430MHz用3エレ八木に熱中？

数年前に作った「Hヘンテナ」群、同軸コーリニアと共に密かに活躍している。

普通は6eleを使うのだけど山岳移動では切れすぎの感。普段が同軸コリニアなので当然といえば当然だ。

そこで軽量で切れの悪い3eleHヘンテナを設計してみた。

設計方針は●軽量　●ハイゲイン　●水平面がブロード（回すのは大変だから）

軽量ということで当初1.5mm程度のアルミ棒で設計したが思ったようにゲインが上がらない。やはりパイプの方がハイゲインになる。

また0.5mm厚のパイプならば棒よりも軽量だった。

最終的には8mmアルミパイプ、ブームをアルミ角パイプとし接着材で固着した。

余分なビス、冶具もなくアンテナ本体は58gと軽量に仕上がった。

設計仕様は下記の通り

SWRの低い範囲は非常に狭い。これでは市販できないだろう。

試作時は木のブームにエレメントを取り付けてテストを行った。

3eleでも切れはかなりのものでS9の信号が聞こえなくなる。こりゃ切れすぎだ！と思ったが・・

スタブ調整で共振周波数も動いたが特性を実測した。解析時のSWRカーブとは同じ傾向？

軽量なので3eleHヘンテナはグラスポールにテープで直付け出来、同軸のテンションで水平を維持できた。

今後は反射器をグラスポールに直付けする予定。

【実際のテスト風景、8段コリニアの直下に3eleを配置した】

流石に当日は日曜日だけあって430MHzバンド内は賑やかだ。3eleHヘンテナは東北東向けで都下や千葉方面が良く入感する。

同軸コリニアでも聞こえるが信号強度はやはり3eleHヘンテナが上だ。また同軸コリニアは8段だけど少し動かすだけでS1がS4になったり下がったりする。

これは地上でも相変わらずだ。144MHzでは8段程度ではこれは起こらない。

【同軸コリニア局発見】

この日偶然にも16段コリニアで逗子市から運用している局を発見。（もちろん当研究会提供の430MHzの16段コリニアだ！！）

【やはりそうか!】

逗子は南西方向だ。ところが一番信号が強いのは東南東という不思議。この方向ならば59+だ。約120°方向がずれている。

つまり直接波(51)による通信よりも反射波(59+)の方が異常に強い。

今更気づいたのだが同軸コリニアも東に少し傾けるとSが1から4に上がっていた。

最初は何かのビル群反射かと思ったけれど・・地図で確認すると東方向は東京湾が北東から南東に広がっていた。

つまり、何度も紹介しているが・・多段同軸コリニアによる海面反射と断定できた。

なので同軸コリニアも海側に倒すと信号が上がったのだ。

同軸コリニアは面反射を上手に使って交信を組み立てる必要がある。

この点が八木系のアンテナとは異なる点だ。

さて本題の3eleHヘンテナは最低2段スタックにして使う予定だ。

6mのHヘンテナ完成！！

久しぶりにHヘンテナの調整を実施した。実は、MMANAを使って設計したのだが残念ながら設計値通りでは思った周波数に共振しなかった。

設計したHヘンテナは、RefからD1の間隔が2.1m、RefとRad間は0.63mだ。

（Refは3m、Radは2.8m、D1は2.7m、7mm-8mm（1m）-7mmパイプの接続）

このアンテナの設計値、パターン及び利得は下図の通りで最大利得は50.4MHz付近で9.3dBiだ。

コンパクトサイズで高利得な設計だ。測定器があって目的周波数がはっきりしているから専用設計出来るのが自作の強み。

という事で放置していたアンテナの再調整を行った。目的は週末に近づいた全市全郡へ向けてだ。

まず、HヘンテナにUバランを取り付けて動作を確認してみた。

すると下記の図の通り62MHz付近で共振していた。

そこでコーリニアアンテナや430MHzのHヘンテナで使ってきたオープンスタブを使って同様に調整することにした。

6mのアンテナなのでスタブ長が長くなるのでは？と思ったが、25cmから始めて15cm程で調整が完了した。

利得を最大限にしたチューニングした割りにはSWR2以下の帯域幅も2.5MHzあるようだ。VU帯でショートスタブを使用したが調整はカットするだけで簡単で思ったよりも短い（2mでは5cm程度、430MHzでは1cm程度だった）、その上帯域幅もかなり広くなる。

