固定用１４４ＭＨz１／２λ電圧給電アンテナ　　　　　　　　　　　　　　　　戻る

◆はじめに(2021/4/23)
移動運用ではロッドアンテナを使った１４４MHｚ１／２λ電圧給電アンテナを愛用しています。１／４λのロッドアンテナに比べるとＳにして２〜３良く、これを固定でも使えるようにしてみたいと思いましたが、屋外で使う同調コンデンサをどのようにするかで行き詰まっていました。１０Ｗで使うことを想定すると耐電圧は１００Ｖ以上必要になり、５０Ｖのセラミックトリマでは不足します。かといって５００Ｖ仕様のタイトバリコンではマッチングボックスが大掛かりになってしまいます。そんな折アンテナ関係の本を読んでいたら同軸をコンデンサとして使う記事を見つけ、実測すると0.8D2Vでは容量にして１ＰＦ／ｃｍ、耐電圧は３００Ｖでも大丈夫そうなので早速実験してみました。

◆実験をしてみる(2021/4/23)

1. 下の回路図のように同調回路部をラグ板に組み、ＦＴ８１７をＦＭモードの０．５Ｗ出力にして、１４４．２００ＭＨｚでＳＷＲを測定します。
2. Ｌ１の巻き数やタップ位置は１４４MHｚ１／２λ電圧給電アンテナと同じです。
3. トリマを同軸0.8D2V（フジクラ　0.8-QEV）に置き換え、少しずつ切り詰めて行くと４２mmでＳＷＲは１．１になりました。

　
（左）セラミックトリマを回しＳＷＲを１．０に近づける　(右）セラミックトリマを同軸0.8D2Vに置き換え、切り詰めながらＳＷＲを１．０に近づける

◆同調コンデンサの耐電圧計算(2021/4/23)

送信機の出力Ｐ＝１０Ｗ、インピーダンスＺ＝５０Ωの場合、Ｃ点の電圧は

Ｃ＝√（Ｐ×Ｚ）　=　√（１０×５０）＝２２．４Ｖ

トランスの電圧は巻き数比に比例するため、Ｌ１の巻き数比からＡ点の電圧は実効値で

Ａ＝２２．４×７／１．５＝１０４．５Ｖ　（尖頭値では１５７Ｖ）

0.8D2Vは耐電圧測定で　ＡＣ　３００Ｖ（１分間）　とのことなので、安心して使えそうです。ただし同軸の切り口は芯線と網線がむき出しであり、屋外使用の場合は湿度で漏電が起きるかもしれません。防湿対策として切り口にライターの火で溶かした３Ｄ２Ｖ芯線のポリエチレンを押し付けて固着しました。

◆給電点インピーダンス計算(2021/4/23)

トランスのインピーダンスは巻数比の２乗に比例します。Ｌ１は７回巻きで、タップ位置はコールド側から１．５回のところです。

Ｃ点のインピーダンスを５０Ωとすると、Ａ点のインピーダンスＺaは

Ｚa＝７＾２／１．５＾２×５０＝１０８９Ω　となります。　（ ＾ は２乗の意味です）

ツエップ型アンテナの給電点インピーダンスは数ＫΩと言いますから、こんなものなのでしょうね。

◆製作する(2021/4/30)

1. コネクタはＭＰ５（Ｍ型オス　５Ｄ２Ｖ用）を使います。
2. ボビンとしてグラスファイバーのパイプ(外径９ｍｍ×内径６ｍｍ×長さ４５ｍｍ）を使い、先端の１２ｍｍがコネクタに入るようφ８．５まで削りました。
3. アンテナ部分はφ６×１０００ｍｍのアルミパイプを使いますが、補強のためφ５×３０ｍｍのアルミパイプを末端の内部に挿入しました。
4. 下の画像のようにＭ型コネクタとアルミパイプにはＭ２のタップでネジ穴を切りました。
5. 使うビスは真鍮製ではアルミとの接触部で電解腐食があるためステンレスとします。
6. コイルはφ０．８のスズメッキ線を７回スペース巻きし、Ｍ２のビスで固定したラグに半田付けしました。
7. ボビン両端の挿入部はエポキシ２液混合タイプの接着剤で固定します。

