アンテナ制作(山岳移動用 Microvert編)

はじめに

山岳移動のアマチュア無線用の ラジアル(カウンターポイズ)分離型Microvert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。
Microvertに関するデータ等は下記のURLを参考にしました。
 ・JS1SCWのホームページ

ネットでの制作事例は大半が固定用で同軸ケーブルをラジアルとして使用する例が多く見受けられます。ここでの制作事例は山岳移動用でラジアル(カウンターポイズ)を分離して、マルチバンドで使えるようにした事例になります。
アンテナはエレメントが長いほうが一般的に送受の性能がよく、設置場所が広く他者に迷惑にならなく展開できるスペースがあればDPやIV、EFHW、LW+ATUがよいでしょう。しかし、山岳移動では藪山で木々が密集していたり、狭い山頂や一帯が岩だけなどワイヤー系のアンテナが展開しにくいことが多々あります。そこで、狭い山頂や木々に囲まれた場所でもマッチングがとりやすく設置が容易で軽量なアンテナが必要になります。市販でもよいアンテナがありますが、自作して楽しむのもアマチュア無線の醍醐味だと思います。Microvertアンテナはけして性能はよいとは思いませんが、入手しずらくなったバリコンを使わずに簡単に作れるので挑戦する価値はあると思います。
ここ2年ほど改良をしながら、山岳移動のHF(7-10-14)でQRP/2.5~3WでFT8を運用してきました。送受のレベル差はありますが使えています。
ラジアル(カウンターポイズ)分離型Microvertアンテナはラジアル部分の展開の方法や地表の状況により同調点がかなり変化します。ラジアルは給電点から2-3mほど水平か斜めに直線的に張り、その後に地表に沿わせると同調がとりやすく送受の性能が上昇する。実際は木の枝等に引っ掛けて展開するとよいようです
Microvertアンテナは各種記事にもあるように、直列共振型のアンテナでコイル部分とコンデンサとしてのラジエータでの共振をとるタイプになりますので、途中にATUを入れて同調をとってはNGです。あくまでも、コイル部分とラジエータで同調をとる方式です。従って、設置時はSWRメータ、VNA等が必須です。NanoVNAが安価に入手できますので普段はNanoVNAで調整しています。

履歴
  • 2024/06/10 HF 三脚利用のコイル外付けMicrovertの試作
  • 2024/04/03 HF 10m 旗振り棒利用のグランドプレーンの実験
  • 2024/04/02 HF 10m 旗振り棒利用の水平ダイポールの実験
  • 2024/03/22 HF 40m-10m 三脚利用のMicrovertアンテナの制作
  • 2023/01/27 HF 40m EFHW VS DP  WSPRによる比較その3
  • 2022/12/28 HF Microvert EFHW WSPRによる比較その2
  • 2022/11/20 HF Microvert 1/4λEF WSPRによる比較
  • 2022/04/30 HF ラジアル分離型Microvert コイル連続可変型 マッチングボックスの試作
  • 2022/04/18 HF ラジアル分離型Microvert  コイル連続可変およびカーボンロッド・ラジエータの実験
  • 2022/03/09 50MHz用ラジアル分離型Microvertの実験Part3
  • 2022/02/15 144MHz用 ラジアル分離型Microvertの実験
  • 2022/02/12 50MHz用 ラジアル分離型Microvertの実験Part2
  • 2022/02/09 50MHz用 ラジアル分離型Microvertの実験Part1
  • 2022/02/08 HF 5BAND ラジアル分離型Microvertの実験

  • 2022/02/03 HF 3.5MHz用Microvertアタッチメントの制作と実験
  • 2022/01/12 グラスファイバーポール(釣り竿)用・RH-770等ロットアンテナ固定アダプタの制作
  • 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
  • 2021/09/16 Microvert ラジエータの変更
  • 2021/08/22 7-18-14Mhz用 ラジアル分離型MicroVertを追加
  •  

 

HF SW-85ケース利用の三脚用Microvert(7-10-14) その3

*記事作成中(2024/07/10)

三脚利用のMicrovertを作りなおしてみた
材料
ケースはいつものタカチSW-85
バンド切り替えSWは中点OFFのスライドSW
チョークコイルはFT82#43
1/4板付き座金は半分をカット
カウンターポイズ接続はバナナプラグ(黒がなくなったので赤)
同軸接続はBNC基板接続タイプ
サドル(入手の関係で大きめ)
コイル プロテクター・22㎜(園芸用) 巻き数データは別掲
ロッド受け 1.6㎜基板・ハンダメッキ済 画像未

 

パーツ類 SW-85は新品 サドル以外は他で使用していたものの再利用

ケース加工後 

コイルデータ(参考)
 プロテクター22㎜に UEW 0.6㎜を巻いた *巻き数は参考です。設置環境と湿度により変化します。下記の例は、ロッドに旗振り棒(基径16㎜)を使用してロッド長が2m程で木々に囲まれた山頂でのマッチングしたときの数値です。7-10-14の各バンドでSWRは1.2以下でした。見晴らしの良い山頂では巻き数はあと2-3回程少ないほうがロッド長を長く(2m以上)とれるのでよいでしょう。コイルのインダクタンスを固定して、ロッド長でマッチングをとる方式は設置環境によりロッド長が50cm程変化することがあるので注意が必要です。(コイル可変方式のほうがロッド長をながくすることができるのでアンテナの性能としては上かもしれません)

回数–バンド
42—7

27—10 予備

25—10 予備

24—10 接続

16—14 予備

15—14 接続

組み立て ロッドが当たるケース下部は生基板をサドル部分は銅テープで導通を図る(予備のため)
実運用時は、上部のJST端子でロットと接続する

ロッドをセットした状態 下側は3mmのゴムで厚さを調整

 

蓋を閉じた状態

ロッドとの接続は内部でも接続されているが、保険的に外部でも接続できるように端子(JST)を付けているので目玉クリップで接続するようにしておいた。

本体の箱に収納できるように目玉クリップの両脇をカット

XHコネクタと網線で接続

運搬時(冬季以外)は箱の中に入れて、運用時に忘れないようにする クリップの一部をカットするとSW-85ケース内に保管することができる

ロッドと目玉クリップで接続した状態

 

HF SW-85ケース利用の三脚用Microvertアンテナの改造実験

以前、タカチのSW-85ケースに入れた三脚用Microvertアンテナを試作した。ロッド部分と本体が分離できない構造だったのでPOTA等の移動では梱包は問題ないが山岳移動ではザック等に入れる時には少し不便になる。そこで、本体とロッド部分を分離できるように改造してみた。

