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          アンテナ総合

 

   コモンモード(ノイズ)対策:2018年2月   

 

 

タライアンテナ(WTA:Wash Tub Antenna)

 

タライアンテナ(Washtub Antenna)1号

タライアンテナを巻く (結線詳細追記)

ループアンテナ試作1号

ループアンテナ試作2号

ループアンテナ試作3号、タライの始まり

タライアンテナ2号

シールデッドループアンテナは?

タライアンテナ2号改造と試験

タライアンテナ1号で3.5MHzの助っ人?!

タライアンテナ1号に骨格と服を…!?

タライアンテナ3号

WTAからWTA2へ

   WTA2/Global

        WTA2/Global:コモンモードノイズ対策

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       デルタループアンテナ

 

  MMANAを使ってみる:17mワイヤーのデルタループ

  ミニデルタループアンテナの実験1 

  デルタループ17m  

  ノイズ対策をやってみる

  MFJ926Bに助け船

  デルタループ17mその後

  デルタループ17mその後2

  ミニデルタループアンテナの実験2  

      デルタループ17m:平衡?不平衡?接続方式再検討

  デルタループ17mその後3 (新バラン)

  デルタループ17mその後4 (マイクアンプ バラン改修)  

      DL17m:台風対策

      デルタループ17m:使用8ヵ月目のまとめ

  デルタループ17m+MFJ926B  QSO中のATU再チューニングを撲滅せよ    対策中

 

アンテナチューナー

 

SG239修理?

   SG239、MFJ926B、とタライアンテナ 

   ATUにも癖がある!?

 

 

 

”CW QSO”への道

 

 

 

 

その他

 

GH-4がやって来た

2017年秋、帰省時に運用 GH-4、WTA2移動、湯梨浜町

 

 

 

 

デルタループ17m:使用8ヵ月目のまとめ

JUGEMテーマ:アマチュア無線

 

デルタループ17m その後3 (新バラン)」の記事を書いてから時間が空いてしまったが、このアンテナを使い始めて8ヵ月が経過しようとしているので、この辺りで一度「まとめ」を綴っておきたい。

 

アンテナ構成

 

ループエレメント:6m+5m+6m の逆三角形

オートアンテナチューナー(ATU):MFJ926B

エレメント駆動:バランアダプタによる平衡・不平衡切り替え

運用周波数帯:3.5 3.8 7.0 18 21 24 28 50 MHz帯 (50MHz帯は5W運用中)

 

バランアダプタ:

これは、上記記事の新バランの事だが、このバランの改造を行った。理由は、トロイダルトランスの一次側巻線発熱が原因と思われる被覆溶解による一次・二次巻線短絡が発生した。元々ループエレメントとATUとは直結で上記周波数帯(50MHz帯を除いて)マッチングが取れるものと期待していたが、3.5MHz帯でのマッチングが困難であることから、1以上の変換比率のあるインピーダンス変換アダプタが必要となっていた。同時に平衡駆動を試すために、インピーダンス変換機能のあるバラン構成する先の新バラン作成となったわけである。最初に試した1:4のバランですべての周波数帯でマッチングが取れた事から、これまで1:4の比率を採用していた。ところが、17mのワイヤー長を平衡駆動した時には3.5MHz帯ではインピーダンスが数Ωとなるところに、1:4の変換を行うと一次側に更に大きな電流が流れる事になる。

巻線に使用されている線材の銅線の太さは0.6φ。短絡が起こったのでは?と思われる時期は、マイクアンプを採用し、コンプレッサーを使ってトークパワーを上げた直後に符合する。それは5月末で、ハイバンドが開け始め、少ないQSOとは言えそのほとんどを18MHz以上で行っていた為、異常に気付くのが遅れた。ただ、3.5MHz帯でのノイズレベルが、5月末からS9にまで高くなったのを記憶しており、当初は所謂パタパタノイズが出てきたと考えていた。ところが、このノイズレベルがいつまで経っても下がらない。低い時でもS7-8を示している。更に、久しぶりに7MHzでQSOに臨んでみると、「弱すぎて聞き取りにくい」とこれまでの状況からは信じられないレポートが返ってきた。

改造したバランアダプタのトロイダルトランスは;

  • 一次側巻線:12回巻き(1.0φ エナメル線)
  • 二次側巻線:バイファイラ8回、合計16回巻き(被覆0.6φ)
  • インピーダンス比: 1:1.78
  • 端子数: 4(ループエレメント 2端子、GND端子、二次センター(C)端子)

バランアダプタ構成:

このバランアダプタは、GND端子とのワイヤー接続により3つの構成を選択できる。

  1. 二次側フローティング/平衡駆動 (GND端子開放)
  2. 二次側センター接地/平衡駆動 (GND端子とC端子とをワイヤー接続)
  3. ループエレメント片側接地/不平衡駆動 (GND端子とループエレメント端子の一つとをワイヤー接続)

 

使用感

 

先ずはバランアダプタ構成1の場合、3.5MHz/7MHz帯ともに、ノイズレベルが低い。気になるのはSメータの振れが少し悪い気がする。

バランアダプタ構成2にしてみると、先のSメータの振れの悪さが無くなったような気がする。ノイズレベルは低いまま(3.5MHz/7MHz両バンドとも)。

バランアダプタ構成3と2とを比較してみる。バンドは7MHz。理由は、ノイズレベルが同じようなものであり、シミュレーション結果でアンテナ利得が近い。このバンドで平衡駆動・不平衡駆動の受信時比較をしてみた。