◆ＳＷＲの調整(2021/4/30)

1. コイルと並列に６ＰＦのセラミックトリマを接続しＳＷＲが１．０に近くなるよう調整をします。
2. トリマを外して容量計で容量を測定しますが、容量計が無ければトリマの角度からおおよその容量を推定し、それに見合った同軸を切ります。仮に４ＰＦであれば４０ｍｍ＋αとしてください。
3. トリマを外したところに同軸を半田付けします。
4. 再度ＳＷＲを測定し、同軸を１ｍｍ単位で切り詰めてＳＷＲが１．０に近くなるようにします。この場合は４４ｍｍでＳＷＲは１．１した。

　ＳＷＲ調整のため６ＰＦのセラミックトリマを使用

　セラミックトリマを同軸0.8D2V（４４ｍｍ長）に置き換える

　タップ位置（写真を撮り忘れたので１４４ＺＥＰ２の画像を流用）

◆仕上げ(2021/4/30)

1. 熱収縮チューブでコイル全体を覆って固定します。
2. 給電線の先端にＭＰコネクタが付いており、それに合わせるため、中継コネクタとしてＭＡ−ＪＪを使います。
3. 自己融着テープでコネクタからコイル部分までを巻いて保護します。自己融着なのでテープが重なった箇所は一体化しているため隙間は無いはずですが、下側のＭＡ−ＪＪ側から巻いてアルミパイプ側で終わるようにし、テープの重なった部分から水が入りにくいようにします。
4. アンテナの先端部の防水対策はパイプの中にバスボンドを詰め、その上から６ｍｍ用端末保護キャップ(ホームセンターのネジ売場にあります）を被せました。

　熱収縮チューブで固定・保護

　自己融着テープで全体を保護する（ＭＰ−５にＭＡ−ＪＪを接続）

　アンテナ先端部にバスボンドを詰め、その上から端末保護キャップを被せる

◆内部構造(2021/5/7)

◆電圧分布(2021/5/7)
アンテナからはどのように電波が出ているのでしょう。図のような高周波電圧計を作り、アンテナに沿って上下に移動しながらメータの振れを図に点線で書いてみました。エレメントの上端部と下端部に山があり、中央部に谷があります。

◆アンテナの設置(2021/5/7)

1. １３年使ってきた１４４／４３０共用ＧＰをおろし、本アンテナに変更しました。ラジアルが無い分、見た目はスッキリしています。
2. 給電部はインピーダンスが高いため建物からは離すことが必要で、私の場合は目測ですが木造家屋の屋根からは１ｍ（１／２λ）ほど離れています。
3. アンテナ直下にＳＷＲ計を接続した時のＳＷＲは１．１でした。
4. アンテナからシャックまでは５ＤＦＢを９ｍほど、Ｍ−ＢＮＣ変換コネクタを介し、３Ｄ２Ｖを５６０ｍｍでＳＷＲを測定したところ、１４４．２００ＭＨｚにおいてＳＷＲ１．５でした。
5. ５６０mmの３Ｄ２Ｖを２７０mmのものに交換するとＳＷＲは１．１になったので、同軸の長さには注意が必要です。

◆使ってみた感じ(2021/5/7)
交換する前がアローラインタイプのＧＰであったため、アンテナのゲインとしては変わりないと思いますが、給電点の高さは同じでも先端部分は１／４λ高くなっており、いつも聞いている局の信号が若干強くなったかとの印象です。

＜完了＞

参考文献

1. アンテナ製作マニュアル　電波新聞社
2. アンテナ・ハンドブック　ＣＱ出版社
3. アマチュアのアンテナ設計　岡本次雄著　ＣＱ出版社
4. 平河ヒューテック株式会社資料