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ありがとうって伝えたくって (2024/11/24 2:35:36)
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Laxy-Hからカーテンビームへたどり着いて第一作で実験してきたが、実はビーム方向が若干左へ傾いていた。
原因はLazy-H単体の給電ケーブル長のズレ。そこで給電方法を変更してLazy-Hのスタック形式の給電に変更して第二段を製作してみた。
平行ケーブルなのでスタックの給電方法も柔軟に選択できる。
MMANAでの解析では15dBi程度・・市販の13エレと同等のゲインは持っている。
【1.2G用16エレカーテンビーム】
第二作もヒノキ材で手軽に製作した。帯鋼は専業メーカーへオーダーして手に入れた。厚さ0.6mmで自立出来るタイプとなっている。
グローバルアンテナの配布している帯鋼よりも0.2mm厚いが0.2mmの差でずいぶんコシが違うものだ。
【2作目、カーテンアレイ】
【一作目試作、明らかに給電方法が異なる】
最適化後のエレメントサイズ
【前回との修正点】
ラジエータ長は124mmとした、リフレクターは115mmと読み替えて欲しい。
エレメント間隔は115mm、スタック間隔は125mmとなっている。
写真を見て分かるようにLazy-Hアンテナ単体は1mm銅線で接続、スタックケーブルは300ΩTVフィーダーを使った。
また、リフレクターの位置はラジエータ先端と同じ位置に変更してある
【受信実験】
午後2時近くになって受信実験を開始。場所は神奈川区の30m程度の高台。大山の南側に富士山が見える場所だ。
偶然にも裾野市移動局と綾瀬局の交信が聞こえてくる。裾野局は標高が少し高いらしい。
また綾瀬局はグランドプレーン。なので裾野局はRS51、綾瀬局はRS50(信号の降らない51を表す)気を抜くとノイズ混じりになる。
綾瀬はひとつ先の高台のブラインドとなっている。
2局の方向は西と西南西の間だ。なのであっても10°しか違わない。しかし片方に向けると片方は聞こえない。
今日は10段コリニアを持ってこなかったが・・結果は予想できる。
やはり某局から報告のあった13エレスタック同等!という気持ちは分かる。
【まとめ】
ダウンチルトの弱点を補完する意味でLazy-Hの検討を始めた。カーテンビームがその解決策になるかは疑問はある。
1.2Gならばサイズも小さく問題はなさそう、430MHzではどうしたものか?
先週製作した1.2Gのカーテンビーム試作一号を持ち出して10段同軸コリニアと比較してみた。
RFジェネレータとスペアナによる計測では6-7dB差で10段コリニアで一番強い場所を探すと、ほぼ差が無くなる。
これが先週の結果だった。さてフィールドではどうか?
【最終的な測定風景、10段コリニアの下にカーテンビームを取り付けた】
【測定開始】
都合よく山岳移動局が聞こえてきた。
最初は10段同軸コリニアをポールに上げて(給電点1.8m)水平位置で受信、受信局が聞こえてくるとSが最大になる位置にする。S5-6だ。
次にカーテンビーム(16エレ)をハンディ機に取り付けて同軸の減衰を最小にして受信する。ゲインはカーテンが上なのに最大でもS3にしかならない。。
違いは高さしか考えられない。カーテンビームをコリニアの下に取り付けてSが同程度になった。
さすがにビームアンテナ!方向だけ合わせれば上下方向の傾きではSがほぼ変わらない。
同軸コリニアは方向と倒す角度を変えてピタリと合うとSがビームと同程度になる。これは計測時の結果と同じ。
【結論】
カーテンビームはキレてサイドに入ると聞こえなくなる。
同軸コリニアをピタリと合わせるとカーテンビーム(10-13dBi)と変わらなく聞こえる
サイドキレをメリットと見る向きが大勢を占める?私はこの程度の差ならば360°聞こえた方がメリットでありむしろサイドのキレはデメリットに思える
「ハンディ直付」という迷信があるがたった1mの3DFBケーブル(1.2Gでも)で1mアンテナを上げればSが2改善出来る・・ある程度の高さは必要だ。
次は山岳移動で比較をするか!その前にカーテンビーム試作2号機を作るか?
