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2017年4月 2日 (日)

430MHz 7エレ クワッドループアンテナの作製

430MHzの7エレメント クワッドループアンテナを作ってみましたので、紹介します。

一年ほど前から計画をしていて、材料集めなどは済んでいたのですが、ようやくこの週末完成しました。
今回ループアンテナを選んだ理由は、
 これまで1λループアンテナを使ったことがなく興味があったこと、
 自己平衡作用があるためバランが不要であること
 広帯域にしやすいこと
などです。


◆◆目標◆◆

430MHzは、これまで8エレ八木を使ってきました。
今回ループアンテナを作る目標として、8エレ八木からの改善点として以下の二つとしました。
①F/B比 20dB以上にすること
②広帯域化


◆◆設計◆◆

今回もMMANAの最適化 (Optimization) 機能を駆使して設計しました。
給電点のインピーダンスは、マッチング回路を不要としたいため、50Ω+0j を目標としました。
シミュレーション結果から得られた設計図は、こんな感じです。

20170402_0001

20170402_0002


Real Ground、地上高1mでのシミュレーション結果は下図のとおりです。

20170402_0003

Ga=14.68dB、F/B=24.21dB

ブーム長を1m以下に抑えたかったので、指向性はイマイチかもしれませんが、これで良しとしました。


◆◆材料◆◆

エレメントは、10mm幅×2mm厚のアルミフラットバーを、
ブームは、20mm角×1.5mm厚×1m長のアルミ角パイプを使いました。
エレメントクランプは、ポリエチレン製まな板から切り出して作ることにしました。
いずれもホームセンターで揃う物です。
給電点は同軸ケーブル直付けとしますので、5D2V 20cm程度と、メスのN型コネクタ(NJ-5X)を準備しました。


◆◆工作◆◆

430MHzともなると波長が短く、エレメント長もミリメートル単位できっちり作る必要があります。
エレメントも丁寧に採寸し、切断や穴開け位置、折り曲げも念入りに行ったつもりです。
(が、結構雑な仕事になってしまいました...)

エレメントクランプは、ポリエチレン製のまな板から削り出しました。
以前導体分岐バランを作製したときは、ポリエチレン板の加工に苦労しましたが、
いまはミニルーターや木工用ヤスリなどがあるので、比較的短時間に作業終了しました。

20170402_0004


エレメントクランプに皿ネジを埋め込み、エレメントをタッピングビスで取り付けて固定して完了です。

20170402_0005

取り付け部分は、短いアルミフラットバーで補強しました。
20170402_0006


◆◆調整◆◆

シミュレーション結果が正しいかどうか不安があったので、まずエレメントを仮止めしてVSWRを測ってみました。
その際、ラジエーターは調整しやすいように、最初はIV線で組みました。
若干ラジエーターの長さを僅かに調整(短く)しましたが、他のエレメントの長さや間隔はそのままでOKでした。
ラジエーター長が決まったところで、ブームに穴開けをして、エレメントを取り付けました。

20170402_0007

20170402_0008


給電点はこんな感じですが、まだ改善の余地はありそうです。

20170402_0009

クランプコアは最初入れていませんでしたが、ケーブルの引き回し方でVSWRが大きく変わるような
現象が起こっていましたので、ダメ元で入れてみました。
するとスッとそのような現象が治まり、ケーブルの引き回し方を変えてもVSWRが跳ね上がることはなくなりました。

恐らくコモンモード電流が影響して、悪さをしていたのでしょう。
クランプコアがフロートバランの働きをして、コモンモード電流を抑制してくれていると思います。
ループアンテナに自己平衡作用が有るとは言え、やはりバランは入れた方が良さそうです。
しかし、手持ちの適当なクランプコアが430MHzぐらい高い周波数でも効果的であるとは思ってませんでした。

VSWRは、430〜439MHzで概ね1.5以下と良好な結果でした。


◆◆使ってみて◆◆

かなりビームパターンが鋭いように感じました。
フロント方向の左右30°ぐらいのところが、凄く切れているように思えます。
59+20dBぐらいで入感している局が、30°ぐらい振るとカスカスになるぐらいに信号強度が落ちます。
シミュレーション結果でもそのようになっていますが、それに近い特性になっているのかもしれません。
バックもそこそこ落ちているように思います。

