ベースローディング方式7MHzホイップアンテナの製作

[公開:any]

[電子工作/アマチュア無線]
[FT-817ND,GigaSt,アンテナ]

origin 2012-11-24



 ツェップアンテナ(エンドフェッドアンテナ)は、1/2λのワイヤーが必要となるので、アパマンハムでは、HFのローバンド利用は困難です。ローバンド用のホイップアンテナを購入してベランダに固定すれば簡単ですが、手持ちのアンテナで何とかしたいと思います。
 FT-817NDは、最大でも5Wの出力しかありませんので、7MHzのCWでの運用を目標とします。(・・・というか、ネットで調べた昨今のアマチュア無線事情から7MHzのCWしか相手が見つからないのでは・・・)
 7MHzは波長が40mもあるので、できるだけ長いエレメントが必要となります。手持ちのホイップアンテナでは実測で1.32mのものが一番長いアンテナです。詳細な仕様は忘れましたが、おそらく50MHz(1/4λ)・144MHz(5/8λ)だったような・・・。なにせ20年以上前に購入したものでメーカーもわかりません。Webで調べると、第一電波工業(ダイヤモンド)のDP-TRY2Eという製品に近いものと思われます。(写真で見ると基部が微妙に違っている)


 このままでは7MHzに同調しないのでローディングコイル(延長コイル)を作ります。コイルをホイップアンテナの基部に入れるベースローディングタイプとします。コイルはPVC水道管のVU管に巻きました。VU管は呼び径40で直径は約48mmのものです。
 JO1CPT Amateur Radio Station.さんのサイトのシミュレーションで必要なインダクタンスを求めると40μH程度となりました。KQE0.5sqを適当に50回巻いてLCメーターで見てみると50μHを超えています。この状態からアンテナを組み立ててコイルを解きながら調整することにします。

ローディングコイルのインダクタンス測定

 VU管用のエンドキャップにM型コネクタのメスを固定します。屋外利用するので上部キャップはシリコンで防水します。

ローディングコイルMコネクタ

 50回巻いた状態でGigaStとリターンロスブリッジで共振点を見てみると4.9MHz付近となりました。コイルの巻き数がかなり多いことがわかります。コイルの巻き数が多い状態では、アース代わりのカウンターポイズをつけないと共振点がはっきりしなかったのですが、コイルを解いていくとカウンターポイズなしでも十分な共振が得られるようになりました。このあたりの原理は良くわかりませんが、途中からカウンターポイズなしで調整しています。

ローディングコイル共振点1

 調子に乗って30回巻まで減らしたら同調点が7.500MHzまでいってしまいました。半田でつないで巻き戻しして、最終的に半分の34回巻きとして7.040MHzに共振点をもってきました。この状態ならCWで運用する7.000〜7.030までSWRが十分に下がるはずです。ただ、アースまたはカウンターポイズなしで動作するとは思えませんので、実際に取り付けたときに調整が必要となりそうです。

ローディングコイル共振点2

 ホイップアンテナ固定金具で使用できるように下部キャップのM型コネクタをねじ式に変更しました。内部は、コイルを上部コネクタの芯線と下部コネクタの芯線に接続して下部コネクタのアース側からカウンターポイズを接続する短いリードを取り付けました。


 VU管の長さを調整して完成です。単体のインダクタンスを測定すると33.8μHとなりました。先に紹介したWebでコイル単体のインダクタンス計算で得られる値に近い値です。ただ、ローディングコイルのインダクタンスとして、計算で得られた値よりも少ない値です。もともとのアンテナが多少短縮設計されているので、単純な計算とおりにはならないのでしょう。また、設置場所や設置方法でも必要なインダクタンスが変化すると思います。


 早速ベランダに設置してみました。エレメント先端が上の階のベランダに当たるので斜め45度で設置しました。リターンロス開放時にGigaStでフラット化して実際のリターンロスを見てみると約-23dBとなりました。SWRで1.15程度となります。同調点は若干高い周波数にずれています。再び、カットアンドトライするのも面倒なのとバンド内も何とか使えそうなのでこのままとしました。カウンターポイズも10mのワイヤー3本をベランダに適当に広げました。


 局免も準備できたのでCWで試験電波を出してSWRを見てみました。迷惑をかけないように1Wの出力で測定しました。まったくの目分量ですが、7.050MHzで1.2程度、7.100MHzで1.5を超えます。最も低いのは7.060MHz付近となりました。新バンドプランで許可された7.100〜7.200はSWRが高くなりますが、SSBで運用する予定はないのでOKでしょう。7.030MHz以下のCW帯もSWRが若干高いですがなんとか使えそうです。


 ベランダに仮設置したワイヤーアンテナとは違いS9+で入電する局が複数あります。これまで7MHzでQRVする局は少なくなったと思っていましたが、少なくとも休日は20年前の賑わいと変わらない感じです。やはり短いアンテナでも目的周波数に共振したものが良い結果が得られるようです。ただ、ノイズも強く入電するようになりました。フェライトコアも効果がありません。常にS5〜7程度となっています。したがって、弱い信号の受信は厳しい状況です。(→ノイズの原因は、エアコンの室外機でした。エアコンを運転しなければ、問題ありませんでした。)


▲ページ Top へ...