jl7gmnのblog

yahooブログから移行してきました。アマチュア無線を中心としたブログです。

ANTENNA

バーチカルアンテナの修理2022年1月15日

つい最近のロシアからの寒気団が日本にも降りてきて台風並みの強風が吹き荒れてた為にバーチカルの上方のエレメントが折れていました。折れているのに気づいたのは、最初は1月初頭のニューイヤーパーティで久々にQSOした様に無線で7MHzにオンエアーしようと思い、いつもの様にアンテナのSWRをネットワーク・アナライザ−で確認するため電源を入れ、7MHzのプリセットデータを読みこませ、SWRモードに設定し、バーチカルアンテナを切替器でネットワーク・アナライザー側に繋いでみたところ、共振周波数がやけに高い方へ動いているようで、裾しか見えない状態でした。これはもしかしたらエレメントが折れたんではないかと思い外へ確認しに言った所、予想した通り、先端から1.5mぐらい下のところから折れていました。

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早速折れているエレメントを探そうと思い、強風で折れたんなら、少し離れた場所に落下しているだろうと思い、アンテナから10mぐらいの距離の辺りを中心に探してみました。しかし何処にも見当たりません。一体何処に落ちたのだろうと思いながらアンテナの下辺りも探してみましたが、一向に見つかりません。すぐそばに小屋があるので、もしかしたら屋根の上にないかと思い、少し離れて屋根の上も見てみましたが、なさそうです。不思議だな−と思いながら、ふと真下にある柿の木の枝を見た所、枝と枝の間に挟まってるエレメントがありました。飛ばされずに真下に落下して柿の枝に引っかかっていました。案外枝から取り外すのは大変で、少々時間がかかりましたが、釣竿を使い何とか折れたエレメントを枝から下ろす事が出来ました。
先ずは現物を見て、どこが原因で折れたかの確認です。

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毎回エレメントのネジ止めしている箇所から亀裂が入り折れるのと同じ状況ですが、今回はかなり上の方の細い部分です。前回2021年2月に折れた箇所は今回は全く問題ありませんでした。前回は、ほぼ原因がわかり対策を行なっていたので、今回は別の弱い箇所で折れたようです。今回は、折れたエレメントを持った時に、およそ見当がつきました。トップヘビーが原因だと思われます。先端部は前回少し長いステンレス棒に変えていました。アルミと比べるとかなり重いエレメントとなった為、しかも長さを長くした事も重なり、しなりが前よりも大きくなり、丁度折れた辺りがしなる箇所となった為、そこの取り付けネジ部に歪みが発生し亀裂ができて折れたと思われます。やはりタッピング用のネジ穴が原因となるようです。これはクリエイトなどのメーカーが行なっているネジ穴固定でなくネジで押さえつけて固定する方法を採用する理由が分かる気がします。ネジ穴は亀裂が入り易く折れる原因の元であることは間違いないです。Hi!このバーチカルはいままですべて折れた箇所はネジ穴で折れていました。クリエイトCL15の5エレ八木アンテナは同じ環境でも20年エレメントは折れたりせず現在までもっています。弱いところはラジエーターのプラスチックホルダーがありますが、太陽光線による劣化とラジエーターエレメントの重量負荷がホルダーの中心にかかる為、劣化が進み弱くなっってくると歪によりヒビがはいってヤジロベーの様に曲がってしまいます。過去2回程修理しています。一度ホルダーをテープをまいて補強しましたが、やはりヒビが入りヤジロベーになっています。ある程度消耗品と考えるのが正解かもしれません。あとはラジエータのホルダーを止める箇所を増やすとかすれば、ラジエータのエレメントの重量荷重がホルダーにかからない様に対策をとれば解決するのではないかと思っています。メーカーさんは余り対策は採りたくないかもしれません。
話がそれましたが、バーチカルの今回の折れた原因の対策はステンレスの棒を別の軽い金属棒に変えないとできない事なので行いません。やりませんが、出来るとするとステーを追加することぐらいでしょうか?とりあえず復旧作業のみということで、強風の回数が少ない事を祈ります。

エレメントの取り付け直し後のテーピング完了写真
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修理完了し元の位置に取り付け直したバーチカルアンテナ写真
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エレメントが15㎝程短くなった為、バランとアンテナエレメントまでの間の接続銅線を15㎝長くする事で折れた長さを補修対策し、共振周波数をチェックすることにしました。