  • ノイズレベル:平衡時S1-2、不平衡時S4-5
  • 受信信号:平衡時の受信は、不平衡時と同じかより強く入感(水平面において、不平衡時指向性はバーチカルアンテナに近く、平衡時は8の字パターンを示すので、指向性の違いが現れたと考える)

以上の結果から、現在はバランアダプタ構成2で運用している。シミュレーション結果から、3.5MHzでは(インピーダンスが平衡駆動時の3倍程になる)構成3を利用した方が良いのかもしれないが、Max50Wという電力と、1:1.78というインピーダンス比とを考えて、まあいいか、っと甘えてしまう。それだけノイズレベルの低さは魅力的である。ただ今から考えると、高価なATUを壊しかねない無茶をしでかしていたわけで、全く以て汗顔の至りである。

 

対ノイズ

 

ループの平衡駆動と不平衡駆動とで、受信時に大きなノイズレベルの差が有る事が分かった。まさにこれが平衡アンテナの大きな特徴である。しかしながら、だからと言って平衡アンテナを利用すれば全てのケースでここまでノイズを抑えることが出来るわけではない。例えば、これは不平衡の例ではあるが、このアンテナ展張時のノイズレベルは7MHzでS9だったわけで、それがS4-5にまで落ちたのは、他にあらゆるコモンモードノイズ対策を行ったからである。その上で平衡アンテナにすれば、コモンモードノイズを大幅に抑え込むことが出来るわけだ。アンテナ駆動を考える以前に、同軸ケーブルや無線機に接続されたケーブルはもちろんの事、AC電源線やATUの電源・制御線等へのフィルターの挿入をしっかり実施する事が大切のように思われる。

 

過去記事

ノイズ対策をやってみる

コモンモード(ノイズ)対策:2018年2月

デルタループ17m その後3 (新バラン)

 

運用バンドに対応したバランアダプタ構成の変更

 

今は夏でハイバンドが開いでいる為、バランアダプタ構成2でQRVしているが、冬になって3.5MHz帯でしかQSOできないケースが増えてくると、バランアダプタ構成3に変更した方が良いかもしれない。アンテナゲインも、−9.49dBiからー4.17dBiに改善するし、バランアダプタやATUの負担も軽くなる。もちろん、構成3でも上記全周波数帯での運用は可能なので、ノイズレベルが少しばかり高くなる事を我慢すれば、運用にさほど不自由は無いのでは?と思う。これから向かう冬のコンディションで検証してみたい。

 

過去記事:シミュレーション

MMANAを使ってみた

デルタループ17m:平衡?不平衡?接続方式再検討

 

追記:2018年8月19日

3.5MHzでのQSOで以前よりも輻射が協力になっている事が確認できた。いつも57のリポートを頂いていたOM局より59のリポートを頂いたのである。これは嬉しかったのだが、QSO中にATUの再チューンが始まってしまった。3.5MHzで数Ωとなるようなところのトロイダルトランスはひと工夫必要なのかも。今から上記バランアダプタ構成3の不平衡駆動を試してみる。

 

追記:2018年8月20日

デルタループ17m+MFJ926B  QSO中のATU再チューニングを撲滅せよ  対策中

 

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このアンテナでお相手頂いた各局にお礼申し上げます。ありがとうございました。

de JJ1BVU / JA4LKY

 

 

 

デルタループ17m:台風対策

JUGEMテーマ:アマチュア無線

 

台風12号が、まともに千葉県を直撃しそうだったので、DeltaLoop17m(DL17m)の風対策をしてみた。

特に複雑な事はなく、フレームのイレクタージョイントからグラスファイバーの釣り竿を外すだけ。工具は何も必要ない。

簡単に外せるし、簡単に挿入できる。結果として、風に対する不安感はなくなった。つまり、夜はぐっすり眠れた。

あまりにも簡単に「風対策」が出来たので、台風13号でも行ってみた。早めに対策しすぎて、13号の速度が遅かったこともあり、足掛け三日、DL17mを下した状態だった。その間はWTA2/Global+でQRV。

 

 

 

 

 

DL17m台風対策

 

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de JJ1BVU / JA4LKY

 

 

ATUにも癖がある?!

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DeltaLoop17m(DL17m)+MFJ926B(ATU)を使い始めて8ヵ月目を迎えたが、最近ATUの癖が分かってきた気がする。具体的には次の様な事。

 

  1. 3.5MHzのチューニングでは、CW 5W、3.535MHz付近、でチューニングを取ると〜3.575MHzとSSB帯域全体をカバーできるマッチングを設定できる。これを例えば3.568MHz辺りでチューニングを取ると、3.550MHz辺りから下では再チューニングが必要となる。
  2. 3.535MHz辺りでのチューニングが、最もSWRが低くなるが、時間帯(天候?)によっては3.550MHz辺りが最も低くなる場合がある。3.536MHz辺りでのチューニングでSWRが1.5以上となった場合、3.550MHz辺りではSWR1.0となる事が多い。
  3. バンドチェンジの時のチューニングで、いつもよりSWRが高いと思った時、或いは、SWRが2.0に近かった時、一旦別のバンドでチューニングを取ってチューニングリレーを動作させてから目的のバンドに戻ってチューニングを取ると、いつもの低いSWRでチューニングを完了してくれる。

