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2013年6月30日 (日)

14~28MHz ギボシ切り替え方式5バンド3エレ八木完成(一応)

Ant0630

6月の週末をほぼ使い尽くして、ついに完成しました。

今日は最終工程の14MHzの調整を行いました。14MHzは先端をベントさせるので、若干計算どおりに行かなかったのですが、現地でMMANAシミュレーション&再修正して、なんとかバンド内の共振点(若干高めの14.230MHz)において54Ω+0jまで追い込みました。

このアンテナの特徴は、
 ・50Ω直接給電(マッチング回路なし)
 ・ギボシによるバンド切り替え
 ・エレメント支持材に釣竿を使用し、軽量(4.3Kg)
 ・利得とFB比は出たとこ勝負
となっています。なお、ブーム長は短めの3.9mです。
(アルミパイプ3本継ぎ。当初市販の物干し竿を使うつもりだったのでこの長さです)

ギボシによるバンド切り替え方式のアイディアはJL3LSFさん、釣竿やアルミチャンネル+ロックタイを使ったアンテナ構造はJN3TRKさんのアンテナを参考にさせていただきました。この場を借りてお礼申し上げます。

■製作の苦労話

「じゃあ、お前が苦労したところはどこか?」と言われれば、「なるべく給電点インピーダンスを50オームに近づけるための寸法決め」になると思います。

というのも、狙った周波数で同調かつインピーダンスが50Ω近くなるようにMMANAで寸法を決めても、実測するとかなりずれたところで同調してしまったからです。たとえば、28では28.475MHzで53Ω+1jくらいになるように作ったつもりが、実際は27.37で62Ω+0jとなった、などです。

それで最終的にどのような方法をとったかというと、

(1)まずMMANAで素直にシミュレートして一度作ってみる。そしてそのときの実際の同調周波数(必ずしもうまく同調しない場合もあるので、実際にはSWR最低点を同調点とみなす)と狙った周波数のズレΔfを各バンドごとにメモする。

(2)狙った周波数にΔfを足した周波数で同調するようにMMANAで再シミュレートして寸法を決め、作り直す。

(3)あとは(1)(2)を繰り返す。
というものです。
MMANAのシミュレートではエレメント間隔を固定し、エレメントの長さだけ最適化を繰り返しました。エレメント間隔は、5バンドのちょうど中間である21MHzを基準にし、Ra-Ref間=0.15λ程度、Ra-Dir間=0.1λ程度としました。Ra-Ref間を広めにしてあるのはインピーダンスを高くするためです。

■利得とFB比

これは実測するのは大変面倒そうなのでやっていません。アンテナを振ると、どのバンドもまずまずサイドは切れます。バック方向に若干ヌケがある程度です。MMANAのシミュレーションではこんなすばらしいビームパターンで信じがたいのですが、一応載せます。
24MHz
28
24MHz 
24
21MHz
21    
18MHz
18
14MHz
14
■今後の予定

28と24は、まだシミュレーションに慣れない時期に寸法を決めたので、インピーダンスが50オームからかなりずれています(30オームとか68オームとか)。もう少し チューニングするかもしれません。

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コメント

大変ご苦労さまでした。
当初マッチング方式で心配されていましたが、見事にZaを50Ωに調整され、良いものができましたね。
これから益々成果が楽しみです。

完成おめでとうございます。
私のはヘアピンマッチで広範囲に対応していますが
シミュレーションを駆使され、FBな仕上がりですね。

自作アンテナでパイルを抜く快感は最高ですよね
ちょっと目立つけど、思い切り移動運用しちゃって下さい。

LSFさん、TRKさん

エレメント間隔が固定でも、エレメント長をうまく調整すれば、各バンドで50Ωに持っていけるというのはちょっとした発見でした。

何事もやってみるものだということと、八木アンテナの懐の広さ(最適解がひとつだけ、というわけではない)を感じた次第です。

今後はこれで成果を出さなけれないけませんね。

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