エレメントを鋼管に取り付けバラン接続完了後、家に戻り7MHzにてネットワーク・アナライザでSWRを確認したところ共振周波数は7.125MHzでSWR:1.0でした。バンド帯域内は1.15以下です。珍しく調整作業することなかったので、修理完了としました。
早速無線室に戻り、テスト運用してみました。OMさん2局(1エリア、2エリア)コンタクト出来ました。まずまずです。
最近はトラブルが発生が多くなってきた感じがあります。長年何もなかったからなおさらトラブルが続くのかもしれません。オーバーホールを考えないといけない物が、考えてみると結構あります。タワーもしかり、アンテナも、無線機も、そして同軸ケーブルも、家の冷蔵庫なんかも最近トランスが唸るような音が出始めてきています。冷蔵庫はオーバーホール出来ないので買い替えとなると、トホホです。!

つづく? トラブルは続かないでほしい!

バーチカルアンテナの修理

先日の暴風により7MHzのバーチカルアンテナが折れてしまいました。最近の7MHzの夕方のコンディションでは、通常の水平ダイポールよりも送受信ともに上回っていましたので、必要不可欠なアンテナとなっています。今日の天気が穏やかでしたので、修理を行うことにしました。
まずは折れた箇所の確認からです。
今までも2回ほど暴風で折れたことがありますが、いずれも先端の細いアルミの継ぎ足し部のタッピングネジの穴の箇所でした。タッピングネジ穴がパイプ径に対して大きな穴だったため強度不足でした。対策はタッピングビス径を細いものに変えて穴が小さくなるように強度が取れるようにしていました。
今回はタッピングビスを細いもので対策したため、別の箇所の弱かった場所で折れてしまったようです。ステーロープの下の太いアルミパイ部の継ぎ足し部の中に入れたアルミパイプが中で折れていました。


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下側のパイプは特に損傷はありませんでした。
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継ぎ足し部の中でおれた部分
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継ぎ足し部は全く問題ありません。
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継ぎ足し部のアルミパイプのなかで折れたパイプ
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折れた位置関係を確認
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折れたアルミパイプを取り出しての確認。取り付けのタッピングビスの強度はある程度あったと思われます。それで、下側が十分固定された状態で一番上のタッピングビス部は暴風で動いて負荷がかかり、屈曲が繰り返し行われることでタッピングビス部から折れたんだと思われます。中の継ぎ足しのアルミパイプの径が少し細くスペースがあったことも原因の一つだったと思います。
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今回も対策を取らないといけません。簡易法ですが、対策はアルミパイプの径をテープを巻いて下側の継ぎ足しパイプ内径に合うようにあわせることで継ぎ足したアルミパイプの可動範囲を無くす事にしました。中に入れる継ぎ足しアルミパイプをサンドペーパーで表面を磨いたところ。防水は十分されていましたので、今回は、アンテナ用グリスは使わないでいます。タッピングビスの締めつけだけでの接合です。今回も融着テープを使い十分にテーピング処理は行いました。上からはビニルテープでの2重保護としています。
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折れたアルミパイプの長さを先端部のステンレス棒を長いものに変えて調整することにしました。
実際に交換した先端のステンレス棒
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もとの短いステンレス棒との長さの比較
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長さ比較したところ、結構長くなりました。
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ひとまず修理完了ということで、もとの鋼管へ取り付け、もとと同じようにステーを張りました。
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角度を変えて記録写真をパチリ!
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7MHz帯は50Ωバランを入れてあるのですが、下から上までどこも同じ1.2ぐらいでしたので、インピーダンスの調整はなしとしました。前よりは少し悪くなりましたが、OKの範囲内なので調整はしません。
バーチカルアンテナの修理完了です。今の季節はバーチカルアンテナが活躍できるコンディションです。7MHzでまた活躍してくれるでしょう!

結構そばに植えてある柿の木の枝が伸びています。今の2月は柿の木の剪定の時期です。天気が良ければ明日にでも剪定をしようかと思う次第です。

つづく?

強風時の各アンテナのSWR特性を確認

3月20日(金)今日は、台風並みの強風が吹いています。ふと、ダイポールのエレメントがかなり風でゆらゆらしているこの状態でのSWRを確認してみました。
確認したついでに、実際のアンテナのSWR値の動きを動画に取ってみました。
SWRの最下点をマーカーしていますが、かなり動いていました。


共振点もかなり動きます。SWR値も1.1~1.3ぐらいまでは頻繁に変化しています。強風時は
トランシーバーへの負荷の変化が激しいので、オンエアーしない方がいいかもしれません。

クリエートのV型ダイポールのエレメントを使った改造水平マルチダイポールの強風時の
SWR特性を確認してみました。台風並みの風が吹いているときの動画です。
強風が吹いているのですが、SWR特性はほとんど変化が見られません。素晴らしいー!


