ありがとうって伝えたくって

「同軸コリニアアンテナ研究会」でgoogle検索するとHPをご覧いただけます。研究成果がまとめてあります。

つくば市で実施したアンテナ比較実験の評価

2021年04月18日 20時41分23秒 | 同軸コリニアアンテナ

先日つくば市「子授け地蔵駐車場」で実施したアンテナ比較実験の結果がまとまった。

430MHzの9段と20段の比較結果だ。20段の方が強いだろ!と思ってはいけない。

「エネルギー保存則」で考えると全方向で強くなるはずはない!!

傾向

  • 本アンテナはダウンチルト特性を持っているので近距離(60km以内圏)は20段が強い
  • 60k-80k圏は9段が強くなるようにみえた
  • 更に90k圏を超えると再び20段が強くなってくる
  • ビーム系相手では明確に差が出ないか段数が多い方が弱い

あくまで傾向であって1.2Gでの実験も合わせて評価したい

下図でどちらのアンテナでの受信が強いかを太字で表している、総じて20段がやはり有利に思える

QTH 距離 モード 9段 20段 9段 20段 アンテナ
      UR UR MY MY  
横浜港北区 100k FM 51 53 58 59 3段GP
高崎市 100k FM 58+ 59 57 59+ 7mh 3段GP
東京町田市 90k FM 57 57+ 59 59 X50
入間郡越生町 80k FM 受信のみ - - 59- 59+ -
埼玉みなの町 80k FM 59 59 59 59 6エレ八木
東松山 70k FM 59+20 59 59 59 8mh モビホ
葛飾 60k FM 59 59 59+20 59+20 26mh GP
船橋 60k FM 59+20 59+20 59+20 59+20 17mh 20*2クリエート
杉並区 60k FM 58 54 59 58 8mh 12*2
上尾 55k FM 59+ 59+30 59 59 12*2
鴻巣市 50k FM 53 53 59 59 7mh X7000
春日部市 42k FM 57 59 59 59+ 35cmホイップ
小山市 30k SSB 59 59+20 59 59+20 -
結城市 24k FM 59 59 59 59 8mh 10エレ
水戸 20k FM 51 52 57 58 8段GP
               
QTH不明892m 山岳移動 FM 51 50 51 50 ホイップ

 


同軸コリニア研究会初の合同 つくば市移動(4月4日)

2021年04月04日 19時55分38秒 | 同軸コリニアアンテナ

同軸コリニアアンテナ研究会は設立以来初めて合同移動運用を実施しました。

きっかけは移動用ポールを茨城に届ける予定があり、そこで茨城のコリニアメンバーに声をかけるとOKを頂いたのがきっかけです。

流石に「同軸コリニアアンテナ研究会」の移動運用だけに3人で合計10本ものグラスポールが集結し、半数は10mポールで・・そのうち5本(10mポール3本、7mポール、8mポール)を使って各周波数の同軸コリニアを設置しました。

今回の移動運用の目的は、新設計の山岳用同軸コリニアと地上用コリニアの比較実験でした。

新設計のアンテナをメンバーの一人にも制作テストを行って貰いましたが、やはり通常タイプと異なるために何度も調整をやり直しとのことでした。

さてアンテナの今回のラインナップは下記の通りです。

  • 144MHz9段(旧タイプ)
  • 144MHz9段
  • 430MHz20段
  • 430MHz9段NN(地上用)
  • 1295MHz31段(30段と思っていましたが製作時の呼びエレメントも取り付けていて31段でした!)

