アマ無デビューから今

アウトドア大好きで現場のオモチャにしようと、半年前（2020/7）アマチュア無線呼出符号をとった。移動局は50W制限があるので3級で我慢した。

自宅は横浜の宅地、標高が市内最高レベルなのでロケ抜群、が、マンション自治会のあれこれがありアンテナ出せず。ホイップ、144/430八木をリビングに置きしょぼしょぼと始めた。でもローカルに古典的で色眼鏡な御大がいらっしゃり自主避難、移動に徹することにした。

移動地でコンテストをちょっといじってみた。上位狙うにはロケ以外アンテナがキモなことを知る。ネットを見まくり自作を始める。自宅リビングが工場、組みやすさと調整と部材再利用性を追求したらアルミプロファイルにたどりつく。これを使う制作事例はネットに皆無、手探りしながら新世界をこじ開ける。

以降、コンテスト参加毎に新作アンテナを用意。コンテストがアンテナ試験場となった。JARL、民間主催のメジャーコンテストに開局半年で７つ参加、海外のは３つ参加。100QSO/Hをコンスタントに出せるようになり、勘所が分かってきた。V/U/SHFはビームの不感ゾーン、マルチパス、ノイズフロアの低減、ハイトパターンの動的活用など。HF国内は打上角を選択できること、海外は低く抑えること。あとは根性！

参考書籍で何があるか分らずネットでアンテナ設計を勉強してたら面白いことに気づいた。性能見るときdbdとdbiをごちゃまぜで評価してる例や、メーカーも意図的と思えるほど基準単位を隠すのがある。クワバラクワバラだ。あと、どこと交信できたを指標にしちゃう例がとても多い。これって対象物の最適条件下の同時比較ならギリセーフだけど、じゃなければ時の運か神さまスピリチャルな世界かと。ほかにも、利得の自由空間値とフリーグランド値で、後者しか出さない評価ってなんなんだろう。地面なんて使用地で千差万別の環境変数だしアンテナの素子配列の違いでイメージとの合成強度も異なるんだから、フリグラ値を示すならセットで自由空間値も示さなきゃ基本性能が見えないす。我々ニューカマーにはこれとっても不思議ゾーン、このへんはもーエンタメの域として解釈することにした。

ほぼ毎週どっかの海、山に繰り出す。元々キャンプや天体観測もそこそこ気合入ってたためヤマ無ウミ無がいーかんじの味付けになってきた。イベントがあると前日入りして３つ同時に楽しむようになった。

現場であれこれいじってみると、コンテストではビーム範囲を定量的に押さえれば、エリアやマルチを戦略的に狙えるんじゃ？と考えた。代表的な山岳地形や海岸でのビーム特性をドローンで生計測し、アンテナ操作をなんとなくこんな感じーじゃなく、リアル伝搬特性に合わせた設定にして作戦を立てようと。例えば標高1000ｍで半値幅5度程度のビーム使うと、距離５Km程度の違いで不感ゾーンが発生する場所がある。更にハイトパターンが重畳されると、とんでもない穴エリアが発生する。マルチパスや送受環境で様々だけど、落とすマルチの不思議を考えたとき、定量的な基底データを知っておくことは大変重要だと思った。ほか、移動地のV/Uアンテナ周囲の樹木による減衰やHFアンテナの打上角等も気になるところ、生計測し数字ベースのレシピを公開できればなああと思う。

今欲しいのはフェーズシフター。混信から目的信号だけを受信機入力段で選別する。SDRでは2系統ダイバーシティ実装品があるけどほぼオモチャ。コンテストで使いたいからマルチビームを電気的に瞬時に選択できる細工が必要。アマ無にも携帯基地局のよーにビームフォーミング自動化の時代がくると予言!(^^)!

 

 

AWX高ゲイン化

開局初期、ワイヤーで手っ取り早く高ゲインを稼ごうと、たどりついたのがこのAWXアンテナ。結果、約12dbdを頂きました。

AWXの他、微妙に形を変えAWH、LazyHとかいろんなんがあるらしい。単体で約7.4dbdあったんでビーム絞ればもっと上がるべーと思いあれこれ工夫してみた。

まず、これがAWX基本形ね

給電点から上下両側のエレメントを1.5波長で作ると、半波長DP5個（給電部1個＋4隅4個）の平面アレイの出来上がりってやつですね。単体7.39dbdだね。

ここでちょっと豆知識。。半波長DP5個が平面アレイで並んだ時、その直角方向の最大利得は、5倍（7dbd）じゃね？これ7.39dbdだし、なんでそれを超えるのよ？って話。これ結構重要でDP系のアレイアンテナの基本として押さえとく必要ある。結論は、半端長DPが素子線方向直線上にN個配置されたとき、そのアンテナの利得を最大にするには、各DP間の間隔を適度に空ける必要がある、ってこと。これはアンテナの開口面積が関係していて、DP単体の開口面積が他の配列DPのそれと無駄に重なる間隔にすると、利得はN倍にならないってこと。一般的スタックアンテナの合成利得と同じ理屈ですね。じゃあ、最適間隔は？、、配列数によってちょっと変わるけど凡そ、各DPの直線上間隔0.3～0.5λで最大利得が得られる。しかもN倍を少々超える数値になる。直線上配列DP最大利得は（DP2個＝約3.4dbd、DP4個＝約6.8dbd、DP8個＝約10dbd）って具合。これ、コリニアアンテナ（直線間隔ゼロ系）なんかでなんで利得が段数倍にならないのっていうFAQの答えですね。つまり、アレイの指向性合成は、単一素子が生ずる電力ベースでN倍を考えちゃダメで、開口面積の関係で考える必要があるってことすね。

半波長DP相当の素子を素子線方向直線上に並べるブロードサイドアレーで、且つ各素子間隔を0.3～0.5λで給電する技を開発できれば、間隔ゼロのものより約2～3db利得が向上します。挑戦すっぺかの。。。

豆知識おわり。

てなわけで、上記理由からこのAWXは、4隅のDP相当の素子の垂直（直線）間隔を、約0.3λにしてます。全体の利得をさらに上げるには垂直間隔も水平間隔ももうちょっと広げれば良いのですが、給電点から見た素子長が大きくなり別の問題が発生しちゃいます。AWXの形や角度はこの人たちの顔色を見て各役者たちの案配のいいところで手打ちとするわけです。

ほんで、基本形は決まったんでこの子にもっと頑張ってもらうには？、、どうすべかと、、まず常道の反射器を置いてビーム化でしょ、他にもなんかないかとググっていたら、こんなアイデアがあり参考にさせていただきました。原典で謎エレメントと呼ばれる両サイドの寄生素子が利得を激上げする理由は、放射素子と謎エレメントの間隔が相互インピーダンスのマイナス成分を増やす方向に作用し放射抵抗を下げるためです。1波長ループアンテナが利得を生じるのと同じ理屈ですね。

で、こんな感じになった

12.55dbdす。でもこれ、、線が多すぎ！作るのめんどくさい！、、なので両サイドのエレメントを省エネ化して、こーなった

12.12dbdね。0.43dbしか落ちないし、パターンも愛嬌あったんでこいつで制作しました。移動先へ何度か持参しましたが現地の初見さんにカスミ網か！と卑下され、組み立ても面倒になり後のダブルツインループに化けちゃいました。

で、今、また亜流版を作ろうと思ってて、、簡素化狙いで、これ

そうっす。位相給電です。これだけで約11dbdとれます。でも、芸がないのでもうちょっと悪巧みを盛ってる中。