ついでに、(1/4)λのバーチカルアンテナの強風時のSWR特性も見てみました。
以下強風時のSWR特性です。
全般SWR値自体が低いアンテナなので、低い範囲での共振周波数の変動はありますが
7MHz 帯として全般問題なく使用できる感じではあります。
手動で撮ったので、少しピンボケしてしまいました。



確認した結果、強風時はアルミパイプのメーカー製アンテナが安心してオンエアーできます。
強風時のワイヤーアンテナの使用は特に注意が必要です。きちんとワイヤーエレメントが
動かないように張られていれば問題は無いでしょうけど!バーチカルアンテナも問題なく
使用できそうです。
天気の悪い時は、こんなアンテナのチェックが、とても今後に役立ちます。Hi!

つづく!

モービル基台取り付けアンテナのマッチング調整

12月の車の車検で、アンテナと基台を取り外して車検をうけ、出来上がってきてから元と同じように基台を牽引フックに取り付け、7MHzのセンターローディングタイプのアンテナを元通りに取り付け、無線機につなぎ、送信状態にしてみると、まったくパワーが出ません。この間無線機は車からはずし、自分でオーバーホールして、問題は全くない状態の無線機です。原因がわからず、基台が古くなって中のパイプでも錆びてしまったのではないかと思い、予備のほぼ新品の基台に取り換えて同じように、無線機で試してみましたが、それでもパワーが出ない状態です。困ってしまいました。クラニシのアナライザーで確認してみると、共振点があるにはあるが、7.5MHzといった具合で、クラニシのアナライザーに手を付けるとSWRも変化するような具合です。SWRも2.5と下がりません。ケーブルがだめになったのかも考え、コネクタとケーブルを購入してはんだ付けして作った予備のケーブルで試しましたが、まったく症状が同じです。何が原因かが、まったくわからない状態になってしまいました。そうこうしているうちに、ハッと思い出したことがありました。何かというと、今回の車検では、車検だけでなく、廃棄のマフラーのさび落としと、さび止め塗装を行うという事で出していました。ハッとしたのは、牽引フックもさび止め塗装がされたのではないか、ということです。問題なく動作できてた時と同じように基台とアンテナを戻す取り付けで、こんなにまでマッチングが取れないのは基台のアースが取れていないのではないかと思ったのです。思い立ったが吉日、いや、さっそく大きなヤスリ掛け用のヤスリ持ってきて、基台を取り外して牽引フックのワッシャが接触する箇所を少し削りました。ついでに、ワッシャもボルトも基台と接触すると思われ取り付け箇所を磨きました。どぶ付けメッキですが、少し表面がくすんできていました。元の基台と予備の基台も同じ症状なので、元の基台はピカールで磨いておきましたので、予備をはずして、元の基台に戻すことにしました。

予備の基台(新品)また、確認後、再度予備になりました。
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基台のパイプの牽引フックへの取り付け箇所
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左後方位置になるように基台を取り付けました。
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ラジアルは2m用と八重洲の50MHzのアンテナを利用して自作したラジアル、2本がついてます。
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早速取り付けて無線機でのSWR確認及び出力の確認をしたところ、元通りにパワーも出て、SWR、マッチングも問題なく取れています。やはり、原因はあるところにあったという感じです。アンテナの基台のアースと車のボデーとがうまく電気的に接続がされていない為に起きたトラブルでした。
元通りになったので、ほんと気持ちがホットしました。原因がわからないときは、本当に、どうすればいいのだという感じで、無線機が壊れてるのではないかと、ダミーロードをつないで確認したりして、きちんとパワーが出ると無線機ではないなということになり、つぎには ケーブルが問題じゃないかとか、ケーブルもアンテナ端に50オームをつないで、無線機に来ている同軸をアナライザーで確認すると、きちんと50オームになっているなど、箇所箇所に問題がなかった為、本当に困惑していたわけです。アンテナ自体がおかしくなったのではということもよぎりましたが、そうそう壊れるものではないです。アンテナがもう一本あるのですが、エレメントが折れてしまい、現在ショップに注文中です。もう一本の同じ周波数のアンテナがあると、原因の確認もし易いですね。アンテナが同時に2本壊れることは、非常に稀なことですから!
車のボデーアースが原因とは、まったく思いもよりませんでした。今回のもしかしてが、功を奏しました。フック自体はかなり締め付けし取り付けていましたから、アースは取れているものと思っていました。それが、全くとれていなかったということです。やはりアースは最も重要ということです。いい経験になりました。テスターで基台と車のボデー間のコンタクトがちゃんとあるかの確認までする事がとても大切だということを強く認識した次第です。

つづく?