これで全市全郡へ向けてマッシグラ！！と思ったが・・

土曜日の午後から雨では、山岳移動が出来ないなあ！

ま、アンテナ調整が完了したので良しとしよう。

弘明寺でアンテナテスト 6月19日

日曜日、久しぶりに新たに製作した「8eleHヘンテナ」を持って移動運用へ出かけた。

このアンテナは、まだ試作中ではあるけど、最終形に近い。

1.MMANAで設計する

2.設計値に従って各エレメントを切り出す。

［パイプカッターと0.5mm厚8mmアルミパイプ］

3.ブームにエレメントを取り付けて、ラボのVNAで測定する。（屋内だ）

4.設計値と実際の周波数のズレを修正して再設計する。（つまり1.へ戻り繰り返した。）

エレメントを長くすると、周波数は下がりすぎ・・カットすると上がりすぎる。で、どうにか430-434MHzくらいで

使えるようになった。それが下記の特性だ。

［ラボでの測定値、440MHzでRLが最大。430.0MHzでSWR2.0程度］

アルミのC型チャネルにクリアクリップを接着してエレメントを取り付けている。

写真にある通り、山岳移動用なので8eleで220グラム（試作時）だ。これならば、メーカー製よりも軽いぞ。

というわけで、展望台にアンテナを設置した。土曜日は、夏の気温だったけど、日曜日は曇っていて風もあり、

移動運用としては比較的に涼しく、気持ち良く運用が出来た。本来ならば富士山も丹沢もくっきり見えるが

雲に隠れている。

［今回試作したHヘンテナ］

給電部は、Uバランだ。最終的には、同軸スタブを使って虚数部を整合させる予定だ。

［Uバランを使った給電部］

アンテナを上げてVNAで測定すると下記の結果となった。

［使用状態での測定値］

屋内のラボでの測定値とほぼ一致している。Uバランの位置を調整すれば同じになるだろう。

さて、公園でアンテナをあちこちに向けながら性能を確認する。常用しているコーリニアとは、全く異なる感覚だ。

弱い信号は、少し方向を変えるだけで、聞こえなくなる。フロントで交信して、サイドにアンテナを振ると

モービルが59で飛び込んできたりする。

この設計時のパターンは下記だ。FS比は少なくとも15dB以上あるので上記の現象も納得だ。

さて、更に試作を続けて、良いアンテナを作っていきたい。

Hヘンテナ新作 9ele

三宅島で、Hヘンテナがソコソコ活躍したことに味をしめて、今後の移動運用に向けた新作のアンテナを設計した。

コンパクトで、利得の大きいものと、欲張りな希望を元に一次設計を完了した。

全長1370mmでフロントゲイン14dB超だ。スタックでは、17Db超となる予定。

【設計データ】

最初は、自分でエレメントを配置しアンテナ特性を確認し、エレメント間隔とエレメントサイズを調整した。その後、MMANAで最適化をかけて、更に再度マニュアルでエレメントサイズを調整し、また最適化を繰り返した。

結果、下記の外観のアンテナとなった。明日以降に試作して実際の特性を測定してみることにする。

【設計データ、エレメント配置と電流】

アンテナパターンは、下図の通り。利得優先で最適化をかけてある。

スタック時のパターンと利得。

三宅島に行く前に製作しておけばよかった。さて、次はこれを抱えて、どこへ出かけようか？？

VNAで確認したHヘンテナ

B型のインフルエンザは、大して高熱（38度以内）も出ない、咳も出ない、頭痛も殆どない・・

その割には、体力の消耗が激しく、インフルエンザから5日目の3月30日に所用で外出した際に、自分のバイクを移動させたらその後、気持ち悪くなって動けなくなってしまった。

