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70cm用5エレ八木の最終形

2014-10-05      
 来週末はACAGです。今週末はしっかりした準備をしたいところですが、台風接近によりベランダを闊歩できるのが土曜日一日になりそう・・・というわけで、昨日は一番手間が掛かりそうなカウンターポイズを直そうとチェック。すると、思いの外メチャメチャにはなっておらず、ベランダのサッシの縁に沿わせた方が断線していたのをつなぎ直した程度で終了(って、何のことやら解らんでしょうけど、説明は省略)。気をよくして、70cmの5エレの最終調整を行いました。

 まずはガンママッチ部分の改良。これは、あまりにもスマートではない給電部を綺麗にしたいというプチ改造です。当初より、マッチングバーを銅パイプとしてその中に「絶縁された導線」を差し込んでコンデンサとする方法で納めたいと思っていたため、早速この「銅管コンデンサ」を実測。



 10cmほど差し込んで少しずつ抜きながら測定していきました。結果は以下の通り。



 「絶縁された導線」には1.5D2Vを使いました。4mmの銅パイプにピッタリサイズ。必要な容量は10pF程度であり、20mm程度挿入してやれば、「邪魔にならないコンデンサ」の出来上がりです



 ショートバーの方の銅パイプは、3.5mmのゴムブッシュで絶縁しました。ちょっと窮屈ですがガタが無く、ジャストフィットした感じ。



 同軸ケーブルの芯線は、1.5D2Vのアミ線にハンダ付け。一方、同軸ケーブルのアミ線側は、タマゴラグにスズメッキ線を使ってハンダ付けしてブーム(アルミアングル)にネジ止め・・・上の写真では、丁度隠れてしまっていますね。これで改造は終わり、早速アンテナを架設して調整です。



 今回、この八木アンテナを架設するために、またしても「ランタンスタンド」を購入しました。今回は敢えて「重くて安定している奴」を探し、NorthEagleというメーカのものを購入しましたが、これが小型アンテナの架設タワーとしては実にいい感じ。重さがあることで安定するのは勿論、ポールの伸縮部分が自在ストッパになっており、これを緩めるとアンテナが簡単に回転できます。おまけに三千円でお釣りが来ます 片指示ブームはDIAMONDの「KB430R」を購入しました。

 さぁ、SWRの味見・・・ちょっと高め(といっても、430.1MHzで1.5くらい)だったため、幾度かコンデンサを形成する1.5D2Vの挿入長を変えてみましたが大きな変化なし。そこで、並列にトリマコンデンサをつないで調整したら、総容量40pFくらいでSWRが1.0まで落ちました。
 ところが、この状態でワッチしてみると、何やら今まで聞こえていた局が、いやいや近場のレピータまで聞こえなくなってしまいました いわゆる「マッチングが取れているように見えるだけ」の状態・・・V/UHFのアンテナ製作でこの手のマッチング方式を使うと陥り易いエラーです。この状態で深く考えずに自作アンテナを持って移動に行った苦い経験から、直ぐにステップバック。



 マッチングバーを1.6mmのスズメッキ線に戻してゴムブッシュをくぐらせ、5pFのセラコン(LCRメータ実測で4.9pF)を接続しました。マッチングバーは少し長めにしないとSWRが落ち切らず、ブームの中心から60mmのところに落ち着きました。これでSWRは1.05・・・洗濯物干しで仮実験した時の値に戻り、結果的にかなりシンプルなマッチング構造となりました。近場のレピータもきちんと聞こえ、バンドスイープするとあちこちでQSOが・・・これでOK ただ、ラジエターには元のマッチングバーをハンダ付けしていた部分に「ハンダメッキ」が残ってしまいましたが、ご愛敬ということで

 この後、埼玉県秩父移動の局をターゲットにフロント-サイドの比較を行いました。フロントでフルスケールのS9+40dBが、サイドではS9丁度・・・40dBの差がありました。勿論、この辺りのリグのメータ指示をそのまま鵜呑みにはできませんが、そこそこのビームパターンには出来上がっているようです。
 また、去年のACAG参戦で使用したモビホとの比較でもS1の信号がS7に上がるなど、はっきりとした差が確認できました。「最も強く入感する方向を探せる」というメリットは十分にありそうです。