ロッドは本体内部でネジ止めの方式から、ロッドを本体に通過させて外部でコイル部分と接続する方式に変更。ロッドを通過させないで、本体とうまく固定・接続できる方式が思いつかなかった。接続方法は今後の検討課題です。まずは、三脚に固定する部分をずらす必要がある。SW-85のサイズは60×40✕85で雲台に接触する部分の長さが60㎜なのでケースの厚み(2mm)を考慮すると板付きナットを移動してもギリギリであった。これから作製するならば、余裕をもってSW-100あたりが適当だろう。

加工する前の板付きナット

板付きナット(1/4W)を軽量化を兼ねてカット

 

既存のSW-85利用のMicrovertアンテナを改造
1.下部にもロッドが通過するように穴を空ける
2.三脚にセットした時に雲台に通過したロッドがあたらないか確認し、板付きナットの位置を移動(ギリギリでセーフ)
3.ケースの蓋を空けないでロッドとコイル部分が接続できるように端子(JST)を上部に設置

ロッドと本体(ケースを空けた状態) *緑色はショートピンで28MHzでの1/4GPの切り替え用

ロッドとの接続は目玉クリップでおこない、接続とロッドの落下防止を兼ねる(ロッドにテープ等を巻いて落下防止でもよい)

三脚に設置した状態

SWR等のデータはタカチのSW-85ケースに入れた三脚用Microvertアンテナを参照してください。

 

運用結果
 2024年6月20日に宝篋山・SOTA:JA/IB-022(461m)茨城県つくば市 に登って運用してみました。

設置状況、 ベンチ脇の筑波山が見える方向に持参した三脚に設置

交信結果 14局交信

Ur,My,Dif 住所
+21,-17,38 群馬県前橋市
+22,-01,23 群馬県富岡市
+15,-03,18 長野県長野市
+18,-13,31 埼玉県さいたま市
+25,+00,25 埼玉県深谷市
+13,-15,28 福島県いわき市
+35,+00,35 茨城県筑西市
+10,-02,12 横浜市
+32,+00,32 埼玉県鴻巣市
+09,-13,22 静岡県静岡市
+12,-10,22 兵庫県洲本市
+32,-07,39 千葉県野田市
-02,-20,18 奈良県橿原市
+13,-04,17 茨城県八千代町

ロッドの固定部分を改造

ロッド部分をケースから通過する方式では、カメラ台(雲台)に接触するなど制限が出てしまうので、ケース内を通過させないでロッドの取り外しが容易な方法に改造した

ロッドを通過させないでケース内で受けるように改造 

ケース下部に5mmの耐震マットを2枚重ねて10㎜にして、上部は基板をくりぬいて半田メッキ

基板をロッドの先端に合わせて長方形にカット

ロッドの先端を基板に合わせて差し込み、少し回転させて固定する
基板とロッドが導通しているので、基板からコイル上部のアンテナ端子に配線すれば外部でロッドに接続しなくてもよさそう

 

HF 三脚利用のコイル外付けMicrovertの試作

コイルをBOXに入れて一体化した三脚利用のMicrovertは、コイルのタップをSWにより切り替えてロッドの長さでマッチングをとる方式で設営も簡単でよいが、ロッド(ラジエータ)が短くなってしまう。なるべくロッド(ラジエータ)を長めにした方がアンテナとしてはよさそうなので、コイル部分も調整できるように外付けでタップを微調整できる方式を試作してみることにした。 一体型と違い、ロッドとコイルおよびチョークコールが入る部分も分解できて、ザック等での運搬がしやすいようにしてみた。

 

図1 三脚にセットした完成図

梱包した状態

 

試作方針

  • ロッド(ラジエータ)、コイル部分は分離できて運搬しやすいこと
  • なるべく小型で軽量
  • 7から28Mまでコイル部分はタップで微調整できること
  • 防水は考量しない
  • 運搬は小さな箱に一式入る
  • ラジエータは通常はロッドですが、電線(ワイヤー)でも対応できること
  • 28MHzは1/4GPとしても使えること
  • 通過電力はQRPの5Wまで
接続図

梱包用の箱は100円ショップのタッパとした サイズ 外形:120×170×60 700ml
これに入るようにコイルの長さを決めた

材料は

外付けのコイル部分は外形42mの雨樋

外形42㎜のたて雨樋

コイル部分 長さは900㎜ 下から20mmの位置に幅28㎜でケースに留めるためにカット

コイルは、下部は0.4㎜のUEWを11回、上部は0.9㎜の銅線を17回 上部はクリップで止めやすいように、自在ブッシュを2カ所
上部のコイル先端は電線をラジエータに使用できるようにJST端子で終端
下部の接続部分は3mmの穴で本体と接続部分は薄い銅板を接着
下部のコイルはスライドSWによりショートしてカットするようにして、7と10-24.5を分けて使用 スライドSWは基板用を内側にDIP基板を入れて配線と固定を兼用とし軽量化を図った

ケースはタカチ SW-75B (50×75×30)

 

チョークコイルと三脚に固定する部分はタカチのSW-75ケースを使用
三脚との固定は板付きナットをカットしてSW-75に入るように加工
チョークコイルはFT82#43の12回巻き、ケーブル接続部分は持ち合わせのSMA
カウンターポイズはバナナプラグ、1/4GPのラジアル用としてJST端子を2個
コイルとの接続は3mmのスペーサ、蝶ネジでコイルと固定
ロッド(ラジエータ)はBOXを通過するようにして、目玉クリップで落下防止とコイルとの接続

目玉クリップは挟口 40㎜ (100円ショップ)

梱包しやすいように目玉クリップの両脇をカット(2024/07/14)

 

ロッド(ラジエータ)とコイルの接続用 ロッド側はBOXとの固定を兼用
ロッド側は100円ショップのクリップ、コイル側はミノムシクリップ ワイヤーは網線

ロッド(ラジエータ)は一体型と同様に「旗振り棒」、これは安価で入手しやすい

セットした状態

 

近くの公園でのSARK-110による測定データ

 

 

 

 

荒山(1572m) SOTA:JA/GM-075での使用例

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HF 10m 旗振り棒利用のグランドプレーンの実験

Microvertアンテナは主に40-20mBで使用してきた。山岳移動ではロッド部分は旗振り棒(2.5m)を使用し、コイル部分にチョークコイルを内蔵してタップ切り替えとロッドのの長さ調整の2段階で運用してきた。最近はハイバンドのコンディションがよい。しかし、Microvertではハイバンドはあまりよいデータではなかった。10mBは1/4波長が2.5m程になるので、旗振り棒をロッドとして利用しているので、この部分を利用して10mBは1/4λのグランドプレーンにしてみることにした。
給電点は以前に別に作成していたものを活用して、ラジアル部分が3本でるように改造した。ラジアル部分はロッドの最長と同じ2.5mにしてみた バランはケース内に以前別で使用していたFT50#43をソータバランとしてそのまま利用

