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

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?

3.5MHzセンターローディングアンテナの共振周波数調整コイル取り付け

3.5MHzセンターローディングアンテナの共振周波数調整コイル取り付けを昨日実施しました。天気はとても穏やかで風もさほど無く、絶好のアンテナ設置日和でした。前もって共振周波数調整用の追加コイルを3点作製しておいた中の1つを選び、追加設置しました。
追加Lは一番下のn=1のコイルです。
イメージ 1

前もって作製済みの巻き数1ターンのLを取り付ける事にしました。最初のカットアンドトライになります。うまくいけばこの1回目で追加Ⅼ設置完了です。
タワーに上り,3.5MHzのエレメントをバランボックスから外して、エレメントとバラン間に追加Lの取り付けです。給電部がマストの近くにある為、L追加作業はいたって簡単にできました。まず追加Lの取り付け後の端子のテーピング処理はせずに共振周波数の確認の為、一旦タワーから降りました。結果はおよそ目的周波数に近くになっていました。再度タワーに上り、各接続端子(エレメントとコイル間、コイルとバラン間)を融着テープで保護巻して完了です。数回のカットアンドトライを想定していましたが、1回でOKとなりました。

追加LでのSWR特性と共振周波数の状態をネットワークアナライザーで確認しています。
以下共振周波数、とSWR特性です。タワー上のアンテナの高さを変えても測定してみました。

★現状の3.5MHzセンターローディング短縮ダイポール
【現状】高さ約10mH
f0=3.575MHz, SWR≒1.51
イメージ 2

【L追加】高さ約10mH
f0=3.556MHz,  SWR≒1.34
イメージ 3

【L追加】高さ約25mH
f0=3.565MHz,  SWR≒1.33
イメージ 4

結果から言うと、目的の共振周波数は3.550MHzでしたので、10mHの高さでは、+5KHz高いですが、ほぼ目的通りになったと言っていいと思います。SWRもコイルを追加したことで、SWRが1.51から1.34に下がりマッチングが少し改善した様です。ただし帯域が鋭くなっていることから、インダクタ追加により帯域は少し狭くなったようです。
高さを変えて測定した結果より(10mHから25mH)高くなるとアンテナ-大地間の容量が減り共振周波数zが3.556MHzから3.565MHzへと約9KHz上がる事がわかります。測定はしていませんが、L追加前のアンテナの高さ25mHでの共振周波数は約3.584MHzぐらいになっていたと思われます。
10mHではインダクタ追加で19KHz共振周波数が下がりましたが、25mHへと上げると9KHz上りました。
追加前のアンテナとの比較を想定すると(25mH時の想定比較)タワーを伸ばした状態での使用時でのL追加による共振周波数は、3.584MHzから3.565MHzへと約19KHz下がったことになります。

ついでにSWRが1.5以下と2.0以下でのおおよその帯域も手動で確認してみました。
SWR=1.5以下 ⇒ 3.540MHz~3.570MHz(幅約30KHz)
SWR=2.0以下 ⇒ 3.510MHz~3.589MHz(幅約79KHz)

L追加での共振周波数の調整はまずまずという事でOKとしました。(使用時の高さを10mH〜15mHでの使用)

補足:アンテナチューナーのごまかしについて
短縮コイルが入っているアンテナはどうしても帯域は狭くなります。ですので共振周波数から離れた周波数での運用は、カップラーやアンテナチューナーは無線機を保護する意味でも必要になります。しかしアンテナチューナーを使い、見かけ上のSWRを1.0にしたとしても、もともとのアンテナのSWRが高ければ、チューナーの後にパワー計をつないで見てみればSWRは高いままで変わっていない,という事に気づかなければなりません。つまりアンテナとチューナー間はSWRの反射電力が変わらず高い状態であるという事です。結論はアンテナ自体の整合をとる事がベストという事です。皆さん一度通過型のパワー計で送信電力と反射電力をチューナーとアンテナ間に入れて確認していろいろな周波数でチューナーを調整し運用してみれば、一目瞭然です。アンテナチューナーのマジックはあくまでも、無線機とアンテナの接続保護用と思った方がいいと思います。私も、下記のパワー計を使うことで上記の事を納得できました。SWRが最下の共振周波数での運用はベストですが、それ以外の周波数での運用時はこのことを思い出さないといけませんね。

イメージ 5

SWR表示や電力効率でもいいのですが、実際反射電力が何Wあるのかを見れるのでとても良いと思っています。送信電力200Wで反射電力が1W等、目盛りで直読できます。反射電力が直読なので運用上アンテナの状況もSWRと同様に分かります。このようなパワー計もある意味で便利です。

最後に工人舎のアンテナや STEPPIRなどは、常に共振周波数での運用ができる究極の素晴らしいアンテナと言えます。使って見たいものです。

つづく ?