(旧:旧タイプの同軸コリニア、NNと記載されているのは新設計の地上用、無印は山岳移動用同軸コリニア

[子授け地蔵駐車場にて]

144MHZはJE2SDE局、430MHzは7N2EUT局、1295MHzは私7K3diwが担当しました

新設計アンテナのメンバー評価はやはり新アンテナとの結論でした。今後は山岳用には新設計のアンテナ提供して行く予定です

昼ころには時折雨がパラつく天気でしたが楽しい移動運用でした。

各メンバーからの詳しいデータが入手でき次第、ブログにアップする予定です


5エレループと同軸コリニアの比較実験結果

2021年03月17日 20時06分52秒 | 同軸コリニアアンテナ

本実験は下記の条件下で比較した結果であって、条件次第では結果が変わることも考えられる

実験で使用したアンテナ 5エレループ、10段同軸コリニア、15段同軸コリニア

  • 5エレループは「グローバルアンテナ研究会」のHPに書かれている通りハンディ機直付で左右に360度回し更に上下に動かしてSが最大を探す
  • 同軸コリニアは給電点を2m前後に固定し、アンテナを傾けてS最大を探さない
  • 標高140mで東北東から北(千葉市方面から丹沢山塊)を望む場所
  • 切替器は2系統なので15段と5エレループで比較した
  • 片方が強い場合は、相手局がビーム方向を変えた、またはコンディションの変化が考えられるので再度もう一方でSを確認する
  • 大事なことを書き忘れたがこの同軸コリニアは新型の「微妙なダウンチルト」だ

では結果を掲載する。両方のアンテナで強かった方を黄色で塗ってある。

15段同軸コリニアでは9勝1敗3分だった。

赤字の地域で両方のアンテナのS差が大きいのは相手局が見通し外(山の陰)にいる。一番わかり易いのは大山北尾根だ。この場所は大山の裏側で直接波での交信が出来ない場所だ。

なのでループを相手に向けてもSは強くはならない。

(50はSメータが触れないが受信できる、-は時々点灯するを表す、+はオーバー)

この結果をプロットしてみたのが下記の図となる

同軸コリニアがS2超えて強いのが、S1-2強いのが、変わらず、ループが強いが

地図上に線が引いてあるのは70-80km圏だ

最初に書いた条件下では15段同軸コリニアと5エレループは圧倒的な差?がついた。

この図では傾向が判然としないが確実に言えるのは見通しがない地域はビームアンテナよりも同軸コリニアが強い(本アンテナを試験して頂いた他の方も指摘されている)

(達磨山局は、関東方向が見通しでないことを見越して富士山にビームを向けていたが5エレを富士山に向けるよりも同軸コリニアの方が強かった)

また10段と15段の信号差はS1程度だったので段数比率と比例していた。(上記結果からS1引き算すると・・勝敗が少し変わる)

以上が無線機直付ループアンテナと15段同軸コリニアの今回の比較結果だ。次は標高の高いところで実験するが・・9エレループにしないと相手にならないか?

そういえばループは正しい方向に向けて上記のSであり、同軸コリニアは向ける必要もない!

それじゃあ、混信に弱いだろ!との話もあるが・・今回の実験では市川市局だけで混信があったがループでも同じく混信していた。

私も初めてアマチュアの免許を取得してから50年たった。無線の変遷の歴史の中で430MHzは携帯電話代わりに使われビックアンテナが林立する時代も確かにあった。

そんな時代ならば無指向性アンテナなんて混信で使えない・・は当てはまると思う。しかし今は時代が全く違う。

時代錯誤の常識を現在に持ち込んでる「魑魅魍魎」のOM達は退散して貰いたいものだ!