さすがに、今週に入ってからは、やっと体力は90%くらいまで戻ってはいるが、まだそんなもの？

体力回復でしばらく、使っていなかったVNAで手持ちの自分で設計した5ele Hヘンテナの特性を調査してみた。Uバラン自体の特性が今ひとつなので、「どうかな？」と思った。

Hヘンテナの設計データは、これ。

結果は、下記の通り。Hヘンテナの給電部を移動させると、ピンポイントでリターンロスが大きく改善される位置があった。

439.77MHz付近でリターンロス　ほぼ60db！！（計算では432MHzへ同調しているはずだけどな・・）

但し、屋内での測定で、周りにいろんな物が置いてあるので・・不正確な面はあるが。

現在、新たなケーブルの入手中であり、新たなUバランを製作した上で特性を再確認する予定。

それにしても、アンテナ性能を視覚化出来るVNAとは、良いものだ。

［VNAの測定データをダウンロードして詳しい結果を確認した。］

新しいアンテナを設計した（6m用Hヘンテナ3エレ）

久しぶりに、1エリアから6&Downコンテストに6mで参戦しようかなと、新たなアンテナを設計した。

6&Downコンテストは、これまで必ず雨に遭遇している。なので、得意の山岳移動が出来ない事が多いけど・・

今年は、山岳移動を目論んでいる。雨も気になるけど、18時間の戦いで使用するバッテリーが何と言っても課題ではある。

さて、どうするか？

アンテナは、移動予定地にあわせて、少し軽量のものを使うことにした。それでも、この時期は、Eスポも出るので、高い打ち上げ角の放射もあるものを考えてみた。

更に、山岳移動での取り回しも考えて、回転半径1m程度を考えた。それらを勘案した結果、全長2mの3eleHヘンテナ（free　8.96dbi）に落ち着いた。

[Hヘンテナの電流分布]

いつもは、FB比を比較的少なめに設計するが、今回は、1エリアに近いので、アンテナ西向き時の被りを少なくする為にFB比を最大に取った。

結果、下記のパターンとなった。

[リアルGNDでの解析結果。利得もメーカー製くらいにはなった。]