ラジアルの取り出しは、手持ちの大量にあるXHコネクタを活用、ケース内でDIP基板で受けて固定する簡易な方式とした。ラジアル部分は3本あれば面になるのでなんとかなるだろうと3本としてみた。
近くの公園で実験、ポールはグラスファイバー製でMicrovertで使用したものをそのまま使う。Microvertのコイル部分をこの作成した給電部に接続替え。まずはラジアルを3本から試験。ラジアルは本来は水平化、斜めに真っすぐ展開するほうがよいだろうがポールを立てかけた生垣に沿わせるよにしてみた
ラジアルは3本、2本、1本と減らしてデータをSARK-110で習得 実際に運用していないのでなんとも言えないが、データ的にはよい数値である。
山岳移動では、40-20mBはMicrovertで運用して10mBはコイル部分をこの給電分に取り換えて運用するとよさそうだ。次回の山岳移動で試してみよう

 

近くの公園の植え込みに立てかけて測定(SARK-110)

 

給電部の設置状況(ラジアル3本の場合、給電部は地上高2m弱)

 

図1 ラジアルが1本の場合

図2 ラジアルが2本の場合

図3 ラジアルが3本の場合

ラジアルは2本以上あるとよさそうなデータであった。実際の運用ではラジアルの展開で結果が変るかもしれない

ロッド部分を外して、ラジアル2本をロッド部分とラジアル部分に接続すれば逆Vダイポールになるので、あとでラジアルを2本長さを調整しておこう
ポールは4.5mあるので地上高は4m程になりるので展開次第で使えるようになるだろう。山岳移動での設置場所でGP形式にするかIV形式にするか選択する楽しみもあるようだ


HF 40mー10m 三脚利用Microvertアンテナの制作

 

 POTA用に三脚を利用したMicrovertアンテナを制作してみました。公園では釣り竿等のポールを利用したアンテナは設置場所の制約があるので、手軽に設置できる三脚をベースとして自立できるアンテナになるようにした。三脚はだいぶ前に購入していたおもちゃのような軽くやわな感じのもので耐久性はない

三脚をベースにして自立させるためには、ラジエータとなるロッドを三脚の基台との固定方法が問題。三脚のネジはW1/4のネジがついている。このネジ部分の長さが短くなっているので受け側にはすぐにナットがでている必要がある。
今回は、手物の三脚が安価でオモチャのようなものだったので、三脚についていたネジを外して6Mも使えるようにしてみた。1/4Wと6Mは同じようなサイズなので互換性はないが開いている穴はそのまま使用できる。近くのホームセンターで板付きナットをM6用とW1/4用を入手した。

 ロッドは今まで使用していたものと同じ旗振り棒の2.5mをタカチのプラスチックケース(SW-125)にいれて、コイルもケース内蔵とし、中点OFF付トグルスイッチでインダクタンスを選択してロッド(ラジエータ)の長さでマッチングをとる方式。ラジエータ部分が三脚の高さなので長さの調整は容易にできる。*そのため給電点が低くなる欠点がある *入手困難なバリコンは不要

1.旗振り棒をラジエータのロッドとして活用

無線用のロッドは近年長いものは入手が困難で比較的に高価である。そこで同じような形状の「旗振り棒」を利用することにした。この旗振り棒は2.5mまで伸びる (2本で28MHzダイポールになるかな)

参考:入手した旗振り棒の仕様(実測)
重量:144g
長さ:32cm ~ 2510cm(実測<球からストラプ>、バラツキがあるよう)
径:元のパイプ状は16㎜ 先端のパイプ部分は7㎜ 先端の球状部分は12mm 
ストラップ部:球状11㎜ 穴径は3ミリネジが余裕で通るが4㎜はない

購入時の包装
手持用のウレタンを外す
先端は球状
根本の形状と寸法 3mmネジで給電できる

 板付きナット 通常の三脚用のW1/4とM6用の2種類を準備 穴径および取り付け用穴位置も同じなので付け替えることは可能

まずは、M6で試作

 当初は、コイルの切り替えはロータリーSW方式にする予定でケースに穴あけをしたが、配線の引き回しがよくないので中点付きのトグルSWを3個で切り替えることに変更。BNCは基板用を再利用、ケース内側で基板にハンダ付けなので軽量で固定が楽。チョークコイルは手持ちのFT50-43とした。5w以上の場合はコアは一回り大きい方がよいだろう。

コイル部分をUEWだけで作り直し

 材料は0.5㎜のUEW(ポリウレタン線)
コイルを巻くパイプは、釣り竿(グラスファーバー)の廃材(以前に中古の釣り道具で購入して他のアンテナに使用した残り)で直径21㎜

最初に2回間隔でタップを出して巻いていった
最終的に使用したタップの位置等データ(参考) インダクタンスは秋月のLCRメータでの測定値です

配線イメージ図
バンド タップ位置(回数) インダクタンス(μH) ロッド段数 ラジアル長(m) ラジアル増加分(m)
28 2 0.6 8.5 2.1  
24 4 0.9 4.4 2.4 0.3
21 6 1.7 6.5 2.8 0.4
18 8 2.2 8.5 3.2 0.4
14 12

3.8

8.5 4.1 0.9
10 21 8.4 8.0 5.8 1.7
7 37 18.3 7.5 8.3 2.5

 

 

全体

ラジアル(カウンターポイズ)線 最長8.3mをJST製のXHコンタクトで分離・接続 接続部分が短くなるので8の字に巻くことが容易になる

 

 

 設置状況:近くの公園で設置してみました。三脚の固定は500mlのペットボトルをさげてロッドの横風に耐えるようにしてみました。この三脚はわやなので1kg程度しか耐えられないようです。給電点の地上高がひくいので、ラジアル(カウンターポイズ)の張り方には工夫が必要。ラジアル線は斜めにまっすぐにはります。7MHzの場合はこの斜め部分(地面にふれない)が2mほどは確保してその後は地面にはわせます。また、このラジアルの展開のしかたで同調点が大きく変化します。ラジアルをロッドに対して垂直に下すとSWRがよくありませんでした。この張り方は地面の状況により変わります。低木があるときは少し水平に展開するとよい感じです。

 

近くの公園で測定 下記はSARK-110による測定データです

図1 7MHz

 

図2 10MHz

 