 この改造と味見に時間を取り過ぎてしまい、残るアンテナ周りの補修作業であるステルス君の断線修復まで手が回らず、とりあえず台風到来でさらに酷くならないよう、一旦ステルス君のエレメントをベランダの端に下ろして作業を終えました。これなら、どんなに強烈な台風が来ても大丈夫・・・そもそも落ちているわけですからね

70cm用5エレ八木の設計データなど

2014-09-28      
 特に何の変哲もない5エレ八木ですが、設計データと部品の入手先を押さえておきたいと思います。どうせ飽き足らずに、またミョウテケレンなビームをこしらえそうですから、特に購入先は記録しておいてもいいでしょう。

 その前に念のため、今回の設計コンセプトをまとめておきましょう。

 ◆ ベランダ内でブン回せる適度なブーム長
 ◆ ベランダ内なんでFB比は軽視(ゲイン重視)
 ◆ 垂直偏波のシングル八木でサイドローブ少なめ
 ◆ SWR<1.5の帯域は430-434MHzくらいが目安

 このコンセプトに沿ってMMANAで試行錯誤した最終的なエレメント長とスペーシングは以下のようになっています。



 今回の製作では、「5mm単位」に拘りました。少しズレたら、MMANAの方にそれを反映するようなイメージで、墨出しし易い(普通の定規でもほぼ正確に測れる)寸法にしました。これで、設計コンセプトを満足していれば万々歳なんですが、先の記事に書いたように、まだきちんと確認できていません。SWRだけは大丈夫そうですが・・・。

 このアンテナの材料は、秋葉原で全て揃えました。

 アルミアングルとパイプ類、4mm止め輪 ネジの西川、エスエス無線(ラジデパ2F)
 10pFタイトバリコン 斉藤電気商会(ラジデパ3F)

 また、エレメント貫通用のドリルの刃は4.2mmのものが無かったため、これまたネジの西川さんで購入しました。この刃の代金を含めても総額2000円程でできあがり・・・これでACAGで威力が発揮できたら言うことなしです

 ※ 2014/09/27 図中のマッチング容量が間違っていたため差し替えました。

70cm用5エレ八木完成!

2014-09-27      
 やはり仕掛かってしまえば早いという典型・・・今日は朝から、数日前に切ったパイプをアルミアングルに取り付け始めました。



 まずは、切断した4mmのアルミパイプに細工。4mm用の「止め輪」を取り付けますが、ズレてしまわないように取り付け位置に一周、浅い溝を刻んでから取り付けます。この止め輪は、アングルにパイプを通したときに落ちないように付けるため、各パイプに1つしか必要ありません。



 アングルには4.2mm のドリル刃で平行な貫通穴を開けるんですが、これが結構大変。きちんとポンチで印を付け、まずは2.5mmのドリルで下穴を開け、その後4.2mmでさらいます。その後パイプを通してみて直角を測り、必要に応じて丸棒ヤスリで下側の穴(上の写真で見えていない方)を整形します。横のビスは、エレメントがカタカタ動かないように、さらに適切な角度でエレメントが固定されるようにするためのもので、ここの穴にはタップが切ってあります。このビスを蝶ネジにすれば、移動などでも楽に組み立てられるでしょう。



 給電部はこんな感じです。タイトバリコンは10pF、マッチングバーは1.6mmのスズメッキ線です。銅パイプへのハンダ付けは、ハンダを付ける部分をヤスリでよく削りました。ちょっと不安はありますが、まぁ大丈夫でしょう・・・根拠はありませんが

 丁度家の連中が出かけていたため好都合と思いきや、干したての洗濯物でベランダが埋まっていたためまともな測定は断念か・・・と思ったんですが、アンテナ自体が非常に軽いため、何と洗濯物干しのピンチでエレメントを摘まんでバリコンの調整をしました。流石にスナップショットはしませんでした
 設計値では、430.1MHzで 4.5pF 5.5pF程度のところがベストマッチのようですが、ロータが一番抜けた状態から徐々に回していったら3~4pFと思しき辺りで1.05まで下がりました この状態で1.5以下の帯域上限が434MHz程度・・・これもほぼ納得のいく数値です。さらにそのまま6-7pF辺りにすると、430.1MHzで若干SWRが上がるものの(1.1くらい)、1.5以下の帯域が広がって438MHz台でも使える程度になりました。
 それにしても、ちょっと上手くいき過ぎ・・・MMANAが優秀なことは今更言うまでもありませんが、このところちょっぴり技術が向上した金属加工の賜物と自画自賛です