5eleループを制作して・・

2021年03月14日 16時04分22秒 | 同軸コリニアアンテナ

山岳移動で皆さんが使用している4エレループを制作しようと思ったが・・

比較するまでもないのでは?と一応5エレを制作することにした。

同軸コリニア10段と5エレループで同等と考えられる。(そんな簡単ではないが)

で、同軸コリニアに鞍替えするまでは相当の数のループアンテナを作ってきたのでエレメントの少ないループならば小一時間??で完成だ

(ボンドの乾燥時間を除く)

帯鋼はどうしたかというと?数ヶ月前にアンテナ試作用に専門工場から手に入れた。購入時ループアンテナを制作する予定はなく4mmx0.6mmを頼んだので「グローバルアンテナ研究会」の帯鋼よりも若干厚みがある。この0.2mmの差は大きくかなり固い感じだ。

価格は1km未満は場合は78円/mでプラス送料だ。1km以上は25円/mとなって1/3以下だ。よって100mの価格と1kmの価格は同じ・・しかし使い切れる自信がなく100mとした

ついでに別途購入したのがワイヤーカッターだ。これを使用すると帯鋼がスパッと綺麗に切断できる。

[ワイヤーカッター、帯鋼がパチリと切断できて気持ち良い!]

土曜日は荒れた天気だったので調子に乗って同軸コリニア2本と5エレループを作った。出来上がりは下記の通り今回はかつての移動運用を思い出して同軸コリニアと比較してみる。

[檜ブームの5エレループ完成!]

日曜日は10段及び15段同軸コリニアと5エレループを手にしていつもの実験値へ向かった。

[10段同軸コリニア]

[現地でループアンテナを展開!直付で使用する]

比較実験方法

ループアンテナ:

・アンテナをリグに直付する、高さは1.2-1.4mで動かす

・受信時にアンテナを360度及び上下に動かしてSが一番強いところでメータを読む

同軸コリニアアンテナ:

・給電点位置は2mに固定

・アンテナを傾けることなくSを読む(アンテナを傾けてSの強い位置を探さない)

共通事項

片方のSが強い場合、もうひとつのアンテナに再度切り替えてコンディションの変化がないかを確認する

・・・結果は次に続く


430MHz 20段同軸コリニアアンテナ完成!(多段復活)ミス修正しました

2021年03月07日 21時47分22秒 | 同軸コリニアアンテナ

2019年から2020年末にかけて山岳移動では同軸コリニアアンテナは段数が少ないほうが良い(8-10段)が持論であった。

更にはアマチュア無線機器工業会の資料で「高利得なアンテナは指向性が鋭くなる。山岳移動では高利得なGPアンテナはなるべく避ける」のが良いと結論付けられている

昨年、ダウンチルト技術を完成させて要望を頂いた局に提供を行ってきた。そこからフィードバックされた情報を元にアンテナの改善を行った。

その結果、山岳移動であっても段数が多いほうが有利なアンテナを完成することが出来た!

それが下記の写真「430MHz 20段同軸コリニア」だ。今回は20段だったが次は40段に挑戦してみるか?

10段との比較ではSで1-3強くなることがわかった。

[8mポールへ取り付けた、430MHz 20段同軸コリニア]

上記アンテナの特性は437.5MHzで共振し下記の特性を持っている。Rs=50は429,430.5付近、Xs=0が437.5付近だ

正にダウンチルトタイプの特性曲線を持っている

「魑魅魍魎」

近年430MHz移動運用では三脚にアンテナ取り付けてリグ直付「ケーブルロス最低限」にして運用される局が殆どだ。

一体誰がこんな迷信を流布した?伝搬の原則はどこ行った?

かつてモービル移動中心だった頃は3エレ八木でも出来るだけアンテナを高くと移動用ポールに取り付けたものだが。

20段のテストついでに実験してみた。下記の写真は433.16MHzの同じ移動局を20段コリニアで受信した際のSの変化だ。

左はSが触れてないS1、右はS3となっている。左は給電部高さが125cm、右は200cmだ。

アンテナ高さは75cm異なるだけだ。つまり75cmの高さの違いでSが3つも違っている!