さて、6&Downコンテストは雨に降られないのだろうか？

新型アンテナ実戦投入か？

7月から会社の仕事が夏時間に移行した。終業は16:15だ。時間を持て余すかと思っていたが、早めに寝て、睡眠時間が増大？

毎日、寝てばかりともいかないので、先日の6m2eleのHヘンテナを山岳移動用に、無指向性に近いものに設計しなおした。

シングルでは、不要な打ち上げ角が増えるので、スタック化してそれを防ぐ。

実は、このアンテナの基本設計は、ブログを通じて交流が始まった局からアイデアを頂いたもの。

それを参考に自分の移動地の特徴に合わせてエレメントサイズを変更し、下記のパターンが得られた。

よーく見ると片側に放射が偏っている。神奈川東部の山岳地帯での運用に最適化してある。

これは、Hヘンテナなのだが・・僅かなエレメントサイズの変更で変幻自在な放射パターンが作れる？

6mのポールに1/2λでスタック化して、この性能を試す予定。

今年の荒川・多摩川コンテストで実践投入予定だ。楽しみ。

先日作成した2eleとの比較結果は下記の通り。

利得は3dbほど低下しているが、全方向が入感するようになっている。アンテナを回さずに交信出来そうだ。

2eleでも切れすぎる

今回、サマーコンテストで使ったアンテナは、自作の2eleHヘンテナだ。

出来るだけFB比を落として再設計した。しかし、サイドは、きっちり切れているようだ。

コンテスト後の交信で試してみたが、2eleでもサイド51の信号が、フロントに向けると59+まで上がってくる。

［出来るだけブロードなパターンとなるように設計した。2eleとしては、かなり高利得？］

これでは山岳移動で出来るだけ多くの局と交信したいのに、目的が達成出来ない。

今回のHヘンテナは、エレメントの間隔を狭くしてみた。帯域は狭くなるが、高利得となる。

先に設計した4eleHヘンテナも、今回の0.53mの方が利得が高くなる。

エレメント長は2.8mと2.88mだ。本当に微妙なエレメント長だ。

下から見上げるとリフレクター、ラジエーターの区別はつかなかった。のみならず、

SメータではFBすらも微妙な差だった。（←本当に設計通り）

FB比を上げるならば、リフレクターを2.96mにすると良い。

ところで山岳移動用アンテナは、やはり、某局の提案通りにトライアングルの無指向性アンテナを投入するしかないか？

制作して、山で実験をする予定だ。でもいつになるやら？？

100均材料でHヘンテナ補修

今日は移動運用にと思っていたけど、雷雨予報、来週の6m&Downコンテストの準備で移動を諦めた。

今の所、今週末の予報は曇りまたは雨。やはり山岳移動は無理か？と発電機の準備を始めた。

オール神奈川コンテストでは、移動地選定を誤ったが、今回は！！大丈夫か？

6mでの参加を予定しているので、4eleHヘンテナの傷んだ部分を修理した。

［100均で手に入れた補修キット？］

Hヘンテナは、光モールの0.5mm厚の7mm、8mmパイプを使って構成している。

8mmパイプに7mmパイプを差し込む。他の組み合わせも考えられるのだけど、この径が差し込むのにはピッタリだった。

［Hヘンテナ組み立て前］

このHヘンテナは、F9FTを超える性能を目指して設計した。もう少し、狭帯域にすれば利得は向上する。

※「Hヘンテナ」のカテゴリーをみて下さい

Hヘンテナとアンテナ自作の勧め（自分の覚え書）

最近は、山岳移動がメインとなっているので、自分でアンテナを製作するようになった。

移動用のアンテナとして一般的にはRADIX、ダイアモンドのVUの八木がよく使われる。

私がかつて使った感想としては、

RADIX　　　　　小型で性能は良いけれど、必要以上に重い点が気になった。

ダイヤモンド　　　非常に軽くて良いのだけど、逆に壊れやすい。部分的な修理が難しい。

ということだった。そこで、自分でアンテナを設計することで、目的に合致して、高利得、軽量、修理自在なアンテナを作ることにした。

もちろん、これをアルミ部材で製作すると世界に一つの自分専用の固定用アンテナが出来るが、私は加工工具を持っていないので実現してない。

【アンテナの設計】

アンテナ設計には、MMANA-GALを使用した。

最初は、再現性が心配だったけど、何本か作っていくうちに「エレメントデータ」と「パイプ径」さえ正しく入力出来れば非常に再現性が高いことが判明した。

今では、気楽に設計できるようになった。

初めて設計したのは、2011年12月の6mのOWAアンテナだった。しかし、その後、エレメント数の割には利得が高くとれるHヘンテナの存在を知りVUの八木は、全てHヘンテナとした。

その経緯は、50MHz設計に詳しい。

【軽量化とメンテナンス性確保】

軽量化とメンテナンス性の両立を狙って、ブームには「桧材」、エレメントクランプには目玉クリップを使っている。

【エレメントの軽量化】

光モールの0.5mm厚のアルミパイプを手に入れている。肉薄なので耐久性は今ひとつだけど35g/本程度だ。ただ、ぶつけたり落としたりするとすぐに変形してパイプに差し込めなくなる点はある。