 

1-2番は恐らく小生のケースのみだと思われるが、この特性を理解していないと、3.5MHz帯ではDL17m+MFJ926Bは使えない、と判断してしまう。が、3番は注意が必要だと思う。具体的には例えば3.5MHz帯にチューニングを取った時、SWRが1.5を超える事がある。この場合、一度7MHz帯にQSYしてチューニングを取り、再び3.5MHz帯へ戻って再度チューニングを取ると、いつものSWR=1.0といつもの値になる場合が多い。この症状が発生するのは、DL17mではチューニングが能力の限界に近い3.5MHz帯と仕様外の50MHz帯である。50MHz帯でチューニングを取った時、SWRが2.0の時などは、一度24MHz帯でチューニングをとった後、50MHz帯に戻ってチューニングをとるとSWR=1.2以下になる事が多い。

 

つまりこの事を知らないと、SWRが高めで使えないかも、と思ってしまう。実際、バランの検討をしていて、巻き数を減らしたバランの評価が間違ったものになってしまった。そのバランでの50MHz帯のSWRは2.0前後で、以前のバランが1.5だったので「不採用」判定を行ったのだった。最近再びそのバランを評価する事になったが、50MHz帯でのSWRは、もちろん上記の手順を踏んでの事だが、1.2と良好な値を示した。

 

屋外用オートアンテナチューナーの中には、チューナー本体とは制御線で接続される専用制御ボックスがあって、具体的にはTune、Lock、Resetボタンを装備している。そういう場合にはResetボタンを一度押してやると、上記のようにわざわざ別のバンドにQSYしてチューニングを取るなんて操作は必要なくなると思われる。以下は小生の理解している所で、間違いがあったらご指摘願う。

 

  • Tune:チューニング開始ボタン。チューニング動作を開始する。
  • Lock:チューンした状態をロックする。大抵はある基準SWR値(MFJ926BではSWR2.0)を超えた事を検知すると再チューニングを自動で行うが、この動作を禁止する。
  • Reset:チューニング情報をリセット。(リレー式の場合は、リレーがリセットポジションに切り替わる。)電源をON/OFFするのとほぼ同じ効果がある。

 

MFJ926Bはこれらの機能ボタンはオプション設定にも無い。5-10W程度のRF信号を加えると、SWR監視回路でSWR 2.0以上を検知した場合にチューニング動作が自動的に始まる。DL17mでは、3.5MHzでのマッチングが微妙な場合、SSB50WでのQSO中に再チューニング動作を開始してしまっていた。この時、Lockボタンがあったなら、QSOが途中切れとなってお相手頂いた方に迷惑をかける事もなかったのに、と思う。

 

これらの機能ボタンはトランシーバー本体に装備され、専用ATUを接続する事で、アンテナシステムを構成する場合もある。AH-3/4等がそうである。対してMFJ926Bは、RF出力(入力?)による自動チューニング機能のお陰で、トランシーバーの機種依存が無い。また、小生もそうなのだが、遠隔操作を考えた場合、制御ボックス+ATUだと、制御ボックスの遠隔制御も考慮する必要があるので、その点でもMFJ926Bの方を選択してしまう。

 

いづれにしても、ATUについてまた一つ学んだ気がする。

 

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デルタループ17m:その後4 (マイクアンプ、バラン改修)

JUGEMテーマ:アマチュア無線

 

デルタループ17mは順調に稼働しているが、やはり3.5MHzでの飛びに不満を感じる場面がある。ノイズレベルぎりぎりで聞き取りにくいと言われる。その対策の一つとしてコンプレッション機能付のマイクアンプを探してみた。目が止まったのは「Voice Shaper」というWindowsのアプリケーションソフトウェア(Free)だ。eHamのコメントを見てみると、

  • 100WSSBで、通常トークパワーは30W出力だが、このVoiceShaperを使うとそれが60W-100W
  • コンプレッサー/クリッパー機能を使っても(音声が)歪まない
  • このためにWindowsPCが必要になるが、デジタル通信ですでに無線機に接続したPCがあり、それがつかえる

と、評価の高い書き込みが多数。これを試してみる事にする。(詳細はここ

Windows10にインストールしてみたが問題なく使える。キャプチャ画面を示す。

 

VoiceShaper

 

マイクは普段利用しているコンデンサーマイク(元々PC用)を無線機からPCのマイク入力に接続切り替え、PCのヘッドフォン出力から無線機のマイクへケーブルを接続する。

 

デフォルトのプロファイルで使っているが、周波数高めのフィルタ設定で気に入っている。好みの問題だと思うが、小生は了解度を上げるためには低音を抑えて高音域を通した方が良いと思っている。「Gate/Compression/Clipper」のチェックを入れて運用してみると、FT991MのALCが大きく振れるものの全くレッドゾーンに飛び込まなくなった。もちろんパワーも設定パワーの目一杯が出力されているように見える。知人局からのリポートでは「音の歪みはない。QSBの谷でも了解度が下がらなくなったし、沈み込みがそれほどでもなくなった。」よく3.5MHzでお相手頂けるOM局からは次のようなリポートを頂いた。