図3 14MHz

 

図4 18MHz

 

図5 21MHz

 

図6 24MHz ラジアルは21MHz用を利用したので、SWRが高め

 

図7 28MHz このバンドはMicrovertアンテナではあまりよいデータではありません。特にラジアルの張り方により大きく同調点が変化しました。給電点の地上高が低い影響があるようで、ラジアルは斜めにたるまないように張るとよい

2024年3月24日(日) 北総花の丘公園/JP-1198 で試験運用

 Rig. QDX 4W 時間:01:24~02:14/UTC

 40F/11局
 30F/2局
 20F/2局

W1/4ナットでの制作例

 入手したW1/4板付きナットはナット部分が6mm出ていたので、固定時にネジの頭部分がナットと同じ高さになるように調整。ここは材料によるので参考です。

板側はネジ部分が奥になってしまうので、この面を下にして三脚のネジを止めることはできない

ナット面は板側から6mmでている。取りつける箱(SW-125)の厚みは2mmなので、箱側から4mmナットが出っ張ることになる

ナット部分が4mm出るので、固定するネジでワッシャの入れて揃えた

SAW-125の内側のネジ止め状況

 

三脚への固定状況 板付きナットの取り付け位置はもっと中心にすべきであった。

10mBでは、Microvertでのデータがあまりよくないのでロッド部分が2.5mあるので、この長さを生かして10mBはグランドプレーンアンテナとして機能するか実験をしてみた。 ラジアル部分は3本程度は確保したいので、Microvert用の端子とは別にXHコネクタを利用して3個増設した。ラジアルは1/4λの2.5mとした。また、Microvert用のラジアルが2.8mのものがあるのですこし長いが使用してみる

近くの公園で実験

15mB用のスイッチを10mBに配線を変更してRFコイルを通過するようにした

ラジアルは2.5mを2本とMicrovert用の2.8m1本の合計3本を展開 

データ的にはよいが、給電点の地上高が三脚の高さの1m程なので実際の運用ではどうか。三脚利用なので地上高が1m、この高さでは開けた場所でないと実運用では厳しそう。コンデションと設置場所さえよければQRPでもなんと楽しめそう。

 

SW-85ケースでの事例

 以前別の制作で使用したタカチのSW85ケースの残骸があったので、あり合わせのものでより小型で軽量の三脚利用のMicrovertを制作してみた

ケースは廃材なので穴の位置は適当になっている。ケースの長さがないのでコイル部分はこれも廃材のリッツ線をつなぎ合わせて使用。接続部分が30mBと20mBに使えるようにしてみたがズレていた部分があった。バンドはQDXのLowバンド用にあわせて40-30-20mBとし、切り替えSWも廃材の中点付きスライドSWを再利用 重量はロッドの部分を含めておよそ227gであった。SW125のケース利用より大部小さく感じる。 実際の運用はこれから

タカチ SW85ケースの再利用 あちこと穴があいている
中点付きスライドSW 別の穴があいているのでバンド表示で隠している

近所の公園で設置してデータを取得

 

 

40mB ラジアルを斜めに下した場合、あまりデータがよくないので後日再測定

40mB ラジアルを給電点より上に斜めにあげてから斜めに落として地面にはわせた場合の測定値。共振点がはっきりしている
ラジアルの展開で変化するので、設置場所により展開を変えるとよい

 

30mB
20mB

 

ーーーーーーー<追加実験 2024/04/04>ーーーーーーー

小型ケースの三脚利用Microvertは40-20mB用なので、内部でショートピンを利用してRFコイルを通過させて10mBはグランドプレーンアンテナとして機能するよに改造して、実験を行ってみた

外部にSWを付加しないで、内部でシートピン(緑色)を利用してRFコイルを通過させることにした。ラジアル端子はXHコネクタを2カ所増設し、Microvert用ラジアルと計3本利用できるようにした。10mBを使用するときはケースを空けてショートピンを差し替えることになるがあまり面倒ではないだろう

ショートピンで10mBのGPに切り替えた状態

給電点は地上高1mほど、ラジアルは3本

近くの公園で実験 ラジアルは3本 ラジアルの展開でSWRはだいぶ変化する 斜めに下すとよいデータが得られた 実際の運用ではどうか

三脚利用なので給電点の地上高が1m程しかないので、データはよいが実際の送受信がどうかは運用してみないとわからない。10mBのコンディション次第になるが手軽に活用できるので楽しめそうだ。

HF Microvert EFHW WSPRによる比較その2

EF型で通常のHWと1/4λでどこくらいの差があるのかWSPRで比較してみることにした。ついでに、ラジアル分離型・ワイヤーエレメント4.5mのMicrovertとも比較。ポールは山での運用を前提に運搬がしやすい5mとした。山の状況により樹木が利用できる場合は地上高がより高く設置することが可能だが、設置状況に左右されにくいポールでの設置を前提とした。

各アンテナ、エレメントはすべてAWG24。EFのチューナーはEFHWはトランス式、1/4λ用はL・C可変タイプ。
・EFのエレメント長は19.51mと1/4λ用は20mバンド用に合わせたので9.51mとした。
・Microvertはラジエータは4.5mのAWG24、カウンターポイズは8.3mでコイル可変型。

 

各アンテナの展開イメージ

公園での展開例(EFHW)

 

図1 EFHWのSWR

図2 1/4λ EFのSWR

図3 MicrovertのSWR (ラジアル分離型、ワイヤーエレメント4.5m)

 

 

 


HF Microvert 1/4λEF WSPRによる比較

WSPRを使った簡易アンテナ評価ツールを使用して、Microvertとリッツ線を使用した20m用EFHWを40mと20mでWSPRにより比較をしてみました。
Microvertはラジエータ長4mで給電点1m、EFHWは8mのカーボンロッドに斜めに展開して、EFHWチューナーの給電点は50cm・カウンターポイズ2.5mとし、SWRはそれぞれ1.1~1.2程度とした。WSPRへの送信は2分間を2回。

リッツ線使用の20m用EFHWのセット

Microvert(40-15)

40mでの比較、 EFHWは1/4λになるが近距離(国内)は5dBほどEFHWがよい。遠距離はあまり差が少ない。

20mになると、EFHWとしては本来の長さになるのでMicrovertよりはよいが、Microvertも健闘している。DXはやはりEFHWが良さそう
40mも20mも平均で5dBほどMicrovertが悪い結果になっている。ラジエータ長から性能をみるとほぼ比例しているような感じ。山頂の狭い場所での設置・展開を考えるとMicrovertは案外よさそうな感じです。

 