6mのアンテナのリフレクタ(300mm前後)では、3本接続で100gと非常に軽量である。

また、2mではこれをエレメントにするだけなので、4エレで150g以下となる。

入手先は、Monotaroで、光モールの0.5mm厚の8mm,7mm径のアルミパイプが一番だ。

ちなみにアルミパイプは250円/本前後、桧材は、100円/m程度だ。

【メンテナンス性】

エレメントクランプは、目玉クリップを使用している。それでも強風下の耐久性もかなりなものだった。

ここを見るとクランプの概要が分かる。→　430MHz設計・製作、基本編

CW、通常交信、コンテスト用のエレメントを設計することで、目玉クリップへ挟み込むアルミパイプを変更し状況に応じたアンテナを簡単に用意出来る。

いずれにしても、簡単に修理が可能だ。

【自作の勧め】

以上のように自分の目的に合った軽量な移動用アンテナが設計出来る。

430MHzのアンテナ　5エレならば簡単に作れる　→　430MHz完成

一度、チャレンジしてみて下さい。

【Hヘンテナの設計と製作】

基本編　50MHz設計　144MHz設計　430MHz設計・製作（最終形の組み立て方法）　430MHz完成、弘明寺公園でテスト

新装Hヘンテナのエレメント完成 9月29日

先日届いたアルミパイプを使って、Hヘンテナの補修を行った。

エレメントが変形して、差し込めなくなったからだ。

そこで、エレメントを設計値にカットし、エレメントを差し込んだ際のストッパーを取り付けた。

ストッパーは、タイラップをつけて、それをエポキシボンドで接着した。

拡大すると、こんな感じだ。

最初にボンドで位置決めして、その上からエポキシボンドで固着した。

この部分を8mmパイプに差し込む。

右4本がブームに取り付けるエレメント。左8本が真ん中から順にリフレクター、ラジエーター、ディレクター1,2だ。

今回設計値を見直して、狭帯域にしてフロントゲインを0.4DBi大きくした。

このアンテナで御蔵島移動と全市全郡に参加する予定だ。

届いた・・・

 家に戻ると、荷物が届いていた。本日到着したものは、長物だ。アンテナ？？

ほぼ正解。

中身はというと光モール製造の7mmと8mmのアルミのパイプ。

元々、「光モール」のオンラインショップで販売されていた。しかし、オンラインショップがなくなりMonotaroで購入するようになった。

この7mmと8mmのパイプは、ピッタリ差し込めるので、自作軽量ビームアンテナにはもってこいだ。

但し、肉厚が0.5mmなので、ちょっとした事でパイプが変形して差し込めなくなることもある。

これを使って、破損した6mのHヘンテナを再生させる予定。

購入したのは、7mm径を20本と8mm径を10本だ。

4eleヘンテナ、2本を作れるぞーー

10月26、27日の御蔵島で活躍させるぞ！！！

好天に恵まれることを祈る！

Hヘンテナに関する、過去の記事は下記のとおり。または、Hヘンテナカテゴリーを見てください。

設計編

製作編

実践編

430MHz Hヘンテナの設計完了

430MHzのHヘンテナの設計が完了したので最終のサイズを掲載する。

元々、5eleで設計して、それに2eleずつエレメントを増加させた設計となっている。

この図の5,7,9eleのサイズでアンテナを作れば、そのまま使用でき帯域幅と利得は、そこそこかなと思っている。

軽量化をすれば、9eleでも400g以内に収まるはずなので、徒歩で移動運用を行う方は試してみては。

下記に利得、パターンを入れてある。

まとめると

5ele Hヘンテナ

利得：11.88dbi　FB比：8.68db(432MHz) 　全長　820mm

7ele Hヘンテナ（ここ）

利得：13.43dbi　FB比：10.41db(432MHz) 　全長　1450mm