バーチカルアンテナのバンド切り替用コントローラその13

最近バーチカルアンテナがとてもコンディションにマッチすることが多いので重宝している。特に7MHzでは切り替えSWでバーチカル側に切り替えることが多くなりました。特に、バンドコンディションが悪いときは、顕著にバーチカルアンテナのほうが、短縮のダイポールよりSで3つから4つほど強力に安定して信号が受信できることがあります。共振周波数も調整し交信のための準備はOKな状態にあります。7MHzの1/4λのバーチカルですが、ほかのバンドも延長コイルの切り替えをして、3.5MHz、1.9MHz、1.8MHzと出られるようにコントロールボックスをついかして、室内のコントロール切り替えボックスで切り替えるのですが、回路も、ケースも準備してるのですが、未だに、コントロールボックスの制作は途中で止まったままです。今一度切り替えの回路図を見ていたのですが、PICを使い、ゲート回路をプログラミングでポート処理し、SWでリレーを切り替えています。いろいろと、パーツを使いごちちゃごちゃ組みましたが、ロータリーSWだけでも切り替え可能だということが頭によぎりました。ゲート回路を組んで、それをプログラミングでソフトウェア的に同じ動作をさせできたわけですが、バンド切り替えを行うという回路制作でもハード的にもゲートICからPIC1個で簡単化でき、全く問題はないのですが、簡単化はあくまで、ゲート回路で組んだ回路だけで、バンド切り替えコントロール回路といった点では、大した簡単化ではありません。PICもいらず、もっと安いパーツ?でシンプルにできることを確認しました。以下の切り替え部コントローラ側の回路です。
アンテナ側のリレーボックス回路は前のブログにあります。http://jl7gmn.livedoor.blog/archives/1073024.html

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パーツも、ダイオード5本とロータリーSWと電源ジャック、ターミナルのみです。

ロータリーSW、ダイオード(1000V2A)も秋月電子の通販で購入していたものです。
ロータリーSW
接点数は自由に設定できます。今回は、7MHz,3.5MHz,1.9MHz,1.8MHzの1回路4接点での使用設定にしています。
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実際のロータリーSWとダイオードを仮の確認としてつないています。ケーブルにはワニ口クリップで取り付けて確認しました。Vccはリレー制御12Vなので、+13.8Vです。単純にアンテナ側のコントロールリレー回路のリレーをSWでON/OFFコントロールするだけです。あとはなくてもいいですが、切り替えのバンド表示(LED)ですが、今は1回路のロータリーSWですが2回路をつかうことで、ポジションごとにLEDをONさせれば、簡単です。秋月でほかのパーツ購入時に追加して購入予定です。

ということで、ふとしたことから、ケースとPIC回路の組み立てがとまっておりましたが、この簡単なコントローラ回路でシンプルに電源とSWとターミナルの加工で、PIC回路の組み立ても不要で、楽ちんになります?シンプルイズベスト、PIC化の時もこの言葉を使いましたが、その上をいくシンプルイズベストです。ハード回路の設計図からソフトウェア化(プログラムによるPIC回路化)へとそして、今回ふと気づいた、最もシンプルなロータリーSWとなりました。

本来は、機構的なSWから、次はSWのハードによる電子化、そしてその回路のソフトウェア化とバージョンアップしていくのが、普通ですが、今回は、少し逆になってしまいました。やはり、簡単なものが一番元となるところであるのは間違いないです.....Hi! 思い出すと、ゲート回路も、PICプログラムも頭の体操には一躍貢献しております。Hi!

このバンド切り替えを使い、7MHz以外の共振周波数を確認したところ、肝心の3.5MHz,1.9MHz,1.8MHzの周波数調整が必要ことがわかりました。7MHzの共振周波数調整をしたため、他のバンドがずれてしまいました。各バンドの共振周波数調整は、時間をみて行いたいと考えています。

7MHzでは少しノイズフロアがあがりますが、この季節11月のバンドコンディションでの比較的強い信号では、このバーチカルが最も役に立っています。。

つづく?
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