 無論、そのままあちこちワッチ。いやぁ、70cmってこんなに人がいたのね・・・といった感じでよく聞こえてきました。アンカバーとバンドプラン違反(430MHz台でFM運用している馬鹿)が多いのに唖然としたものの、ビームの切れ具合を確認するには持って来いのターゲットがいたわけです。流石に洗濯物干しのピンチでつるした状態ではそうそう長く試すことができませんでしたが、レピータは一巡。ベランダの隅で頑張っているモビホと比して、かなり多くのレピータにアクセスでき大満足 最後に洗濯物の陰で記念撮影しました。



 さぁ、これでACAGの「70cm課題」は片付いたかな あとは気の利いたクロスマウントを付け、洗濯物のないベランダでじっくり味見したいと思います。

 ※ 2014/09/27 マッチング容量が間違っていました。4.5pFは、1mmスズメッキ線を前提に設計していたときのデータです。

アルミパイプを切ってみたり・・・

2014-09-24      
 飛び石連休前の目論見では、少しは「I2C実験」を進めようと思っていたんですが、土曜日に旧知の親しい方との飲み会で完全なる朝帰り。無論、日曜日は宿酔いでぐったりして潰し、今日は今日で「主にオンゲーに填まる」という休みになってしまいました。どうも、デバッグが絡むとやる気が失せること相変わらずで、ほぼ1ヶ月が過ぎようとしていますね

 9月後半になると、そろそろマジ参戦するコンテストの一つ、ACAGが気になり始めます。ざっとアンテナ周りを見回しても、ステルス君の補修とカウンターポイズ用の細いアルミ線の引き直し(ベランダの大掃除の際に思いっきり切られてしまいました・・・)が必要。まぁ、これは今週末辺りで十分に間に合いますから、今日は少々趣向を変えて・・・。

 昨年のACAGの反省から、70cmのアンテナ改善で局数アップというのが「今年の課題」です。ベランダという狭い空間である程度ビーム方向を振ることができる70cmのアンテナを作ろう・・・この条件で残り2週間余りで実現できるものとなると、やはり「オーソドックスに八木系」といった結論に至り、MMANAであれこれ捻くりだしたのは、実は先週の連休明けでした。



 普通~の八木さんです・・・が、この寸法を導き出すのにはかなり苦労しました。ベランダで使うことが前提ですから、F/B比はあまり問題にはせず利得重視、かつビームパターンが綺麗なもの・・・このビームパターンの綺麗さを「垂直系のシングル八木」で実現するのが案外難しく、うっかりするとサイドローブが突出した変なビームパターンになってしまいます。
 肝はラジエターと直近のディレクターとの間隔、前置のディレクターの長さなんですが、MMANAの試行錯誤で漸く見栄えがするものができたという感じ。



 丁度90度の方向に出ているサイドローブ・・・これを如何に小っこくするかというところなんですが、ラジエターと直近のディレクターの距離が近いほど小さくなる半面、エレメント長の数mmの誤差でインピーダンスが大暴れするためできるだけ離したい(離すと影響が緩和する方向)・・・というジレンマが生じます。また、前置のディレクターも横着に「みんな同じ長さにしてしまえ」とは行かないなど、奥が深い世界です。が、要は「MMANA任せ」ですから、自分の工作精度をきちんと踏まえて設計しておくことが肝心・・・ということに尽きます。



 コンテストの周波数帯(と言ってもCWですよ)の利得を欲張った分、いわゆる「SWRが低い」と言える帯域は狭くなりましたが、まぁFMでメインに使う433MHz帯でも1.5以下ですから十分でしょう。

 さて、この休みには先週末に買ってきたアルミパイプと銅パイプを切りました。



 直径4mm、肉厚1mmのパイプですから、少し長めに切ってヤスリでこすって長さ合わせ。切断は、切断部分を一周するようにニッパーで溝を付け、さらにカッターでその溝をなぞって深くし、あとはパイプが曲がらぬようユルユルと前後左右に折り曲げて金属疲労を起こさせる方法です。これで1mm以内の誤差に追い込むことができました。
 このパイプたちをコの字型のアルミ製アングルに取り付ければ完成なんですが、取り付け方法を思案中・・・今いまのアイディア実現には秋葉原に行かねばならず、結局ここまでで作業を終えました。

 コンテストまで間がありませんから、この続きはきっと直ぐに記事になると思いますよ
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どよよん無線技士

Author :どよよん無線技士
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アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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