物知りな方ならばハイトパターンの影響だ!とか意見はあるだろうが実はこれどこの移動地で実験しても変わらない。

アンテナが地面に近いとその影響で減衰が大きいのだ。

三脚にアンテナを取り付けて便利に使う分には問題ないが

失っているものも大きいことをわかった方が良い!このDG-G7は非常にSメータが厳密に6dB刻みで作られている。

75cmのアンテナ高の差でゲイン20dBを失っている!

busy点灯とS3との差は約10dB!Sメータを見れば明白だ。(ミス修正)

「ケーブルロス最低限」かつ「地面影響起因の減衰最大」これが三脚、リグ直付の真実だ!

ま、ループアンテナ信者はこのブログは見ないから書いても意味ないか?

場所やロケ、周波数帯により受信強度が上がるアンテナ高には違いがあります」


1.2G 16段同軸コリニアを制作

2021年02月28日 16時58分46秒 | 同軸コリニアアンテナ

先日のブログで15NNは不良品と断じた。それでも一縷の可能性を感じて2月23日に横浜市南区のみなとみらいが見下ろせる公園で10NNと15NNをもう一度比較してみた。

するとどうも前回と勝手が違った。基本的に15NNの方が良いのだ?どういうことだろう?

比較方法も先日と同じ、リグも同じ・・不思議な感じだ。しかし同軸コリニアを使用して段数による比較を行った局からの報告はやはり山岳地域では段数が多いアンテナほど信号が強いとの報告だった。

正にその結果と一致しているこれが本当の実力か?

この日は偶然にも南極観測隊で有名なJA1AGS局が横須賀の砕氷船「しらせ」甲板からハンディ機でCQを出していて交信することが出来た。

この時の信号も10NNと比較すると15NNはSが3-4強く入感していた!

というわけで

関東UHFでの10NDのアンテナ性能の素晴らしさを感じ、1.2Gでもより遠くへ飛ばそうと

16段同軸コリニア(16NN)を制作した。中心周波数の調整に手間取ったが完璧な出来となった。それが下記の特性だ。

[左が430MHz15NN、右が今回制作した16NN]

ところで上記の特性を持つアンテナに3D2V同軸5mを取り付けて終端からアンテナ特性を計測した(miniVNA tiny)のが下記の図だ。

校正も行わずに計測するとこんな物!

不定長の同軸の影響で双頭の特性に変わっている、また反射波が同軸を戻るときに減衰を受けるため結果的にSWRが良くなっているように見える・・のは教科書通りの結果だ。

山岳移動等で16段同軸コリニアも主戦で使用していこうと思う!


今週は関東UHFです

2021年02月07日 19時54分49秒 | 同軸コリニアアンテナ

同軸コリニア、最近は様々なタイプを製作しており管理のために記号を付与することにした。

現在はというと

NN: 再設計のノーマルタイプ(山岳移動用)

ND:  再設計のダウンチルト

NU:  再設計の地上局用

分かっている自分が見ても仕上がってしまうと外見からはほぼ判断が出來なくなる

これに段数を付けることにした。(ノーマルタイプ10段→10NN)

先日行った1.2Gでの報告ではNNタイプは段数に比例して耳が良くなっていると報告があった。

今日は430MHzで15NN、10NN、9NDのテストを行った。

[9NDに3mの同軸ケーブルを取り付けて確認した]

今回の実験はいつもどおりの基準で実施した。

今回のNシリーズはしっかり垂直に設置しないと性能が発揮できない。なので設置に一番気を使う

各アンテナの比較はSの強弱だけでは全く意味がない。一番のポイントは聞こえるか聞こえないかだ!

・聞こえない局の多いアンテナはすぐに脱落

・上記で判断が付かなければSで比較になるが・・意味がないことが多いので参考程度

実は最初に脱落したのは15NNだった。これ12NNの頃は良かったのだが3段追加したらなぜか悪くなった。

10NNで聞こえる局が15NNで3局聞こえなかったので勝負はあった。

次は10NNと9NDの比較だ。これはほぼ差がないと言えるが見通し外の信号はダウンのほうが上、10NNはオールマイティな感じだ。

関東UHFには15NNで参戦する予定だったが少なくとも今の15NNは不良品と判断。

10NNと9NDで参戦する予定だ!