近所の公園でのMicrovertとの比較測定、手前のポールはMicrovert(4m長)です。

10月30日に、上野(三角点)(313m)・JA/CB-007で使用してみました。場所は林の中で眺望はなく、高さ6mほどの木の枝にヒモで引っ掛けて斜めに枝にかからないように展開してみました。SWRは公園等の木々がない場所と比較すると、若干下側に移動しました。送受信のレポート差はMicrovertと比較するとよいような交信が多かった。エレメント長さが12mになるので、展開する場所がある山頂附近では使えそう。ただ、20,10の各バンドはなぜかIC-705のFT8ではUSBケーブルからの回り込みが発生したので試験はできていません。SWRの測定では1.5程度に収まっているので十分に無調整で使えると思われる。

 

図1 40mでの特性

図2 20mでの特性

図3 10mでの特性

図4 17mでの特性 (途中で分離しているので、LNRではありません。通常のEFHWです)

WSPRによるMicrovrtとの比較


HF ラジアル分離型Microvertの試作3

ラジアル分離型のMicrovertアンテナをいくつか試作してきたが、ハイバンドはあまりよい測定値ではなくあまり運用していなかった。2024年はSOTAではチャレンジ2024が10mBの運用になったので、10mBにも出れるように対策を行うことにした。ラジエータのエレメントは2.5m長の旗振り棒を使用しているので、この2.5mのロッド部分を利用して、10mBは1/4のGPとして使用できるようにしてみることにした

RFコイル部分はビニールハウス用のパイプ固定材料から、雨どいに変えてタップのクリップがミノムシクリップにして強度が得られるように変更。40mBはコイルタップ位置の変更で対応し、他のバンド(30-20-17-21mB)はロッドの長さの変更で対応とした。

材料
・雨どい(たてとい) 外形:42㎜ 11cm程度
・銅線 6mm
・UEW 0.4mm
・ミノムシクリップ
・フェライトコア:FT50#43(QRPの場合)
・SMAコネクタ
バナナジャック
・自在ブッシュ
・XHコネクタ(基板用)
旗振り棒(2.5m)
・ラジアル線
DIP基板(薄型)、XHコネクタ受け用

*記事作成中(2024/04/09)

 


HF Wire-element ラジアル分離型Microvertの試作2

ラジエータをワイヤーにしたMicrovertはチョークコイル部分を別にしてコイルを可変する方式を作成して使用してみましたが、コイルの接点部分が見えにくく調整が面倒でした。そこで、一般的なコイルの可変をクリップでショートする方式にしてみました。
コイルを巻くパイプは、ビニールハウス用のパイプで一部が割れているもので外形25㎜のものがあったので使用。これは、割れている部分にクリップが止めやすくなることと、割れている部分はゴムのような素材なので、巻いた線がすべりにくい効果もあります。線は0.6㎜のスズメッキ線とし、チョークコイルはパイプの中に設置する方式とした。また、小型化にするために線間のピッチをICと同じ2.5㎜とより小型の1mmの2種類を試作。山にもっていくことを考慮すると、なるべく小型軽量が望ましい。

パイプ以外の材料は、同軸コネクタはSMAの基板タイプ、カウンターポイズ線引き出しは他のものと共通のためバナナプラグ用ジャック、チョークコイルはFT50-43にポリウレタン線12回巻きを使用。

 

 

RFコイル 上 ピッチ2.5mm 、下 ピッチ1m チョークコイルは内蔵
ラジエータとの接続はXHコネクタ、同軸部分はSMA基板タイプ
パイプは園芸(ビニールハウス用)の25㎜径 円径ではなく、途中が空いている、IC基板を利用して2.5㎜ビッチで切れ目を入れる
コイル可変部分は、ICクリップで上部側をショートする方式とした。接続部分はミノムシクリップでは間隔が狭いので不可のため、ICクリップとした
近くの公園で、6mのワイヤーを木にかけて測定
こんな丁度良い木がある山頂はあまりないだろう

コイル部分の地上高が1m弱、カウンターポイズ線をもう少し地面から離すとより共振点がはっきりするようだ。

 

コイル部分のピッチが2.5㎜にすると長さが長くなるので、線間をタコ糸で分離する方式で詰めて小型になるようにした。これも、チョークコイル(FT50-43)はパイプ内蔵とした。線間が狭いので、ICクリップは以前に購入していた両側が開く方式。このコイルでラジエータが2-6m(40mバンド)までは対応を確認

線間を狭くした結果、少し帯域が狭くなったようですが実用上は影響はないだろう。

 

カウンターポイズ線の接続部分の軽量化

カウンターポイズ線は全長が40mバンドでは8.3mで30m、20m,17mの各バンドは途中で分離するようにしていた。今まで接続点に使用したものは長さがあるので、保管する時に曲げにくいので変更することにした。よく使用しているJSTのXHコネクタのコンタクトとジャンクのICソケットのピンを利用。ハウジングを使わないで収縮チューブだけでハウジングもどきとしてみた。耐久性はあまりないようだが、接続部分が切れたら再作成すればよいだけ。

かなりコンパクトに収納することができた。

記事作成中 2022/09/13

 


HF Wire-element ラジアル分離型Microvertの試作

雨や濃霧の時に、エレメントがロッドアンテナの場合に水滴が流れてマッチングボックスに水が入ってしまったので、ラジエータエレメントをワイヤーに変更したものを試作・運用してみた。ロッドアンテナは長さが2.5mなので、ワイヤーは6m程度にしてみた。実験した結果、6mのままだと20mバンドから上は同調がしにくい(可変コイルの位置が調整しにくい)ので4m部分で分離できるようにした。

材料は手持ちのものを再利用。可変コイル部分は、1㎜のアルミ線を釣り竿の廃材に巻いた。およどmaxで14μH。アルミ線間はタコ糸があったので分離に使用。完成後、両端と側面の2カ所をエポキシで固めた。
カウンターポイズとマッチング部分は別で使用したものそのまま利用。

ガスに囲まれた、竜ヶ岳(1485m)では4mのポールから斜めにラジエータエレメントを設置、給電部分(コイル・マッチング部分)は地上高1m弱。40mではSWRはIC-705の目盛り1個程度。

蛾ヶ岳(1279m)では、山頂付近の木にかけてみた。すこし高さが不足して、エレメントがたるんでしまったが、40mでマッチングはとれていた。

運用結果ですが、2.5mのロッドアンテナよりは少しよいように感じたが、明確な差はなさそうでした。
ワイヤー型のメリットは軽いこと。運用場所に樹木がある場合は木に引っ掛けて展開できます。だだし、木を利用して展開するならば、40mバンドの場合は10m長のワイヤーでEFHWの運用もできるのでどちらが良いかは何ともいえない。
今後、ロッドアンテナ型と平行して何回か運用してみる予定です。