「聞いた感じで59だなと思った。で、Sメータを見るといつものS7。驚きました。」

 

QROしたわけではないので、Sメータの読みは変わらないのだろうが、トークパワーが上がっているので、QSBの谷でこれまでは聞き取れなくなっていた信号が聞き取れる、そんな改善につながっているようだ。VoiceSaper、まだ基本的な機能をデフォルトでしか使っていないが、お気に入りのソフトウェアの一つになった。ありがとうございます、VE3NEA局。

 

ATU(オートアンテナチューナー)再チューニングが突然始まる

 

問題は突然発生した。3.5MHzでリポートやQTH、QRAの交換を終えてラグチューに入っている時、相手にマイクを返すと様子がおかしい。Sメータの振れが弱い。これはATUのマッチングが外れていると直感、直ぐにチューニングを取り直して、短いファイナルだけは送信できた。調査の為、3.5MHzの空いているいる時間にAM50W設定で送信してSWRの変化を見た。すると、時間経過と共にSWRが変化を始め、やがてATU基準のSWR2.0を超えたのか再チューニングプロセスが始まったので送信を停止した。

 

MMANAのシミュレーションから、デルタループ17mの3.5MHzのZは4Ωちょっとなので、恐らく大きな電流が流れ電線が熱を持ちコイルが膨張?してインダクタンスが変化したのではないかと推測する。図らずもマイクアンプのお陰でトークパワーが上がり、その事がこのSWRの変化に拍車をかけることになったようだ。やはりこの長さのワイヤーで、3.5MHzのループアンテナのATUによる平衡駆動は無理があるのだろう。不平衡駆動ならZも15Ω程度なので、マッチング能力が高ければバラン・Z変換トランス等を気にすることなく、ATU直結で問題なく利用できると思う。

 

取り敢えずバランのトランスを巻き替えてみた。元々50MHzを考えると、もう少し巻き数を少なくした方が良いのでは?と思っていた事も、この際試してみる事にした。従来12回巻き/24回巻きだったのを10回巻き/12回巻きとしてみた。巻き数比は1.0:1.2、したがってZ比は、1.0:1.44となる。3.5MHzのATUマッチングは問題なく取れたので、しばらくこのまま使ってみることにする。

 

追記(2018年4月21日)

新Z比のトランスを使ったデルタループは時間が無くてなかなか試せなかったが、使ってみるとあまりよくなかった。HF帯でのSWRは全て1.5以内に収まり、調子は良さそうに思えたが、何故かSメータの振りが悪くなったように感じる。いつもよりS2程低いようだった。そして呼んでも呼び負けするかノイズレベルに勝てず、QSOはできていない。決定的だったのは、巻線数を減らして50MHzの状況を良くしようとしたのに、以前よりSWRが悪化している(SWR2.0以上)。それに、何より上記「ATU再チューン問題」は解決していなかった。

 

改造したバランのトランスを、元の1:4(巻き回数12/24回巻き)に巻き戻してみた。元の状況が再現される、と思ったら、何と以前より良くなっている。以前は3.5MHz帯でのSWRは1.5-1.7と高かったのに、今は1.0-1.3に収まっている。50MHzのSWRも以前の1.5→1.2と改善している。受信時のSメータも以前の振れに戻っている。

 

工作上の問題

 

一体何が起こっていたのか…。実はトロイダルトランスを元の巻線比に戻すときに気付いた事がある。それはトロイダルトランスが外部接続端子の一つに近づきすぎていた事。それだけなら問題ないのだが、結線用のラグの金属部分がトランスに「突き刺すように」当たる位置にある事に初めて気づいた。そして巻き戻し作業と一緒に、端子のネジを緩めてラグの位置を変更し、トロイダルトランスの位置もすべての端子類から離して接触しないように配置し直していた。つまり、工作がしっかり慎重に施されていれば、上記のような問題や余計な作業は必要なかったのでは?と思う。

 

そういえば初めてこの1:4バランを使った時、3.5MHz帯のSWRは1.2か1.3程度だったと思う。それがいろいろ実験し、外部端子のネジが緩いんだので締め直し(この時にラグの位置が変わったのかもしれない)、次の日のSWRが1.5を超えていたので、あれっ?と思ったことがあった。ラグが巻線の被膜を突き破って短絡していたと思っている。よく稼働していたものと思う。今では、3.5MHzのAM50W送信試験でも、問題の発生した2倍の時間の送信でもSWRの変化はなく、きっと短絡による発熱、インダクタンスの変化、トランスとしての機能変化、…がSWRの変化につながり、再チューン起動の原因だったと考える。

 

小生の視力では、半田付けの時、コテ先や半田、その対象がよく見えない。今回のラグ位置もライトの影になっていてよく見えていなかった。もっと早くに気付いていれば、QSO中に始まるATU再チューンの為に、お相手頂いた方々にご迷惑をおかけする事もなかったのにと悔やまれる。(大変申し訳ありませんでした。) よく見えない分、確認行動をもっと正確に行うよう努めたい。

============================追記ここまで

 

 

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このアンテナでお相手頂いた各局に感謝いたします。ありがとうございました。

de JJ1BVU / JA4LKY

 

 