では皆様、忘れ物さえ無かったら!関東UHFでお会いしましょう

 


10段の方が良い?(標高30mマンションの谷間)430MHz同軸コリニア

2021年01月17日 19時58分44秒 | 同軸コリニアアンテナ

(今週のメモ)

今週は8段と新型10段、新型15段の比較テストをマンションの谷間で実施した

良かった順に書くと

新10段 > 新15段 > 旧8段となる

しかし新10段と新15段の比較は山岳テストを行わないと最終結果は出ない

今回の実験地は特殊な場所なので10段に有利であることは明白

それでもピンポイントで15段が強くなる

10段と15段の1/4の局で極端に入感状況が異なった、10段で聞こえるが15段で聞こえないまたは逆

総じて10段の方が聞こえる局が多かったので上記結果となった

標高の高い、見通しの場所(今回の場所は反射波が中心)では結果が変わるのか?次回確認だ

どちらにせよエレメント数の少ない(10エレ以下)ビームアンテナとの比較は時間の無駄なのでやめ

タイプの違うコリニア及び段数の違いでの差を追求する


新設計の同軸コリニアのテストを行った

2021年01月10日 14時45分42秒 | 同軸コリニアアンテナ

新設計の同軸コリニアの受信テストのレポート。新設計とは・・ダウンチルトとノーマルを組み合わせた特性だ。

使用したのは旧基準で製作してあった8段同軸コリニア、対するは新設計の13段同軸コリニアだ。

2019年に某山頂で比較実験をした際に11段で聞こえる近距離局が16段では聞こえなかった。

目標はこの解消だった。つまり

  • 8段で聞こえる局は全て13段で聞こえる必要がある
  • 更に欲を言えば13段の方がSが強い

(最悪はどちらかで聞こえるのが片方で聞こえないことだ、特殊なアンテナを除けば聞こえない方は即失格レベル

しかしエレメント数が違えば仕方ないが)

[ハンディ機のアンテナコネクタへDC-3GHz対応のリレーを取り付けてアンテナを切り替える]

アンテナを設置し受信中

[左が8段同軸コリニア、右が13段同軸コリニアだ]

さて受信テストだ

取手局が次々に呼ばれるのを聞きながら信号比較を行った。取手局は八木を微妙に動かしなから交信している?またはコンディションの変化かSが動いていた

基本的には13段コリニアの方がSが1-2程度大きかった、また8段で聞こえていた局は全て受信できた。逆に13段で入感する局が8段では聞こえないことがあった。

[1月10日標高30mの谷間]

  8段コリニア 13段コリニア
相手局QTH 取手局 相手局 取手局 相手局
稲城市 52-54✗ 50 54-55 50+
相模原緑区 50-51 50- 52-53 50
三鷹市 51-53✗ 57 53-54 59+
不明 51-52 入感なし 53-54 50-

(上記信号の表記方法

50-   S1だけどギリギリの入感

50+     ノイズはないがSは振らない

✗は時々振れる)

上記の表のように全て段数の多い13段コリニアのSが強くなっている

従来の実験ではこの数字では無かった。双方で強かったり弱かったりだった。この数字を見る限りかなり改善されているようだ。

(上記表だけでなく他の交信でも確認済み)

このアンテナは標高の高い場所でも改善されている。個人的にはMIX(ノーマル・ダウン)タイプ同軸コリニアとよんでいる。

[1月11日埼玉コンテスト]

測定条件:

  • 両アンテナは全方向で受信感度が一番良い状態で設営(基本的には垂直設置)
  • 59+で信号差が不明な局はカウントしていない
  • DJ-G7で受信しSメータと聴感上で比較(DJ-G7はかなり正確なSメータ)
  • 比較するアンテナよりも強い場合、S1強い、S2以上強い
  • 比較するアンテナで聞こえているのに聞こえない場合が「入感なし」