3.5MHzセンターローディングアンテナの共振周波数調整コイル作成

天気も昨日と打って変わって、強風とパラパラですが、雨も降っているので、修理が済みタワー設置済みの3.5MHzセンターローディング短縮ダイポールの共振周波数を下げる為の追加コイルを作成することにしました。現状の共振周波数は3.575MHzあたりのため約25KHzほど下げるのが目的です。いわゆるカットアンドトライ型で行う予定なので3種類ほど作製しました。コイルの径は塩ビパイプの20Φを使い2種類、ノリの瓶(直径約5cm)を使い1種類の計3個作製しました。コイルの線材としてはアンテナ線と同じステンレスワイヤー1.6Φを使いました。接続には圧着端子(銅線用裸圧着端子のR2-6)を使い現状のアンテナ側とはボルト締めで繋ぎます。また、ステンレスワイヤーの半田(goodのソルベットステンレス用はんだSD-38)とステンレス用のフラックスを使って圧着後半田補強もしています。

イメージ 1

一番下の約1ターンコイルがインダクタンス(小)、左上が2ターンコイルでインダクタンス(中)、右上が4ターンコイルでインダクタンス(大)という感じです。1ターンのコイルは直径が5cmと他の小、大コイルとは異なりますが、おそらくこれぐらいでいいのではという感覚で作っています。ワンターンとはいえ、長さは30cmのワイヤーです。

このコイルを作っていて思ったのですが、アンテナを高い周波数で作製しておき、Lの追加で周波数を下げて使うのは、3.5MHz帯の許可周波数帯のアンテナには丁度良い方法だという事です。メーカーもコイル切替でバンド拡張対応をやってますよね!
こんな周波数拡張のことも考えながら、作製していました。3.5MHz帯の下側から上側までの間での切り替えでもいいと思います。例えば、共振周波数雨として3.525MHz当たりと3.550MHzの切り替えでもいいと思います。切り替えボックスは必要になりますが。Hi !

再生した3.5MHzセンターローディング短縮ダイポールの設置後の写真を載せます。

天気のいい朝に取りました。       昨日の夕方にタワーを伸ばし撮影
イメージ 2 イメージ 3

ワイヤーでコイルのエレメント先端側を吊りましたので、だいぶグラスロッドは風圧で折れにくくなったと思います。

天気のいい日に、今日作製した3種類のインダクタを使い、3.5MHzのアンテナの共振周波数調整を行いたいと思います。どれか一つ丁度いいコイルであればいいのですが。

つづく ?


730V-1の共振周波数調整

昨日は朝雪が降って積もるぐらいの勢いがあったのですが、昼には全部溶けて、午後は天気が良くなりました。天気が良くなるとアンテナをいじりたくなります。今回は730V-1の各バンドの共振周波数を丁度いいところに合わせたくての調整になります。私の730V-1は根元のアルミパイプと次のパイプとの取り外しができない状態となっていたので、接触不良が起きないようにビスで止めています。なので次段のパイプとでの長さ調整は基本的にできないようにしてしまっています。今回は水平に設置する状態での各バンドの共振周波数を良いところに設定するのが目的です。単純に2mHの高さにて共振周波数を7MHzで確認すると、7.025MHz当たりにありました。私の設定目標共振周波数は7.125MHzです。あまり意図はありません。他のバンドもかなり低めとなっていました、まずやれるのは一番元のパイプのカットです。先端でも7MHzは調整できるので7MHzは、さておいて、どちらかというと他のバンドの共振周波数を合わせることになりました。最初に2cmカットしましたが、さほど、高い周波数もかわりませんでしたので、思い切ってさらに4cmカットしました。

アンテナのパイプのカット風景
イメージ 12

     最初の2cmカット        2cm+4cmカット(両エレメント)
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次が高さ約2m での730V-1の水平での各バンドのSWR最下点の共振周波数です。

f0=7.123MHz, SWR≒1.35       f0=14.127MHz, SWR≒1.55
イメージ 3 イメージ 4

f0=21.151MHz, SWR≒1.20       f0=28.118MHz, SWR≒1.35
イメージ 5 イメージ 6

一応バンド内にはあるのですが、もう少しHFの高いほうは共振点を上げたいです。
根元のパイプのカットはこれ以上は、やりたくないので、バランとアンテナの結合の部分が少し長かったので、少し短くしてみました。

イメージ 7

バラン-アンテナ間の配線を短くした後での各バンドの共振周波数とその時のSWRです。
f0=7.139MHz, SWR≒1.35       f0=14.154MHz, SWR≒1.55
イメージ 11 イメージ 10

f0=21.210MHz, SWR≒1.08                   f0=28.437MHz, SWR≒1.15
イメージ 9 イメージ 8

少しパランとアンテナの部分も共振周波数に大きく影響しているようです。少し7MHzは高めですが、調整は先端のエレメントを伸ばして下げることは可能です。この7MHzを除いて14,21,28をほぼ、フォーンバンドの私の目的共振周波数に合わせることができました。2mの高さでの調整ですので、大地との容量で少し共振周波数は下がっていると思います。タワーに取り付けると10KHzぐらいは上がるとみています。
これぐらいが丁度いい共振周波数ではないかと思います。

このアンテナはのタワートップに現在ある、自作の短縮ダブルバズーカアンテナを下ろしてからしばしの間、上げておきたいと思っています。下したダブルバズーカはもう一本こしらえて,2ELのHB9CV化へという目論見ですが、なかなか進みません。進行は天候次第でしょうか?メタボも調整しないと、タワーに上るのがつらいところです。Hi!

つづく?
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