バックもよく抜ける設計になっている。実際の交信でもバックの電波をドンドン拾っていた。フロントとバックが区別つかないかも？？

9ele Hヘンテナ

利得：14.74dbi　FB比：12.76db(432MHz)　  全長　2050mm

となった。最大利得は、435MHz付近で0.2dbi程度増加する。

今後の設計方針

山岳移動用のアンテナなので、9エレのブーム長2mが限界と考えている。

ゲインアップは、5,7,9エレのユニットを使ってスタック化を考えていく予定。スタック幅は、1.5λ取ると3dbi以上のゲインアップが予想される。

取り回し易さで考えると、5エレのスタックがベストか？

9ele Hヘンテナ

7ele Hヘンテナ

【9ele x 2のスタックにすると】

【9ele x 3のスタックにすると】

山岳移動では、これが限界だ。関東UHFでこのアンテナを試そうか？

 

【7エレHヘンテナ】

【9エレHヘンテナ】

弘明寺移動運用 12月9日

昨日作ったアンテナを弘明寺公園で試してみることにした。

しかし、天気はよかったけれど展望台は風が強かった。風が収まってきたのは、日が地平線に近づいてからだった。

寒さ対応の完全装備で弘明寺駅へ出かけたが、50Lのザックで弘明寺公園だから・・異様な姿だ。

さて、7ele Hヘンテナの性能をまとめてみると

Gain   13.5dbi

Gh      11.35dbd   , FB比　9.79

（これは、RADIXのRYシリーズの9eleに近い数値）

☆ヘンテナの良い点は、なんと言っても給電部が簡単に製作でき、マッチングが簡単なことに尽きる。Uバランを上下に動かすだけ。

【みなとみらいへ向けたフルアップ前の7エレヘンテナの全容だ↓】

いつものように、コーリニアも展望台の片隅に設置した。

両方を切り替えてアンテナの比較をしてみた。

方向を合わせると、やはりHヘンテナの方が格段に聞こえが良い。平地では、こんなもの。

コーリニアが不調なのか？

果たして山ではどういう結果になる事やら？

本日の主な設備は、IC208、20AHリチウム電池、2.7AHリチウム電池、パソコン、7eleHヘンテナ、14段コーリニアだ。

運用バンド：430MHz　7eleHヘンテナ　出力10W

交信局数：15局

移動地：横浜市南区弘明寺公園

その他：夕方まで風が強くてHヘンテナが風圧でグルグル回った。仕方なくロープで固定しながら必要に応じて回した。

交信頂いたみなさん、ありがとう。

また、交信に至らなかったけど呼んで頂いた皆さん、ありがとう

430MhzのHヘンテナを設計・テストする

50MHzのHヘンテナの成功に気を良くして、ついに430MHz用のHヘンテナの設計を行った。

最近は、コーリニアだけでなく、少しはビームアンテナも使ってみようと思っている。

設計方針は、ワイドスペースの高ゲインタイプだ。帯域幅が若干狭くなるが影響はない。

あまりブームが長いと持ち運びと取り回しが大変なので1.5m以内を目指した。計算の結果、7エレが丁度条件に当てはまった。

見ての通り、フロントゲインは13.43dbi(free space)だ。7エレとしては十分な性能か。

またまた、FB比は少なめに設定した。

いつものように、桧のブームにクリップをタイラップで固定した。エレメントの平行を確認してからクリップ、タイラップを瞬間接着剤で固定した。

アルミパイプは、0.5mm厚なので軽くて固定力も十分で、よほどの荒天でない限り、問題ない。

アルミパイプとクリップを固定したブーム。

組み立てると、下記のようなエレメント配置だ。結構、不思議な並びかも。

この寒くなった夜に少しだけ受信実験をした。よい切れだったし、土曜の夜は、こんなに局いるの？って状態に聞こえた。

このアンテナの重さは、給電部を含めて250gで、山岳移動も問題ない。

さて、明日は、どこかへ出かけて本格的に通信実験だ？