MicroVertアンテナは、ラジエータの設置状況によりラジエータ部の容量性が大きく変化するので、コイル部分の可変が必要です。垂直と斜めでの送受信の状況についはどのように変化するのかは今後の課題です。

(2022/08/25)

参考:ラジエータ6m・斜め展開の場合のデータ

 


HF ラジアル分離型Microvert コイル連続可変型 マッチングボックスの試作

以前に、ポールガイシ用の金具を利用したコイル連続可変対応のマッチングボックスを制作しました。何回か使用して実用性も確認できました。しかし、金属部分が多いので何とかもっと軽くならないかと検討して、イレクタージョイントを利用したものを試作してみました。
コイル部分は変更しないで、コイルに接触する部分はネジを押し付けることにより接触させる方式とした。

材料は、コイルの直径が25mm程になっているのでそれ以上の内径の軽量のパイプを探したら、YAZAKIのイレクタターが内径が28mmなので丁度よいサイズでした。今回は、ジョイントのJ-102Bを使用して空いている部分にコイルと接続用のコネクタを実装。蓋はないので、プラスチックの下敷きのようなものをテープで止めた。

YAZAKI J-102B

 

イレクタージョイント(J-102B)は左右に木ネジ用で止めるための部分があるので、今回は不要なのでカット。中央部分にコイルと接触させるネジは真鍮のねじ棒があったので、適当な長さに切断して軸部分は生基板を切断して半田付けして回転しやすくした。ネジの固定は、オニメナットをイレクターの内側に熱を加えてネジ込んで、外側はホットボンドで止めた。コイルとの折衝はあまり強くネジで締め付ける必要がないので、この方式で強度的にも十分である。重量は、26gでポールガイシ用金属を利用したものより13gほど軽量化になり、サイズもかなり小さくなり、スマートにまとまりました。

コネクタは手持ちの安物のSMAコネクタとバナナプラグ。

狭い庭に仮設して、SARK-110で測定してみた。ラジエータは2.5mの旗振り棒で実際の長さは、ラジエータと接続用の線を加算したおよそ2.6mでの数値です。

 

 


HF ラジアル分離型 Microvert コイル連続可変型およびカーボンロッドラジエータの実験

最近話題のカーボンロッドがMicrovertのラジエータとして使えないかの実験を行ってみることにした。

カーボンロッドがラジエータとして使用できれば、長さも稼げて軽量化されるので山岳移動ではよさそう。旗振り棒をラジエータとして使用する場合は、コイルは固定でもラジエータ長を変更することにより共振させることができたが、カーボンロッドは長さが固定となるために、コイル部分を可変にする必要がある。真鍮の線をタコ糸で分離して巻いて、半円のパイプでスライドさせる方法など試作をした。最終的に、獣害防止用の電気柵に使用されるガイシを止める金属(?型)を利用してスライドさせる方式とした。RFコイルや同軸との引き出しをするマッチングボックスはこの稼働部分と一体とした。

 

実験1-1

20mmの釣り竿の廃材(グラスファイバー)に真鍮の線とタコ糸で分離して、MAXで28μHとなるコイルを作成

実験1-2

園芸用の半形のパイプで内部に接触部分を作って、コイルを可変とする方式。この方式では、コイルの容量は可変できるが、タコ糸との接点に接触があり耐久性に問題があった。

獣防止用の電気柵に使用する「ポールガイシ」の金属部分を利用してみた。

接触させる部分に半田をもって一点で確実に接触できるようにする。鉄製なので、板金用のフラックスを使用して半田を盛ることができた。

コイル部分もエナメル線(0.9mm・5m)の手持ちがあったので、20mmのグラスファイバーにすべて巻いた。MAXの容量は31μHであった。この容量なら40mバンドでは、ラジエータが1.5m長から対応できそうです。エナメル線なのでこのままではスライドしても導通しないので、接触させる部分はヤスリがけして導通できるようにした。RFコイルとカウンターポイズや同軸引き出し用端子は、可動させる部分と一体化した。ケースはタカチのSW50使用。同軸のコネクタは基板用SMAをケース内側で基板に半田付けして軽量化した。
重量:94g(コール+マッチングボックス)

ラジエータは画像上部の仕舞寸法40cm・展開時4mのカーボンロッドを使用(不要な根本、キャップ等は軽量化のため未使用)。山岳移動では長いものは運搬が困難なので50cm以内でないと難し。下のロッドアンテナはいつも利用している2.5mの旗振り棒です。
参考重量:4mカーボンロッド/86g、 2.5m旗振り棒(ロッドアンテナ)/136g

 

接続概略図

 

カーボンロッドだけの場合と、カーボンロッドに銅線を這わせて根本でカーボンロッドと接続して給電した場合の比較をしてみました。

カーボンロッドだけをラジエータに使用した場合は、SWRがあまりさがらずに共振点がわかりにくくなっている。

 

銅線を這わせているので、単に4mの線を伸ばしているのと変わらずにうまく共振されている。

 

銅線4m長を這わせて共振できている状態で、銅線を外してカーボンロッドだけにするとコイルが同じであっても、共振点が上の周波数に大きく移動する。カーボンロッドのセグメント間がコンデンサとなっているために、電気的な長さが短縮されているようだ。

上記の結果から、Microvertのラジエータにカーボンロッドを使用するのはあまりよくない。カーボンロッドは単にバーチカルアンテナのエレメントとして使用したほうが良さそうです。

 


50MHz用ラジアル分離型Mivrovertの実験Part3

 先日、横浜の帰りに秋葉原によったので千石通商でロッドアンテナ(ANT-10)とフェライトコア、ケースを購入。ロッドアンテナは根本が4mmのネジが切ってあり、分離できるようになっている。長さが118cmなのでこのままでは50MHz等のアンテナには利用できにくい。そこで、以前に制作した50MHz用のMicrovertをこのロッドアンテナを使用して再制作することにした。以前制作のものはロッドアンテナを根本のネジで止める方式で分離できないので、その都度ネジで止めるために分解組み立てが面倒であった。今回のロッドアンテナは根本で分離できるので、分解組み立てが容易になるうようにしてみた。
 ケースはタカチのプラスチックケースSW65、チョークコイルはQRPなのでFT50#43、コイルは14mmφの釣り竿の廃材に6tとした。Microvertは通常は同軸をカウンターポイズとして利用することが多いが、今回もカウンターポイズは分離型とした。カウンターポイズは計算上では120cm程になるので、ラジエータも同じ様な長さになるうようにコイルの巻き数を変えて、一見するとダイポールにような形になるようにして、重量のバランスがとれるようにした。Microvertはラジエータを垂直にすることが普通ですが、実験の結果50MHzではカウンターポイズが地面と水平にならないとSWRが下がらないのでカウンターポイズを水平するとともに、バランスと偏波を考慮してラジエータも水平にしてみた。