カーテンビームの目的はダウンチルトのデメリットの改善だから・・
Lazy-Hアンテナアレイ、理論と解析では非常に良い結果が得られたが本当の所どうなの?を確認してみた。
今回の比較対象のアンテナは1200MHzの下記の3種だ。
上から順に、10段同軸コリニア(もちろん自作60g)14エレループアンテナ(仲間からの寄贈品、500g)←どちらも渾身の一作!
そして一番下がヒノキ棒で試作したLazy-H2列スタック(2エレ4列2段スタック、100g)だ。
このメンバーでは同軸コリニアかなり部が悪いか。
Lazy-Hのスタックの解析利得はカタログ風に書けば15.0dBi、RADIXアンテナの13エレの利得13.8dBiを超える。
【解説】
ビームアンテナのエレメント当たりのゲインは2-3エレが最大。その後はエレメントを増やすとエレメント当たりのゲインは低下する。
そこでゲインを考えるならば2-3エレを多数スタックするのが一番良い。しかしスタックケーブルが多数必要になり損失が増える。だからエレメントを増やしてスタック数を減らす。
Lazy-Hはその点も素晴らしい。給電は平行フィーダーで行われるためにスタックコネクタ等不要で損失を少なく出来る?
更に2エレのゲイン増のためにラジエーターを5/8まで長く出来る
【Lazy-Hアレイ製作】
写真を見てわかると思うが「帯鋼」を使って試作し軽量に仕上がった。ラジエータに関してはエレメント径やエレメント長を動かしても殆ど利得やインピーダンスに影響はない。一方、リフレクターはパターンに影響を与える。
(自作する際に0.5mmの精度は必要ないので簡単だ)
組み上げてSWRを計測すると1950MHzでは2.0程度だったのでスタブを付けて1950MHz付近へ調整した。
調整結果は下記の通りで1250.5MHzから1351.5MHzまでSWR2.0以内となった。
ノイズフロア低下にはこれで十分だ。これ以上の帯域は性能を悪化させる。出来たてのアンテナを使用してアンテナ比較だ。
【比較手順】
RFジェネレータから1295MHzのFM波を同一レベルで連続送信する。
3m離れた地点でそれぞれのアンテナで受信し受信レベルを計測する。これを3回繰り返す。
【結果】
同軸コリニア 受信レベル-82dBm、一番強い信号を探せば-75dBmまで上昇するポイントがある
14エレループ 受信レベル-73.5dBm、非常にクリチカルにアンテナの方向と角度を動かす必要がある
Lazy-Hアレイ 受信レベル-74.0dBm、14エレよりはかなりブロード
【結論】
Lazy-Hアレイは14エレループと比較しても利得面で遜色がなく、ブロードなパターンでむしろ使いやすいことが判明した。 Lazy-Hの単体でも八木の7エレ相当なのでかなり使える。 同軸コリニアは-8dBであることが判明したが、やはり様々な反射波を捉えるせいか同じレベルになるポイントがあった。(アンテナ固定では無理)Lazy-Hビームの製作資料を公開します。(2エレ2列2段スタック)
ラジエターは1/2λ〜5/8λまでの間で選択して下さい。
ラジエータ⇔リフレクター間隔は5cm前後であれば問題ありません。(10%程度誤差があっても性能に影響がありません)
軽量に制作すればゲインは7-8エレ相当で水平面は広いので、八木やループよりは使いやすい。
【左側がラジエータ、右がリフレクターのサイズ、注意点はリフレクターの設置位置のみ】
Lazy-Hアンテナ、一度は使いたいと思っていた。元々HF用のアンテナとして紹介されていた。
Lazyとは怠け者、やる気がないだが動きが遅いという意味がぴったりだ。
MMANA等で解析ではラジエータの長さを1-2mm動かしただけではゲインもインピーダンスも変わらない。
試しに40MHz周波数を変化させてみたがゲイン変化は少ない。平行フィーダーで給電を行えばマルチバンドアンテナとして使える!