[都心が見下ろせ、富士山全景が眺められる標高140mで埼玉コンテスト局受信結果]

8段ノーマル同軸コリニア   13段ノーマル・ダウン同軸コリニア
入感なし S2以上強い S1強い S及び聴感上も同じ 入感なし S2以上強い S1強い
2 1 3 11 0 6 4
  • 全27局中、16段は37%に当たる10局はSが強かった
  • 13段で受信できる2局は8段では受信不能だった
  • 8段の方が強かった局はなぜか千葉方面、
  • 同じSが41%の11局

やはりこの13段に死角はなくなっているようだ、特に430MHz以上のアンテナでこの手法は有効です

そこでお知らせ

●移動運用中心で同軸コリニアに興味がある方にも良さを知ってもらう

または、研究会のの製作?本当に飛ぶの?と思っている方に1ヶ月程度無償で貸し出します

現在貸出予定のアンテナは430MHz用10段-13段同軸コリニアアンテナです

場合によっては1200MHz10-15段も(1200は手間がかかるので)

希望者は遠慮なく連絡下さい、希望者多数の場合は貸出時期を調整します、詳しくは7k3diwのjarl.comまで

当研究会のHP(←ここをクリック)に製作マニュアルが掲載されています


1.2Gでの同軸コリニア&ビームアンテナのテスト完了

2021年01月09日 18時27分44秒 | 同軸コリニアアンテナ

昨年末から続けていた1.2Gの同軸コリニアのテストが完了した。

1.2Gの山岳移動局に使用して貰いながら仕様・スペックの検討を行った。山岳移動用ダウンチルトと地上移動用の2種類の仕様が確定した。

地上移動用は山岳移動でも活躍出来る。

[左が15段ノーマル同軸コリニア、右が14段ダウンチルト同軸コリニア←12段と思っていたが14段だった]

12段ダウンチルト同軸コリニアは

8エレカーテンビーム12dBi(メーカー製7エレ相当)よりも相手のロケ、方向、アンテナにもよるが最低でも5dBのアドバンテージがあった

また見通し外で海面反射があるロケに対しては8エレよりもS5強くなることが分かった

ビームアンテナはピンポイントでゲインが稼げるが同軸コリニアは、これで360°だ

【8エレカーテン設計図?最適化してゲイン12dBi】

1月2日は厚木市七沢森林公園(標高184m)で1.2Gの8エレカーテンと12段同軸コリニアを切り替えながら受信した

標高が高いと結果は最初から分かっているが・・標高が低いのでちょっと勝手が違うか?

カーテン8エレだけどフロントに向けると59+、サイドになると51だったり聞こえなくなったり、ビームを使っているという気持ちよさ、小気味よさがある

ノイズスレスレの局を探すと千葉方面で51で最大。ビームアンテナは非常に楽しい気がする、はまりそうだ!!

で、ダウンチルト同軸コリニアで聞くと千葉局は51、59+局も同じ・・・回す必要もない??

