430m2gp

４３０ＭＨz　２段グランドプレーン

◆はじめに(2013/12/14)
４３０ＭＨｚＳＳＢトランシーバーの自作を目標に色々な実験を進めています。電波の出入口であるアンテナとして現在は１４４／４３０共用ＧＰを使っていますが、もう少しゲインのあるアンテナが欲しくなり、１９８０年頃のモービルハム誌を参考に作って結果の良かった２段ＧＰを再現しようと思います。

◆電気的な構造(2014/1/3)
手元に残っていたメモから図１を書いてみました。しかし当時のモービルハム誌が残ってないので詳しい原理は不明ですが、エレメントの長さやコイルの巻き数から推察すると１／２λに５／８λを重ねたもののようです。当時のメモには同一局を受信しながらＳを比較してみたところ、５／８λ１段ではＳ２だったものが、２段ではＳ３になったと書いてありました。ラジアルについてはアローラインのようにラジエータから１６０°程の角度をつけて打ち上げ角を低くする方法もありますが、ＳＷＲが下がりにくいということもあり、ここではインピーダンスが５０Ωになる１００°としました。

　図１

◆どのように作るか(2014/1/3)

上段のラジエータはφ２のピアノ線、下段のラジエータはφ４(内径φ２．５）の真鍮パイプを使い,、Ｍ型コネクタに固定する部分はＭ３のタップで内径部にネジを切りました。
コイルのボビンはベークのφ６とφ８を長さ４０ｍｍに切りφ８の中にφ６を押し込んで使います。
コイル部はφ１のスズメッキ線を８回巻き、両端はラジエータ部分に半田付けします。
ＳＷＲの調整後コイルの上に熱収縮チューブを被せ加熱して固定し、その上に自己融着テープを巻いて保護します。
土台になる部分は中央部分がネジ式の丸座Ｍ型コネクタ（メス）を使い、ラジアルとしてφ２の真鍮棒３本をナット部分に半田付けします。
ラジエータとラジアルは錆止めのため塗料を塗っておきます。
給電部は防水と強度を高めるためエポキシ系の接着剤（セメダインスーパー等）で固め、自己融着テープを巻いて保護します。

　　
（左）ナットにラジアルを半田付け　(中）丸座のＭ型コネクタ（メス）にナットを取りつける　（右）給電部の様子

◆コイルの巻き数(2014/1/3)
大雑把ですが一つの目安としては必要とする波長分としています。４３０ＭＨｚで１／８λであれば　３００／４３０／８＝０．０８７ｍ＝８７ｍｍ。φ８のボビンに巻くとすれば　８７／８／３．１４＝３．５回となります。５／８λＧＰを作る場合はラジエータが５／８λ、コイルは１／８λであり、４回巻いてコイルのピッチを調整すればマッチングするため、こんな調子で決めています。

この２段ＧＰの中央部にあるコイルは８回であり、下段エレメント長２２０＋（８－３．５）×３．１４＝３３３ｍｍ　と言うことから　下側のラジエータはコイルを含め１／２λとして動作しているように思われます。

◆ＳＷＲの調整(2014/1/3)
アンテナ→ＳＷＲ計→４３０ＭＨｚＦＭトランシーバーを順に接続し送信状態にし、ＳＷＲが１に近づくようコイルのピッチを広げたり縮めたりしながら調整します。ラジアルの角度が１６０°の時はＳＷＲ１．２でしたが、１００°にすると１．０５程になりました。

◆輻射パターン(2014/1/3)
さて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。ラジエータの上部から１７０ｍｍほどのところに谷があり、コイルの上端部と給電部にも谷があります。

　　
（左）輻射パターン　(中）(右）高周波電圧計

◆コイル部の処理(2014/1/11)
ＳＷＲ調整後はコイルのピッチがずれないよう熱収縮チューブを被せ、ライターの火で加熱してコイルを固定し、その上にタイタックという自己融着テープを巻いて保護します。

　　
(左）コイルを巻く　(中）熱収縮チューブで固定　（右）自己融着テープを巻く

◆アンテナを設置(2014/1/11)
上の図のようにＭ型コネクタとアンテナの接続部は自己融着テープを巻き、防水処理をしておきます。

＜完了＞