Lazy-Hに反射器を取り付けると下図のようになる
反射器が短いのはラジエターは5/8λとしてゲインを上げている。その後方中央に反射器を配置した。
この放射パターンはこんな感じだが、不要なサイドローブがあり垂直面も広い。
そこで反射器の位置をもう少しラジエータの端へ移動してみた。
サイドローブも抑制され垂直面も小さくなった。
ブロードサイドアレイ系(同軸コリニアも)のアンテナの面白さのひとつはエレメントの配置で垂直面をコントロール出来ることだ。
上の反射器の着いたLazy-Hをスタックすると・・これは某社がかつて販売し一世を風靡した??アンテナだ。
つまり「カーテンビームアンテナ」となる、2エレの4列2段スタックである。
反射器付きLazy-Hの2列のスタックとも言える。
このカーテンビームは同軸コリニアと同じ特徴を持っている。ノイズに強い。
解析では広帯域だったが・・特定の周波数に共振させると同軸コリニアと同じ程度の帯域幅、つまり狭帯域となる。
【単位はdBi、ゲイン以上にノイズフロアも低い】
このビームパターンはブローバンドアレイのエンドファイアー型という良い所取りとなる。
1.2Gならば非常に製作しやすいコンパクト?高利得なアンテナになりそうだ。
今月中に試作して年末の休みに楽しめるように・・休み前までに製作方法を公開する予定だ。
ダウンチルト型の同軸コリニアの欠点を補うものとして考えてきたが、思わぬ結果に行き着いた。
既に430MHzの試作品は完成している。週末にはテストする予定!
Lazy-H(レジーエッチ)アンテナ・・名前は小難しいが平たく言えばダブルダブレットのスタック、2段(同軸)コリニアのスタックに過ぎない。
水平偏波、垂直偏波のどちらで使用しても低い打ち上げ角が得られるためにDX用としてHFで使われてきた。
同軸コリニアばかりを製作している私が手に出すものではない?
と思ったら大間違い。Lazy-Hアンテナはブロードサイドアレーなんだ。同軸コリニアもブロードサイドアレーだ
ブロードサイドアレーとは、エレメントの配列面に対し垂直に電波を放射するものだ。色々おもしろいアンテナが作れる。
八木アンテナは、エレメントの配置方向へ電波を放射する!全く異なる性質を持つ。
Lazy-Hの基本は1/2λのエレメントを両サイドに2本配置しスタックケーブルで給電する。これが下記の写真だ。
(スタックケーブルは300Ωのリボンケーブルを使用した)
【製作したLazy-Hアンテナ】
この形状と似ていることから同一または変形アンテナと思われているアンテナがある。
AWXアンテナ、AWHアンテナだ。これとLazy-Hは形状が似ているだけで全く別物だ。
Lazy-Hの放射パターンを見てみよう!
Lazy-H、見かけは八木とも変わらない・・その上最近WEB上にあるAWHとも同じに見える!(これが誤解のもと!)
しかし下記の放射パターン、八木ともAWX等とも全く異なっている。
同軸コリニアのスタック実験と全く同じ放射パターンだ。エレメント配置方向の90度に放射。
一方、AWXもブロードサイドだがエレメント配置方向に放射されている。
またLazy-Hと比べて高い放射が多く・・私好みじゃない?山岳移動用には向かなそうだ。
ところでLazy-H?何に使うのか?
「東京UHF参戦」
23日は天気も良さそうなので3年ぶりに「東京UHF」に参加しようと思っている。
今回はダウンチルトアンテナテストを主目的として山岳移動5Wで参加する予定だ。
ダウンチルトには大きな弱点がある。地上の山を超えて電波を飛ばせないことだ。
ダウンチルトのポールの下側にLazy-Hを取り付けて尾根筋方向に電波を飛ばす魂胆だ!