その後もノイズスレスレの局を8エレで探してコリニアに切り替えるが8エレで聞こえる局は、同軸コリニアで聞こえた。

以上で、ノーマル型同軸コリニアとダウンチルト型同軸コリニアの線引きがどこにあるかがはっきりと分かった。

【守谷事件の顛末】

守谷事件とは標高700mの尾根筋で

こちらのリグでは8エレでS2、同軸コリニアでS0(Sが振らない)の信号を受信した。

当然信号の強い8エレ側で送信したが応答なし、まさか?と同軸コリニア側で送信すると応答あり。

しかもこちらは1Wで相手は10Wだ

この話、大きな疑問が2つある

  1. Sの大きいアンテナ側で呼んだら相手に入感なし、Sの小さいアンテナならば応答あり
  2. S0側のアンテナで呼んだがこちらは10dB出力が低いのになんで届いた??

条件:受信限界を-120dBmとして考える、山岳なので都市ノイズはない

1.より言えること

【双方の受信レベル】

受信限界は-120dBだ

【カーテンビーム側で考察】

12dBiのゲインで-108dBmまで上昇させS2となった(-120dBm+12dB=108)←これは理論通り、計算通り、リグのSメータの測定値と一致している

逆に言えばアンテナゲインが無ければ聞こえていないといえる→守谷局10Wの素の電界強度は-120dBmと断定できる

当局が送信すると10dB低いパワーであるが守谷局は-118dBmで届きギリギリS0だが受信できるはず(-130+12=-118)

しかしカーテンビームの送信では受信できなかった

守谷局は住宅地の地上局なのでノイズのために-115dBm以下の聞こえないとひとまず仮定する

(ここまでは普通)

[14段同軸コリニア側で考察]

カーテンビームでの考察より

  1. 守谷局は-120dBmでこちらに届いていた
  2. これが重要だが都市ノイズのために-115dBm以下は聞こえない

との結論に達した。では同軸コリニアで交信できたプロセスを紐解いてみよう

コリニアはS0入感なので受信レベルは-117dBm前後と言える

カーテンビームとのフロントゲイン差は10dBだ(14段でフロントゲインが3dBしかない。同軸コリニアが10dBゲインが低い)←実はこれは正しい

こちらは10dB電力が低いので守谷局には-130dBmで到達、アンテナゲイン3dBをプラスして-127dBmで到達

これでは守谷局と交信できない。あと守谷局との交信には+15dB必要、しかしフロントゲインでは全く説明できない。

14段はダウンチルトタイプだ。ことによると80km先では+15dBのゲインがあったとしか思えない

次回は同じ場所でノーマル同軸コリニアと比較すれば結論が出る。

山岳移動で最近はビームアンテナ(15エレ以下)との比較が多かったが正直比較するまでもなく山岳専用コリニアの

相手にはならなかった。

(何度も書くがノーマル同軸コリニアは15エレスタック並の耳を持つ、ダウンチルトは平野が120°以上見渡せる場所で有効です)

今後は同軸コリニア同士での比較実験を進める予定だ!!

そして結論はダウンチルトの弱点補完のためにノーマルコリニアを使用することとする

(標高2-300mでは??以上では)

もうひとつ結論:

異なるタイプのアンテナはフロントゲインで比較しても意味がない可能性あり

フロントゲインで交信できるならば守谷局と8エレで交信できる?


1.2G同軸コリニア&Lazy-Hビームの最終テスト(結局、非常識な結果となりました)

2021年01月04日 08時43分14秒 | 同軸コリニアアンテナ

すでにメーカー製コリニアとダウンチルトの比較実験も終了しており、同軸コリニアと8エレカーテンビームの比較実験の最終章だ

丹沢の前衛にある標高700mの尾根筋に出かけた。

今回も使用したのは

  • 12段同軸コリニア(ダウンチルトタイプ)←電測結果では4-5dBゲインが低い
  • 8エレカーテンビーム(11.72dBi) ←新しいアンテナ完成時は電測を行い解析値と同等の性能であることを確認している

各アンテナから切替器へ3DFB 1mを接続して条件を同じで測定した

【12段同軸コリニアと8エレカーテンビーム】

前回の記事で同軸コリニアに対し入感がなかったと書いたが同軸切替器の不具合だったようだ。

途中までは動作していたがその後おかしな動きになっていたようで修理をした。この切替器はハンディ機のSMAコネクタに直結するタイプだ。

DC〜3Gまで使用できるリレーを使っている。修理した切替器で2つのアンテナのSを確認してみた

12段同軸コリニア(ダウンチルト)と8エレカーテンビーム比較結果

結果概要を書くならば

  • 10局中9局で同軸コリニアの方がSが1-5強いことが確認できた(平均的には2強い)