 

ミニデルタループアンテナの実験2

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随分時間が経過してしまった。昨年試してみた「ミニデルタループ」の実験その2である。「ミニデルタループアンテナの実験1」で触れたように、第一電波工業社のW721というHF7/21MHzのダイポールアンテナがお蔵入りになっていたので、このアンテナの半分(片側のエレメントだけ)を使ってみる。

ローディングコイル入りの約6mのエレメントを、ATU(オートアンテナチューナーユニット)のアンテナ端子とRFグラウンドとに接続した。例によって、グラウンド側になるべく長めのワイヤーが来るように接続する。使用したATUは、MFJ926BとSG239である。3.5MHzでもチューニングが取れるように、2m程ワイヤーを追加した。もちろんグランド側にである。本当はローディングコイルの接続位置も変更すべきなのだろうが、時間を節約するため、W721で使用したままのエレメント(ひげワイヤーは外した)で実験した。運用は、いつも通り「屋内設置」である。

 

QSO実績は、3.5MHzと7MHz。7MHzは、特に問題を感じる事なく「普通」に使えたが、ワイヤー長を考えると、パイルアップの中でピックアップしてもらえるかは疑問である。3.5MHzは輻射の弱さを感じた。

 

また、コモンモードノイズ対策も不十分だった頃の実験なので、ノイズレベルはS7-8 だったと思われる。不平衡駆動でもあり、コモンモードノイズの影響を受けやすく、アパートやマンション等集合住宅での利用は難しいかもしれない。しかし、7MHzで1/4λに満たない長さでしかもグラウンド取りやカウンターポイズの要らない「ミニデルタループアンテナ」は手軽で魅力的ではある。ノイズ発生源のない山とか海とかでの運用などで、コンパクト・手軽さが必要になった時には、候補に挙がりそうなアンテナである。

 

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このアンテナでお相手頂いた各局に感謝します。ありがとうございました。

de JJ1BVU / JA4LKY

 

デルタループ17m その後3 (新バラン)

JUGEMテーマ:アマチュア無線

 

MFJ926BのDC電源重畳ユニットを、CMF1の手前に移動した。

 

アンテナ関連接続図

 

新1:4バラン

 

初めて平衡駆動とした時、3.5MHzの飛びに不満を感じて不平衡駆動に戻していた。しかし、その後50MHzの稼働や、実環境に近いシミュレーションができた事、そしてその結果から、再び平衡駆動とする事を決断した。とはいえ、3.5MHz帯での飛びは小生にとっては優先度の高いものであり、以前の平衡駆動のような3.5MHz帯での飛びでは我慢できない。そこで、平衡・不平衡を簡単に変更できるように工夫する事を考えた。それが、次に示す新1:4バランである。

 

新14バラン

 

トロイダルトランス

 

トロイダルコアに一次側12回巻き、二次側撚り単線バイファイラ巻き12回、で構成。先ず撚り線をコア全体にまんべんなく巻き、その撚り線の間に一次側の巻線が収まるようになるべく偏りなく巻く。ポイントは、一次・二次側のそれぞれの巻き始めと終わりとが、180°対向するように巻くこと。これはコネクタポジションを考慮している。本トランス単体では、一次側と二次側とは分離されている。一次側と二次側とのインピーダンス比は1:4である。

 

実はキットの利用

いつもの(有)大進無線社のKIT-DU-SS234を購入すると、このバランを簡単に製作できる。

 

外部接続ワイヤーによる構成

 

上の図で、端子Aと端子Bとにループエレメントを接続する。

端子Cは、二次側巻線の中点であり、端子Cと端子GNDとを接続すると、二次側中点接地型の平衡駆動バランとなる。

端子Cに代えて、端子AまたはBと端子GNDとを接続すると、不平衡駆動バラン(正確にはバランではなく、単なるインピーダンス変換ユニット)となる。つまり、平衡駆動でどうしても3.5MHz帯の飛びが不満なら、この接続を行うと、不平衡駆動となり、以前の3.5MHz帯の飛びを再現できる可能性が高くなる。

外部接続ワイヤー無しでは、二次側フローティングの平衡駆動バランである。

 

二次側フローティングを試す意味

コモンモードノイズを拾うのはどの部分か考えた時、例えばトランシーバーからアンテナの先までがそのそれを拾うエレメント、と思うのだがどうだろう。そしてATU後の同軸ケーブルには二カ所にコモンモードフィルタが挿入され、100個を超えるクランプコアが装着されていることから、アンテナ経路でコモンモードノイズが侵入するのはATUから先ではないかと疑ってしまう。それに、コモンモードはそれだけなら受信時のノイズにはならないと思う。受信時にノイズとして再生されるのは、ノーマルモードへの「モード変換」が起きているからで、その第一のゲートが「バラン」である。

理想的に作られた上の図のバランなら、端子Cは理想中点であり、恐らく端子GNDと接続しても、コモンモード信号にモード変換を起こすことなく、あの耳障りなノイズの原因がここで発生する事はない筈である。しかし、撚り線の拠り方のばらつきやトロイダルコアへの巻き方の偏りなどにより、理想中点からのズレが生じると、この点でモード変換が起き、ノイズを再生する事になる。このキットに含まれる撚り線は同社で製作されており、巻き方さえ気をつければそれほどの誤差は生じない筈であるが、二次側をフローティングさせたままで稼働させられるのなら、そのままの方が余計な因子を抱え込まずに済むことになる。これを一度確かめてみたかったのである。