 

コイルは14mmφに6t、チョークコイルはFT50#43に5t
本体+ロッドアンテナで136g

ロットアンテナは4mmのネジがあり、分離できるので元を本体側に、ロッドは切ってあるネジに回して固定として簡易に組み立てができる。

近くの公園での測定状況とSARK-110による測定値

ラジエータ:112cm、ラジアル:109cm 地上高2.5m

このデータはポールがグラスファイバーの時のものです。今回作成したMicrovertは一体化したマッチングボックスの中央をポールが通過する方式で、簡易設置と軽量化を図ってみました。なお、ポールはカーボンの釣り竿でもグラスファイバーの釣り竿と同様のデータでした。カーボンロッド等でHFの運用のついでにチョット50MHzにも出てみる時に有効に使えそうです。
 カウンターポイズの長さに合わせコイルの巻き数を変えてラジエータの長さを変更できるので、より短くすることも可能です。また、V型にすると回転半径を少なくすることもできます。フルサイズの50MHzのダイポールを展開・制作できないときは、Microvertはおもしろいかもしれません。ラジエータとカウンターポイズが地上より離れるので設置での再現性がHF系のMicrovertより高いことが確認できました。
 次回の移動運用で使用してみる予定です。

*2022年3月11日に茨城県の足尾山(628m)で試験運用をしてみました。平日なので局数は3局でしたが、ほぼダイポールと同じ程度のレポート。ダイポールの短縮版として使えそうです。

 


144MHz用 ラジアル分離型Microvertの実験

50MHz用に作成したコイル部分を短縮して144MHz用で使えるかの実験を行ってみた。ラジエータとエレメント等は50MHz用のままで、コイル部分を2tとなるように上部をショートする方式とした。コイルの2t目にピンを立てて、XHコネクタのコンタクトを利用して接続するようにしてみました。

ラジエータとラジアル間は90度になるようにし、ラジエータは垂直とした。狭い庭で地上高2mで調整をしてみました。

この時のデータは、ラジエータが60cm、ラジアルが24cm(いずれもボックスサイドからの長さ)です。

sark-110によるSWRとCsの数値は共振点がはっきりしませんが、バンド内がフラットでよい数値です。実際の運用ではどうでしょうか。
50MHz用に作成したものでも、コイル部分を変更すれば144MHzでもなんとか使える程度か。ゲインがあるわけでもなさそうなので、このバンドでMicrovertのメリットはないかもしれません。

 


50MHz用 ラジアル分離型Microvertの実験Part2

 数年前に購入してあったが使用していないラジオ用ロッドアンテナの長さが105cmで、50MHzMicrovertのラジアルに使えそうなのでロッドアンテナを利用してみることにした。ロッドアンテナは2本セットで購入してあったので、ラジエータもこのロッドアンテナを使い、角度の調整もできるようにし、角度の違いによる実験をしてみることにした。ラジアル部分は長さが不足するので、クリップで延長することにした。

 ケースは他で使用したジャンクのプラスチックケースを再利用。BNCは基板用、チョークコイルはFT50#43に廃物の同軸を5回巻き。コイルは14mmに7回巻き。ロッドアンテナはラジエータとラジアルが90度、75度およびV型(130度程度)になるようにケース内に穴を空けて角度を変えられるようにしておいた。*ラジアルは斜め下側になる穴も空けておくべきでたった。

ケースと基板用BNCの受け用基板(BNCはこの接続方式でかなりの軽量化が図れる)

庭で地上高1.5m程に設置して測定。この画像は、ラジエータとラジアルをおよそ130度でV型に展開。

90度展開の基本型(厳密には90度より小さい)

 

70度での展開

130度の展開 (再利用ケースなので穴が開いている)

SWR等のデータは下記になります。仮設なので参考程度(地上高1.5mほど)

図1 90度展開の場合

75度展開の場合、予想通りに90度以下ではSWRがよくない。ラジエータを垂直にして、ラジアルを水平から下側にしがほうがよいようだ。

130度展開の場合。水平偏波になると思われるのですこしは有利か?。本当に偏波面が変って感度が上昇するかは不明。

いずれも、ラジアルはロッドアンテナを105cmに伸ばした状態で+15cmの延長線を付加していない状態です。最初は延長しましたがあまり変化がなかったので、ロッドアンテナだけ(105cm)のデータです。こんなことをするなら、あと50cm足して、ダイポールにしたほうが自然かも。

 狭い庭で建物の影響と地上高が低いので実際の運用に近い環境でのデータはもっとよいと思います。実際のQSOでのデータがないので何とも言えませんが、小型の短縮V型ダイポールのように見えますが性能はどうでしょうか。Microvertで50MHzを使用してみたらどうなるかの観点で作成してみました。
冬なので局数が少ないが、次の山岳移動運用で使用してみる予定。

近くの公園で2m弱に上げて測定

家の狭い庭での測定とあまり変わりないデータでした。(2022/02/14 追記)


50MHz用 ラジアル分離型Microvertの実験Part1

 あまり実用性はないと思われるが、手持ちのパーツで50MHz用のMicrovertを作成してみた。
ラジエータはHFで使用している旗ポールをそのまま利用、ラジエータを2m程に伸ばすようにすると、コイルは1-2回程度の巻きになるがまずは3回巻きで実験。ラジエータは60cm程で同調した。
HF用のMicrovertとは、ラジアルの張り方が違う。HFの場合は、直下に真っすぐに下したほうがSWRが低くなる。50MHzはラジエータに対して直角、L型になるようにラジアルを展開しないとSWRが下がらないことが判明した。山岳移動では、このラジアルの張り方(保持)に工夫が必要。
データ的にはよい値を示している。実際の山岳移動運用で使用してみよう。
ラジエータを45度傾けたり、水平にしたりした場合も運用時に実験してみよう。偏波面を含めてメリットがあるかは疑問、さてどんな結果になるか。

再利用のSW-65

チョークコイル:FT50#43に5t

コイル:直径18mに3t

ラジアル:AWG20 1.2m

本体:50g ラジアル:10g

 

 

 

 

 