上手くいくのやら?また・・寒さで凍えて作戦通りに進展しないかも。
今年は各所のブログでは歴代都外上位局が勢揃い?するようでアンテナテストの場合じゃない??
QROの誘惑には負けそうだが・・・
私もつい最近まで1.2Gの同軸コリニアの再現性を疑問に思っていた。
しかし1/2λエレメント長をマニュアルのサイズの0.5mm、0.25mm以内に誤差を抑えると再現性がかなり確保出来ることに気づいた。
それでも20段ともなると上記誤差を確保するにはエレメントを30本切り出す必要がある。この誤差ならばスタブだけで共振を調整できる。
【同軸コリニア1.2Gの段数について】
・20段以上のキレと利得は魅力だが少なくとも2-3度傾けてローテータで回す必要あり。でなければ手で傾けて信号方向に合わせる?
・通常使用ならば10段以下が使いやすい。それでも交信先に応じ若干傾けるのは変わらない
・8段程度が使いやすいが利得がダウンするのは気になる
・今回はダウンチルトで12段を使ったが若干切れすぎ?(直下の地域が弱くなる?)ダウンチルトこれ以下で十分。
(長七郎山 1579mでは8段程度のダウンチルトで良かったか?)
【製作での補足】
・1/2λエレメントの誤差は最大で0.5mm、位相整合部は39mmまたは38mm
(10本カットして0.5mm以内のエレメントが半分作れれば良しとする)
・マニュアルのエレメント長は仕上がりサイズ(78mm)でカットサイズではない
・エレメント間は少し余裕を作ってショートしないようにはんだ付けする
・最近使っているスタブ=リボンケーブルで調整しても結構クリチカル
・段間にボンド、自己融着を付けて上から熱収縮
(一旦、段間のテープ等も取り付けずに1290MHz付近に共振するかを確認しておく。OKならばテープや熱収縮を取り付けて調整し直す)
以上に気をつければ16段〜20段もリターンロス-20dBが可能
少しは参考になったでしょうか?
今日は久しぶりに遠出をして赤城山へ向かう。前橋に到着した頃は駅前で気温9度。山は氷点下か?
鳥居峠(標高1400m)へ到着したのは10時過ぎ、ベンチでアンテナを設営して1.2Gを聞いてみると地上の交信が聞こえてきた。
陽が差してくるとそれほど寒くはなかった。鳥居峠で1時間ほど運用して思ったよりも温かいので長七郎山へ向かうことにした。
最初は広い登山道を歩き尾根に出てからは比較的細い尾根道となる。尾根を歩いている時は近くの山しか見えなかった。
しかし山頂は幻想的な景色が広がっていた。
【雲海?】
【関東平野を眺める、山の左端が大山、写真中央部に富士山、奥多摩、眼下に前橋市内が見える】
今日は1.2Gの12段ダウンチルトタイプの同軸コリニアと12段通常同軸コリニアを持ってきた。
しかし標高1579mの山頂では12段通常タイプは出番なし。
ダウンチルトの効果は恐ろしい150km離れた横須賀武山移動局(アンテナSRH999)が59-59だったのは驚いた。 12段ダウンチルトのせいか?むしろ直下の群馬局の方が弱い感。 千葉富里局はアンテナを群馬方向向けると全く聞こえなくなり・・栃木方向に戻した 本ブログの読者としばしラグチューモードになった。(正確にRSを表すと50-50だった←正確か?つっこみくる?)その方はJE2SDE局による神津島移動(430MHz)が筑波山方向からが一番強かったので不思議に思って調べ「同軸コリニア」にたどり着いたらしい。
1.2Gの同軸コリニアは製作が難しい!とのお話だったので「加工精度は0.5mm以内」等の話をさせて頂いた。
私も最初は何十本かカットして長さが規定値になっているものだけで使ったりした。
久々の1000mを超える山岳移動だったが、冬季にもかかわらず暖かく神秘的な景色の中で運用出来た。
交信頂いたみなさま、交信に至らなかった方も含め、ありがとうございました
今週は1.2G同軸コリニア、ダウンチルトタイプの総仕上げで14段のダウンチルトを製作した。
昨年の苦労もあって最近は通常コリニアと同等の時間で制作できる。
まずは手軽なVNAのN1201SAでダウンチルトの仮調整を行った。▽が共振点付近が1297.5MHz、十分な特性だ。
最終的にはminiVNAで測定、調整の仕上げを行う。
下の写真の左が通常の14段同軸コリニア、右がダウンチルト14段同軸コリニアだ。見かけは何も変わらない!