追記:2018年3月11日

誤解を避けるために付け加えておくと、フローティングにする事ですべての(コモンモードからノーマルモードへの)モード変換を防げるわけではない。ループエレメントが本当に平衡ならばそれもあり得るが、実際には、例えば、給電点の高さより1m低いところではあるがループの右側にループ面平行に数本のステンレス製物干竿があり、ループエレメントが完全平衡とはいえない。そしてこの事は「モード変換」の原因になり得る。

追記ここまで======================

 

ノイズ音が変わった

 

早速3.5/7MHz帯で使ってみる。と、ノイズ音が耳障りな「バリバリ」から「サー」っという音に変わっている事に気付いた。ネット上の記事で、コモンモードノイズ対策に成功なさった方の「ノイズ音」にその記述があったことを思い出し、対策が上手く行っている事を実感した。レベルも下がったが、時間帯や日によってそのノイズフロアが変わってくる。先日の大雨の朝、両周波数帯ともノイズレベルがS2だったのは驚いた。HF帯にQRVしてから初めて目にした「ノイズレベル」である。なにしろこのアンテナを上げた直後のノイズレベルは、S9かそれ以上だったわけだから、素直に、すっごく嬉しい!!

 

3.5MHz帯の飛びは?

 

まだQSO数が少ないが、輻射が弱すぎと思ったことはない。これなら、不平衡駆動への接続替えも必要なく、平衡駆動のままで運用できそうである。何故以前の平衡駆動の時に「弱含み」だったのか? それは小生のキット組み上げに問題があったと反省している。そのバランはインピーダンス変換機能もあるため、トロイダルコアの巻線の巻き方にはかなり慎重に行わなければならなかった事を、今回の「バランの勉強」で知った。そして、組み立て時の作業を思い出してみると、かなりいい加減な巻き方をしていたと思う。それが低い周波数での運用に影響したのだと反省している。

 

追記:2018年3月11日 50MHz運用について

以前5W SSBでの運用で上手くQSOできたが、30Wでの運用で送信中に予期しない再チューニングが始まってしまった。やはり(50MHz帯運用は)仕様外なのかもしれない。当分50MHz帯の運用は5Wとする。

追記ここまで==============================

 

 

デルタループ17m 平衡?不平衡? 接続方式再検討

デルタループ17m

目次

 

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このアンテナでお相手頂いた各局に御礼申し上げます。ありがとうございました。

de JJ1BVU / JA4LKY

 

 

WTA2/GlobalPlus

JUGEMテーマ:アマチュア無線

 

WTA2/Globalの課題は「3.5MHz」の飛びの改善だった。その一つの解を見つけたようなので報告する。

 

写真は「不平衡駆動のWTA2/GlobalPlus」で、給電線のRFグラウンド接続線に延長線が追加してある。それも二本。これは2mと3mのリード線を並列に、同アンテナ接地側給電線とATUのグラウンド端子との間に挿入したもの。以下写真を示す。

 

WTA2/GlobalPlus

 

何故2mと3mの二本のリード線を並列に挿入したのかというと、複数の周波数帯でSWRを下げることが出来たからである。一本だけだと、SWRが1.5以下に下がらない周波数帯が有ったりするが、長さの異なるもう一本を追加する事で、運用するすべての周波数帯でSWRを低く抑える事が出来るようだ。ただ、どちらの長さが選択されるのかはよくわからないし、電源ON/OFFによるATUの初期化が必要な場合もある。

 

とにかく、このリード線を追加した事により、確実に3.5MHz帯でのRSリポートは改善した。いずれは屋外運用も試してみたいが、簡単に実験できるベランダは、今デルタループに占拠されており、当面その機会はなさそうだ。面白いのは、雨が降って屋根が濡れるとシールド効果で飛ばないだろうと思うのだが、そこそこQSO を楽しめる。但し、関東地方が襲われた大雪で20cmを超える積雪がここでもあり、続く寒さでなかなか屋根の雪が解けなかったが、この時ばかりはさすがにダメだった。

 

18/21MHz帯でのQSO

 

実は、このアンテナを製作してからHFハイバンドでのQSO実績がなかった。全く入感しないので、アンテナの構造上の問題でハイバンドは無理なのかと、半ばあきらめていた。2月に入り、デルタループの試験中に18MHz帯や21MHz帯でQSO実績が出来ると、WTA2/GlobalPlusではどうだろうと試してみたくなった。そこで、QSO実績のできた時間帯を狙ってこのアンテナに切り替えワッチを続けると…、18MHzで沖縄県の局に、21MHzで北海道の局にお相手頂いた。正に「びっくり!! そして感謝」である。

 

目次

 

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このアンテナでお相手頂いた各局の御礼申し上げます。ありがとうございました。

de JJ1BVU / JA4LKY

 

デルタループ17m:平衡?不平衡?接続方式再検討

JUGEMテーマ:アマチュア無線

 