ただ、指向性が鋭いことは良いのですが、アンテナを方角固定で使うにはちょっと使いづらいものに
仕上がってしまったかもしれません。
しばらく様子を見てみたいと思います。

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無線(アンテナ)」カテゴリの記事

コメント

お久しぶりです。4月11日からWindows 10 Creators Updateが解禁します。様子を見ようと思ったのですが、homeだと延期が設定ができないとのことなので、その前に5日に手動でアップグレードできるならしてしまえということで恐る恐るしましたところ。大体私の環境では2時間半くらいでなにごともなくアップグレードできました。念のためUSBにIntelグラフィックスドライバーを用意しておいたのですが大丈夫でした。(たまたまだったのかもしれないので用意しておいたほうが良いと思います)
ただインストール後はIntel製品を勝手にインストールしないように設定できるソフトは、元に戻ってしまっていたので、設定し直しました。あとは、キーボードは普通に使えるのですが、接続しましたとか、メッセージが出なくなりました。おそらくまだappleが対応できていないからだと思います。
Microsoftから引用Boot Camp を使用する Apple Mac に Windows 10 Creators Update を新規にインストールするには、まず ISO ファイルを使用して Windows 10 Anniversary Update をインストールしてから、Windows 10 Creators Update をインストールする必要があります。

Creators Update のクリーン インストールを実行しようとすると、winload.efi でコード 0xc000000f の Sopt エラーが発生します。

appleから引用 Windowsの10クリエーターアップデートの初回インストールには、現在のMacOS上でBoot Campアシスタントと互換性がありません。AppleとMicrosoftはこの問題を解決するために取り組んでいます。

おそらく対応できれば接続 不接続のメッセージもしっかり出るのではないかと思います。

あと、私は更新もかねて毎日メンテナンス開始をしているのですが、万が一のために残しておいたwindwos.oldが削除されてしまいました。なんか不具合にあった場合は後戻りできなくなってしまいました。(;;;´Д`)

訂正します。今日になってキーボードの接続不接続のコメントが出るようになりました。あとは、appleが一刻も早く対応できるようにまつだけのようです。去年の時も思ったのですが、windwos10のアップデートがあることはわかっているのに、appleはいつも後手に回っているような気がします。

静かなる中条さん、こんばんは。こちらこそご無沙汰しております。
いつも情報ありがとうございます。Windows10のメジャーアップデートがあることは、全く気づいていませんでした。
たぶんアップグレードにすると思いますので、静かなる中条さんも成功されているようですので、大丈夫かなと楽観的に考えています。
バックアップは重要だと思っていますので、32GBか64GBのUSBメモリーを買ってきて、保存してからアップグレードしようかと思っています。
アップグレード後は、Intel製品を勝手にインストールしないように再設定しないといけないということですね。
セキュリティー面から考えるとアップグレードするべきなのでしょうが、現状のOSでも何ら不便を感じていないので、
アップグレードは余計なお世話にしか感じないです。
Windows updateを待ってアップデートしてみます。

本当余計なお世話ですね、使い方も慣れて安定してきているのに、大型アップデートがあるたびに何かあるんじゃないかと毎回神経がすり減ります。毎回無事を祈りながら終了する感じです。終了してからも、大丈夫か?って疑心暗鬼が続きます。では成功を祈っています。

追加で!!ドライバーアップデート。

デバイスマネージャーですと、チェックをするたび最新と出るので、昨夜試しにインテルドライバーアップデートユーティリティーと言うソフトで本当にアップデートするドライバーはないのか試しに検索してみたら、3月30日にでた(https://downloadcenter.intel.com/ja/product/81493/-4-Core-Iris-Pro-5200の1番上です。)win64 154034.4624がアップデートできるという事なので、半信半疑に恐る恐る古いドライバーを用意してアップデートしたところ無事アップデートできました。今のところ問題なく動いているので大丈夫だと思います。

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