調整方法が違うだけ?
昨日7日はアルバイト先へ詰めていたため今日は山でアンテナのテストが出来ない!来週か?
今日は高台にある公園に出かけてふたつのアンテナを一応調べてみた。
下がその様子、同じ段数なのでサイズは変わらない。なのに聞こえ方は全く違った。
【左が通常の同軸コリニア、右がダウンチルトタイプ】
違法局?の交信が聞こえてきた。なぜかダウンチルト側で強く入感する。この場所は見るからにダウンチルトは全く使えない地形だ。
1295.2〜4付近で通常交信が入感していて通常コリニアで55と59だ。
ダウンチルトに切り替えると・・・うーん相当弱くなった。ダウンチルトとして機能をしているようだ。
来週は山岳移動して実験が出来るかな?
偶然にも?
先日1.2Gのダウンチルトを提供させて頂いたJJ1BBY局の関八州見晴台移動が入感していた。
20段同軸コリニア、GP-21、9段ダウンチルトでの比較実験していた。
こちらの通常タイプ14段同軸コリニアを傾けて受信すると50(20段同軸コリニア)、51〜52(GP-21)、55(9段ダウンチルト)の結果だった。
山から同様の実験を行ったことはあったが、自分の製作したアンテナの実験に参加したのは初めてだった。
アンテナを垂直にしたまま動かさない実験であればこの結果は妥当だ。
詳しくは連絡を頂けるだろう。恐るべしダウンチルト??
今日も1.2Gの同軸コリニアの実験だ!
標高140mの実験地では1.2Gの20段はいうに及ばず10段でも近くの山岳移動局には上向きに傾け、遠くの山岳移動局や地上局では下向きにする必要があった。
いずれにせよ下から飛んでくる電波が多い!ならばダウンチルトで解決できる?
とダウンチルトアンテナを製作しいつもの実験地へ向かった。もちろん比較のため通常の10段同軸コリニアも持ってきた。
【9段ダウンチルト同軸コリニア】
まずは不法局と思われる交信を受信。ダウンチルトでは傾けることなく入感する。通常コリニアでは傾けなければ弱い。
次は伊東市局だった。最初は大山反射で51、ダウンチルトは山岳反射には弱い。
次に房総半島向けに変わると59+となる。次はアンテナをどこへ向けたのか?55くらいに落ちる。
相手局が50(RS51)で聞こえる。
通常タイプ10段ではやはり傾けないと相手局は聞こえてこない!
結論:1.2Gのダウンチルトはかなり有効なようだ。
あとは16段程度でどうなるか(もっと良くなる?悪くなる?)を見極めたい!
430MHzで確率したダウンチルトタイプを1200MHzへ展開出来た。
※ダウンチルトは平坦な場所では使用できません。
毎年「関東UHFコンテスト」の表彰はハムフェアの会場で行われていた。
しかし今年はハムフェアが中止となり「関東UHFコンテスト」の賞状と副賞が先週送付されてきた。
今大会は430MHzと1200MHz部門電信電話・電信の入賞局の半数近くが同軸コリニア1本で優勝、入賞していた・・
当研究会にとって記念すべき大会だっただけにハムフェアの中止は痛かった。
で梱包を開いてみると、賞状と盾(これは例年通り)、今回は特別にUSBメモリも入っていた。
私は初めての2位入賞でこれまで手にしたことのない「銀」の盾を手に入れることが出来た。
銀だけは狙って取れるわけでないから・・・
これも交信頂いた皆様のお陰です。来年、また頑張れるかな?