相手局も同じ変化であることを確認。但し

  • 1局は同軸コリニアで50(Sメータの降らない51)、カーテンビームで51-52となる(ところが・・・別途書く)

特徴的なレポートを紹介する

  • 茅ヶ崎局 同軸コリニア 59+   カーテンビーム 55

この局はアンテナ実験を聞いて頂いていて詳細にレポートを頂いた。同軸コリニアは基本的にSは変わらず。カーテンビームは向きが変わると弱くなったり、聞こえなくなったりするとのこと

コメント:実は茅ヶ崎との間には山があって見通し外。ダウンチルトコリニアの真価は見通し外で発揮される

  • 他各局

同軸コリニアの方がS2-3強かった。S1しか違わない場合もあった

ほとんどの局は八木が強いに決まっている!との予想だった!

  • 守谷局

この局では不思議な現象が発生した。こちらでの入感状況は

同軸コリニアで50(Sメータの振らない51)、カーテンビームで51-52

相手局からのレポート

同軸コリニアで50(Sメータの振らない51)、カーテンビーム入感なし

これは衝撃的な状況だった。ビームアンテナを向けると強くなったので呼んだら聞こえないというのだ。

ノイズ混じりだけど同軸コリニアならば聞こえるという。

結論(山岳移動かつ私見)

  1. 1.2Gを運用される方は同軸コリニア以外の選択肢はないと考える(勿論、ダウンチルトならばベスト)
  2. フロントゲインが低い同軸コリニアの方が送受とも強いことが判明した

解説

1.の結論の背景、解説

・GPとビームアンテナ間では【守谷局】でのような現象が報告されている事

呼ぶ側がGPの場合、こちらで完全に聞こえてる相手に「呼ばれてるのはわかるのですが・・」と相手には聞こえない経験は私にもある

・仮に10エレ以下のビームのSが同じだとしても同軸コリニアは360°そのSで受信できている

(ビームアンテナ好きの方は言うだろう!それでは混信に弱いだろう!これは好みの問題?1.2Gはほぼ混信なし)

2.の結論の背景、解説

ホームでは見える範囲で反射が発生し主力は直接波だが

山岳移動では見える範囲も広く、かつ高低差も大きい。反射とひとことで言っても非常に複雑だ

ビル反射、地面反射、海面反射、山岳反射

コリニアはゲインが低いが反射波や直接波を合算してSを形成する

結果フロントゲインの高いビームよりもSが大きくなる

ダウンチルト

ダウンチルトタイプはどこでも使用できるわけではないので通常タイプのコリニアで問題ない

(但しダウンチルトタイプは通常タイプよりもS2は強くなる)

ダウンチルトタイプは同軸コリニアを使い慣れている方かつ山岳移動局には評価をお願いし同時に制限事項を伝えて頒布の形をとっている

(現在提供している2局の山岳移動局からも市販のGPよりもS2から3強くなったとのレポートを頂いている。また市販GPでは全く聞こえないハンディ機が52で聞こえたとの報告も頂いた)

以上は山岳移動局&山岳局へ対する強いメッセージであり地上局(標高200m以下)は伝播の主力である直接波に対する設備を考えればよいか?

また守谷局との間で何が起こったのかを考え検証するのも楽しいと思います、皆様のコメントをお待ちしています

最後に

あけましておめでとうございます、本年も宜しくおねがいします


1.2Gカーテンビーム第二段

2020年12月20日 22時57分34秒 | 同軸コリニアアンテナ

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?


10段コリニアとカーテンビームで比較実験

2020年12月13日 20時41分22秒 | 同軸コリニアアンテナ

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アンテナを製作した

2020年11月21日 18時23分10秒 | 同軸コリニアアンテナ

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

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・・・


1.2Gの同軸コリニア製作について

2020年11月16日 22時26分32秒 | 同軸コリニアアンテナ

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?