MMANAを使って「デルタループ17m」のシミュレーションを行った主要目的の一つは、ATU(オートアンテナチューナーユニット)の整合範囲にそのインピーダンスが収まりそうかを知る事だった。使用するATUであるMFJ926Bは、1:4変換トランスを通す事で、このループに整合を取る能力のある事がわかった。そこで、今回は情報を整理して別の角度から「平衡」、「不平衡」、の接続方式を再検討してみようと思う。きっかけは次の二つである。

  1. MFJ926Bの隠された能力
  2. MMANA:接地型アンテナの地上高を上げた指向性シミュレーションのやり方

 

MFJ926Bの隠された能力

 

結論から書くと、試してみたら上手く行って驚いたのが「50MHz帯でのチューニング」だった。このATUの仕様上は、マッチング上限30MHz。なので、全てのMFJ926Bで、様々な環境で常に50MHz帯のマッチングが可能かどうかは不明である。しかし、このデルタループ17m、5mH、1:4インピーダンス変換(不平衡-不平衡)ユニット付、で、AM5Wで送信してやったら、ちゃんとSWR1.3程にマッチングしてくれた。慌てて「MFJ926B 50MHz」でネット検索して見た。めぼしい情報はヒットしなかったが、「MFJ926 50MHz」で見つかった記事の中で、「MFJ926を開けたら中の基板にはCG3000とあった」から、MFJ926Bの旧モデルと思われるMFJ926は、CG3000と同じものらしかった。という事は、(CG3000/MFJ926と)同様にMFJ926Bにも「50MHz帯でのマッチング成功」は期待できるのかもしれない。

 

手持ちのトランシーバーFT991Mは二つのRFコネクターが装備され、一つがHF+50MHz用となっている。つまり、HF-50MHzがサポートできるATUがあれば、一つのアンテナシステムでHF-50 MHzをサポートできる事になり、そうできたらいいなぁ、と考えていた。仕様上50MHzをサポートできるATUとしてはAH4があるが、高価でケーブル類の取り付け等、工作下手の小生には敷居が高い。その点、CG3000は安価で、仕様外ながら50MHzでもマッチングできるという。だから、ネットオークションでCG3000の中古を見つけたのでもう少しで入札するところだった。手元のMFJ926Bが50MHzのマッチングに成功してくれた事で、無駄なお金を使わずに済んだし、HFから50MHzまで一つのアンテナでQRVできる可能性も出てきた。CG3000には無いDC電源同軸重畳機構の標準仕様も便利だし、だんだんこのATUが好きになってきた。

 

50MHz、人生初QSO

 

実はこれまで一度も50MHzで波を出したことがない。だから先の50MHzでのチューニングが初の試験電波である。そして週末、長野県佐久市に移動中のJA9COB局に初QSOのお相手を頂いた。OMには、アンテナをバーチカルに切り替えて頂いたりして1stQSOながら様々なリポートを頂いた。(OM、ありがとうございました。)

このQSOにより、このデルタループ17mで、50MHz帯を含めた再検討を行う事を決めた。

 

MMANAで接地アンテナの地上高を上げた指向性のシミュレーション

 

MMANA添付ドキュメントを調べた結果、計算タブのメディア設定で、メディアの高さ設定をマイナス設定(例えば地上高5mなら-5)とすると、接地アンテナの地上高を上げた状態での指向性シミュレーションが可能となるらしい。実際の地上高設定は0mを維持しないとまずいらしい。

 

これまで地上高0mだったところを、メディア高を-5mにして、デルタループ17m、不平衡駆動、をシミュレーションしてみたら、高さを変えると指向性が変化し、拠ってゲインもパターンも変化している事がわかった。やっぱり設置地上高でのシミュレーションが必要だったと痛感。(当たり前、と声が聞こえる。)

 

平衡/不平衡@デルタループ17m
3.550MHz 7.050MHz 18.120MHz 21.200MHz 24.940MHz 28.500MHz 50.200MHz
平衡 ゲイン(dBi) -9.49 -1.11 7.36 7.80 7.53 7.23 5.86
偏波 垂直 水平 水平 水平 水平 水平 水平
不平衡 ゲイン(dBi) -4.17 -1.51 6.48 6.61 6.87 1.47 3.98
偏波 垂直 垂直 水平 水平 水平 水平 垂直

 

ゲイン

3.5MHz帯で、平衡駆動が不平衡駆動に比べて大きく低下している。その他の周波数帯では全て平衡駆動に軍配が上がる。これはとても魅力的だ。

 

偏波

偏波は、放射パターンに通じる。「水平」は水平偏波パターンが優勢である事を示し、それはどちらの駆動方法でも、どの周波数帯でもほぼ同じ8の字指向性を示す(水平パターン)。「垂直」は垂直偏波パターンが優勢を示すが、水平のそれと異なり、独特の放射パターンを示す事がある。

例えば不平衡駆動・3.5MHz帯では、ATUのGND端子に接続された斜線に若干偏った、バーチカルアンテナのような円形の放射パターンを示す。同・7MHz帯では、偏りなく整った円形の放射パターンとなる。最も奇異なのが同・50MHz帯で現れるパターンで、先のGND端子@ATUに接続されたワイヤー側に大きく偏った半円形に近い。

平衡駆動にも、ただ一つ3.5MHz帯が垂直偏波優勢である。が、これは水平偏波の8の字パターンに直交する形で綺麗な8の字パターンを示しており、不平衡駆動のパターンとは大きく異なっている。