HF 5BAND ラジアル分離型Microvertの実験

4BAND用ラジアル分離型Microvert で作成したコイル部分と切り替え方式を変更して、7-10-14-18-21の5BAND用に使えるかの実験を行った。
切り替えは、2回路6接点のロータリーSWが保管箱の隅から出てきたので活用。コイル部分は21MHz用に引き出すことにして、巻き始めをほどいてタップを出して巻きなおす。ロータリーSWが6接点なので、タップを2カ所出しておいた。7MHzに相当するコイル部分も2回分カットして、ラジエータが2m程になるように変更。
ラジエータは長さが調整できるように、旗ポール(2.5m)をロッドアンテナとして利用。安価で長さもあるので便利です。コイル部分が固定になるので、ラジエータの長さにより共振点を調整する。山岳移動では、設置環境が変わるのでラジエータ長の調整が必要になります。

切り替え方式をロータリーSWに変更。同軸の端子はSMAに変更したかったが、持ち合わせがないのでBNCのままとした。切り替えは上部をショートする方式ですが、タップからの配線の影響がどの程度あるか知りたいところ。

ラジアル(2.8+0.4+0.9+107+2.5=8.3m)と旗ポール(2.5m)

重量:旗振ポール/136g、 マッチングボックス/89g、 カウンターポイズ線(8.3m)/89g

とりあえず、家の小さな庭?に仮設してデータを取得してみた。家の前なので建物の影響があるだろうがおおよその傾向はわかるだろう。
SARK-110での測定データは下記のようになりました。各バンドでのラジエータは1.8~2.1mほどでした。ラジアルはAWG#20を各バンドで分離して長さを調整。

 

7MHz 


10MHz 全体的にSWRはひくく抑えられている

 

14MHz 共振点が2カ所になっている。途中にあるタップの影響だろうか?

18MHz 一番よいデータになっているが、実使用ではどうか

 

21MHz 広い範囲で1.2程度なのでよさそうだが、効率はどうか?

 

 


HF 3.5MHz用Microvertアタッチメントの制作と実験

3月に予定されている、「JA SOTA DAY」に参加する予定です。この日はDXも期待できるので3.5から144までの運用を考えている。しかし、山岳移動では3.5MHzにでれるアンテナがないので、コイルを追加する方式でMicrovertで実用になるかの実験を行う。コイルに使用する線はリッツ線(10芯)の保管があったので使用。前後の接続は、基となるMicrovertのボックスがバナナプラグで接続するようになっているのでバナナプラグで接続できるようにした。バナナプラグをフイルムケースの中央に空けた穴に留めるのは、プラグのプラスチック部分をそのまま利用して固定。リッツ線はそのままでは、ほどけてしまうのであまり綺麗ではないがマスキングテープを巻いておいた。

昔のフイルムケースが引き出しにあったので使用してみました。リッツ線(手持ちの10m)を巻いてみたら217μHあったので半分ほどほどいて最終的に78μHに調整した。この数値は、ラジエータの長さに影響するのでラジエータ長が2~2.4m程度になるようにした。

作製してあった3バンド用のMicrovertに直列接続して使用できるようにしてみました。

バナナプラグで連結して使用。ベースのMicrovertは14MHzでラジエータが2.1mで同調

sark-110による測定データ

まだデータを測定しただけで、実際に使用していないのでなんともいえない。

 

 


グラスファイバーポール(釣り竿)用・RH-770等ロッドアンテナ固定アダプタの制作

年末に格安で入手した、中古のグラスファーバー釣り竿(仕舞寸法45cm・4.5m)用にRH-770とMicrovertアンテナに使用しているロッドアンテナ(旗振り棒)を固定するためのアダプタを作製してみました。
アダプタの材料も以前中古で格安(200ー300円)で購入してあり、他のアンテナ等で使用した余りを活用しました。同じグラスファイバー性なので電波の影響がなく、軽量で扱いやすい利点があります。今回は、ロッドアンテナに利用している旗振り棒が158cmと250cmの2種類の手持ちがあるのでそれぞれが利用できものとして、2種類作製。

左:RH-770&250cmロットアンテナ用   右:RH-770&158cmロットアンテナ用

1.RH-770と158cmのロッドアンテナ(旗振り棒)用

 このアダプタは、釣り竿の比較的に上部に止まるように釣り竿の径に合わせました。RH-770用とロッドアンテナ用それぞれにグラスファーバーパイプを用意しました。ロッドアンテナ用は短くなっていますが、切れ端を利用したためです。RH-770はコイル部分にビニールテープ(結束テープ)を巻いて、少し径を太くしてパイプの上部で支えるようにしました。RH-770と同軸ケーブに接続は、BNCのJ-J型を使用。

各パイプはエポキシ樹脂で接着し、その後に上下で糸を巻いて再度エポキシで固め、テープで巻いて強度を確保。

RH-770を装着した状態。下側のコイルにテープ(結束テープ)を巻いて、パイプの上部で止めています。同軸ケーブルはパイプの中を通してJ-Jコネクタで接続。

 

ロッドアンテナ(旗振り)は上部にテープを巻いて止める。

 


2.RH-770と250cmロッドアンテナ(旗振り棒)用アダプタ

このアダプタは、250cmのロッドアンテナ部分が長くそれなりに重量も増加しているので、釣り竿の中間付近に装着するようにパイプの径を選らび、パイプ部分の長さも同じようにしてみました。アンテナを固定するパイプは1種類として止める部分はテープの厚さで調整しました。偶然になりますが、RH-770は1項で巻いたテープの厚さが丁度よく、パイプの中間付近で止まるようになっていました。

3.課題等

 RH-770と158cmロッドアンテナのアダプタは、ロッドアンテナと給電線の接続がネジ止めでパイプを通過させる時にネジを外すことになってしまうため、ネジの紛失やねじを止める時間がかかる。専用で別に作成したほうが荷物になるがアンテナの設営、撤去の時間を考慮すると検討に値するようだ。

ついでに、グラスファイバーの径の太い部分があったので、釣り竿を立てたときのステーを張るためのリングを作製しておいた。


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。

===========

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

★運用実績★

2021年11月15日 高反山(1130m)(JA/GM-087)にて40m  2.5w FT8での実績
 

 
RX TX   RX TX
+08 -14   +11 -19
+14 -03   +01 -19
+14 -15   +23 -08
+02 +03   +07 -13
+13 -07      

高倉山(747m) 栃木県鹿沼市(JA/TG-058) 40mバンド 2.5w FT8での実績

 
RX TX   RX TX
+17 -10   +11 -13
-07 -10   +13 +09
-06 -24   -01 -14

 


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わかった。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。

 




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

 


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


 


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

 

 


 

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