は内部に保管する
釣竿利用のブームを伸ばした状態と同軸ケーブルをエレメントから離すための棒(釣竿のあまり) エレメント用の穴はアルミパイプ(6mm)が通るように穴をあける。センターと垂直を出すために、ボール盤を使った。穴の周りは補強したほうがよいが、そのまま2年ほど使ったが問題はない。アマチュアなので壊れたたら作ればよい。 白色の部分はテープで、144と430の位置がわかりやすいようにしている。
ブームとポールの接続は6mmのねじを利用するので、ブームの釣竿(グラスファイバー)に力が加わったときに破損するのを防ぐため、ガラスエポキシ基板で補強。樹脂粘土とガラスエポキシで補強固定。こういう時に100円ショップの樹脂粘土は有効に使えます。
144の4エレと430の7エレで重心が変わるので2か所に設置してある。
釣竿の先端のキャップは紛失しやすいので釣竿にひもで固定してある。
144Mhz4エレと430Mhz7エレおよび共用のブーム(給電部のUバランを含む)
アナライザによる測定結果 430を中心に2Mほどは1に近い
実際の設置状況(人骨山)

 

50Mhz SKYDOOR

 

ダイポールでしばらく移動運用していましたが、山では木々が多く、水平に3m近くを必要とするので設置場所が難しいので水平方向が90cmと短いSKYDOORを作成してみました。

この手のアンテナでは、ヘンテナがよくつかわれていますが、SKYDOORは垂直方向が2.5mとヘンテナより短くなっていることと、エレメント部分が少なくて済むので山岳移動では有利であることを期待した。

上部のエレメントを止める部分は、左右約45cmなので6mmのパイプを分割して5mmの丸アルミ棒に差し込む方式とした。エレメントを止めて、ポールに固定する部分は農業用のビニールハウス制作に使うものを流用。ポールは、エレクトロデザイン社で販売しているSP-6(6mグラスファイバー)を使うようにして先端が穴に入るようにリーマで調整してぴったりになるようにした。このクランプは加工しやすく曲げにもつよいが若干ねばりけがないので、ビニールハウスのビニールを止める黄色のもの(小型のパッカー)を使うことにして、再作成してみました。材質が粘り気があるのでこのほうがポールであるグラスファイバーとの相性が良さそう。

クランプ(商品名・パッカー/ビニールハウス用)とポール(5mmのアルミ棒)の止めは、当初はねじ穴をあけてとめていたが、強風時にネジ穴部分から曲がったしまったので強度を保つために、ゴムひもで止めることにした。意外にづれずこともなく使いやすい。


エレメントは2分割し、これもゴムヒモで止めて組み立てやすくして、その張力で中間の5mmのアルミ棒に密着するようにした。 ゴムヒモは劣化したら取り換えればよい。見た目はあまりよくないが、組み立て分解は容易です。

給電部はポールとはクリップで固定することにして、クリップ部分は他との共有を考えてマジックテープによる分離方式とした。アンテナ線との接続は、BNCタイプに統一


エレメントを接続した状態、エレメントをつなぐゴムヒモの張力で接続。


エレメント上部の設置状態

エレメント下部の設置状態

ポールは、エレクトロデザイン社で販売しているSP-6(6mグラスファイバー)。ポールの支持は2mmのアルミア不等辺Lングルを使用。長さはポールにあわせた。

SP-6(6mグラスファイバー)に限らず、釣竿形式のポールは先端のキャップが紛失しやすいので穴をあけてひもを通してポールに固定するようにした。こうすることにより、移動運用時の紛失を防止することができる。右下のひもは、ポールを固定するときに使用するゴムバンドです。

城峰山での設置状況

Sark-110 による測定データ

Sark-110を購入したのでいつも使っているエレメント長でデータを測定してみました。

データを見ると、50.246MHz付近がSWRが最低でほぼ50Ωになっていました。SWR計だけで調整していましたがこのくらいならOKでしょう。上下のエレメント長(目玉クリップの位置を変える)を変えるとSWR最低周波数が変更することが確認できました。 (2018年12月18日 追記)

SKYDOOR Sark-110 測定結果

 

再調整してみました(2019/04/02)

 

 

 

 

50Mhz Vダイポール

ダイポールと同じエレメントで、V形ダイポールを作成してみみました。インピーダンスが50オームに近くなるので有利になるようですが、違いがわるほどではなかった。

バランの部分は水平ダイポールの時と同様に、FT37#43に5回巻きです。

テープにより長さを調整しました(5mmのアルミ)
内側にヒモを通して連結 内側の5mmアルミパイプで長さを調整(エレメントを水平DPと共有したので先端と根本で調整)
パイプの内側にヒモを通す
内側のヒモはこの位置で外に出して給電部で連結
エレメントは運搬時はビニールハウス用の半パイプで保護する
50Mhz用Vダイポールアンテナ 寸法 エレメントは6mmのアルミパイプ、調整用は5mmのアルミパイプを先端に追加している

 

 

近くの土手での設置風景。SWRは50.2Mhzで1.2程度でした。

Sark-110での測定データ

Sark-110でSWRの最低点とインピーダンスを測ってみました。
SWRはSWR計の値より少し悪いがこんなものでしょう。通常使っているバンド内は1.5以下になっているので問題はないでしょう。インピーダンス値が低いのが気になりますが。(2018年12月18日 追記)

地上高は3.5mでの値です。


コアの巻き数の変更(2019/03/10)

2mのHB9CVとセットで山にもっていくために、このアンテナを再調整しました。コアへの巻き方と巻き数を変更して、5回から4回巻きとして巻き方も平行になるようにしてみました。エレメント長さは変更しないで、SARK-110で測定してみました。数値は設置場所より変化するので目安です。実際には、山では樹木があったりするのでこのような数値になるのは難しそう。地上高3mでの測定です。

 

50Mhz ダイポール

50Mhzを2月から運用を開始するために、アンテナがないのでとりあえず一番簡単なダイポールを作成してみました。

材料は、2m用の6エレを作成したエレメントを使い、50cm程度のパイプを片側3本をつないだ。エレメントは6mmとして、つなぎに内側に5mmをいれパイプの中にゴム紐を通して都合6本がつながるようにした。こうすることでテントのポールのように自動的に一本になり、両端を止めるだけで済む。エレメント長さ給電点から片側1460mmでした。

バランの部分に中間を広げて差し込みだけで済み設置、撤去が簡単になる。

バランは、QRPでの使用なので小型のFT37#43に5回巻きとした。


コア巻きの方の変更とケースの変更(2019/03/11)

ケースのBNCコネクタの取り付けとポール固定用のねじの取り付けを変更し、合わせてコアへの巻き方も変更しました。運搬時の容積を減らすため。

コアへの巻き方は0.6mmのポリウレタン線を平行にして5回巻き。BNCコネクタとポールへの固定用ネジは下側から出すようにしました。
Sark-110による測定結果は下記のようでした。地上高3mでの結果です。

 

 

 

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