 

追記:3.5MHz@平衡駆動の偏波について

水平放射パターンを見る限りでは、確かに垂直偏波が優勢のように思えるが、垂直放射パターンを見ると、垂直偏波のパターン領域が極端に狭い、という事に最近気づいた。本当に垂直偏波優勢なのか疑問に思っている。

 

50MHzの放射パターンについて

 

水平放射パターンについては、それほど急峻な特性ではないので、HF帯と同様にほぼ回転無しで運用しようと考えている。垂直方向のパターンを見ると、さすがにループのワイヤー長が3波長に近いせいか、複数のコブが出ている(仰角の異なるコブ)。また6mのEスポは未体験なので、このコブがどのように効いてくるのか楽しみである。全くの素人考えだが…。

 

バランを工夫してみる

 

上記の結果を見て、やっぱり平衡駆動に戻そうと決める。その時には3.5MHzが犠牲になるが、工夫する事で乗り越えられないかと思う。その為、バランを工夫してみるつもりだ。それはまた別記事で報告したい。

 

 

目次

 

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de JJ1BVU / JA4LKY

 

 

 

 

 

 

デルタループ17mその後2

JUGEMテーマ:アマチュア無線

 

デルタループ17mの全景。ATUの下辺りで、パイプ類がごちゃごちゃしているのは、ドライバーでクランプを緩めると、写真のホームポジションから左右45°の範囲でループ面を回転できる機構。ヨーロッパ方面は左へ45°、北米、沖縄、東南アジアはこのホームポジションが良さそうである。早朝の7MHzでイタリアがS9で入感したり、ウルグアイが聞こえたりと、少しばかり驚いている。

HFハイバンドのコンディションは相変わらずよくないが、先日18MHzで那覇市JR0BHL/6局と、21MHzで石垣市JS6TKM局とマニラのDU1/JA3FJE局とお相手頂けた。(各局、ありがとうございました。)今後のHFハイバンドが楽しみである。

デルタループ17m

これでようやくデルタループの調整局面が終結し、コモンモード対策の改善試行は続くものの、これからはQSOを楽しむだけと思い始めていたが、新たな問題が浮上した。

 

3.5MHzの飛びが良くない!?

 

3.5MHzで頂戴するRSリポートが良くない。(7MHzでは問題ない。)R5 は殆どなく、R3-4 である。ノイズレベルぎりぎりらしい。いやいやこのアンテナを上げた当初はR5だった筈、とシミュレーション結果を再確認する。と、何とこのアンテナの平衡駆動でのゲインは、5mHで-9.49dBi、0mHで-8.66dBi。不平衡駆動の場合は0mHで-3.91dBi。これまで見落としていたが、平衡駆動・不平衡駆動の違いの一つに、3.5MHz帯での「大きな」ゲインの差が有った。全く迂闊だった。

 

小生には「3.5MHzでまともにQSO できる事」が重要なので、再び不平衡駆動に戻す事を決断する。ついでに、平衡駆動での、小生にとっての短所をもう一つ挙げておく。この記事の水平放射パターンを見ると、みな同じようなパターンを示している。3.5MHzも然り。しかし、3.5MHzだけは垂直偏波優勢であり、垂直偏波の指向性は、水平偏波のそれとは直交する関係にある。つまり、3.5MHz帯以外での指向性方位は、3.5MHz帯では「ヌル」の方位となり、ひょっとするとループ面の回転が必要になる。

 

不平衡駆動に戻す

 

この時に気になるのは、3.5MHz帯でのATUのマッチングだ。そこで、平衡駆動時に1:4バランを使用してうまくいったことから、不平衡-不平衡のインピーダンス変換トランス1:4(以下、Z変換1:4)を使ってみる事にする。ちょうど、アンテナ実験の為に、いつもの(有)大進無線社のキット、KIT-DU-SS234を組み上げたものがあった。但し、実験には使いにくかったので、同軸レセプタクルは取り外し、ねじ止め端子だけで接続を行うように改造してある。このZ変換1:4をATUのアンテナ端子、GND端子に接続し、ループワイヤを、ATUのGND端子と、Z変換1:4の4(倍)端子に接続した。MFJ926Bは、3.5/7/18/21/24/28(/29)の各周波数帯でSWR1.5以下にマッチングしてくれた。コンディションと時間の都合で、まだ7MHzでのQSOしか行っていないが、それはこれまでと変わりなかった。

 

ここで、不平衡駆動時水平放射パターンの一覧を示しておく。

DeltaLoopUn-patern-list

 

3.5/7/28MHz帯はこれでアンテナの向きを気にする必要は無くなった。しばらくこのままで運用してみる。(追記:不平衡駆動に戻した事により、コモンモードノイズがS1~1.5程度復活したように感じている。)

 

2018年3月3日追記:

MMANAでの「接地アンテナの地上高の上げ方」がわかったので、5mHでシミュレーションしたところ、28MHz帯での偏波が垂直から水平に変化した。18/21/24MHz帯と同様にループ面直角に8の字指向性となる。ゲイン等他にも気になるところがあるので、もう一度、5mHでのシミュレーション比較を行う予定。

追記ここまで======================

 

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このアンテナでお相手頂いた各局に御礼申し上げます。ありがとうございました。

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