160m超短縮ホイップアンテナの製作

懲りずにまた160mアンテナの製作に挑戦です！

今回のコンセプトも飛ばない聞こえないFT8なら辛うじて交信可能？なアンテナ。

出力は10W程度を想定(PEPなら50Wいけるかも？)
全長はベースローディング方式で0.5m～1.0m程度を目標
調整式で1.8MHz～1.9MHz+をカバー

肝となるのはベースローディングコイル。どのくらいのインダクタンスが必要なのか様々なシミュレーションサイトで調べてみたら1500μH程必要だと分かった。

次に1500μHのコイルはどうやってつくるか。手持ちの0.5mmホルマル線と塩ビ管VP40が余っているのでこれを利用すると…
約370ターン。長さにして180mm以上巻く必要があるようだ。

370回巻きが初心者にはピンとこないが、大変な作業のような気がしましたがとりあえず作ってみました。

勘で少し多めに巻いたところ、1600μHとまずまずの狙い通りのものができました。

Mコネを付けて、ホットメルトでコイルがほどけないように補強して…

頭に20cm～70cmのロッドアンテナを付けて…

ベランダに仮設してみたところ、上手くアースが取れなかったり悪戦苦闘しましたが、どうも1.6MHz台で共振しているようだったのでコイルを解く調整作業を行っていきます。

結局、1130uHまでコイルを解くハメになりました。

早速仮設して交信！できません…
二日様子見しましたが、聞こえても拾ってもらえない状態です。さすがに短すぎたのでしょうか？
コイル長20cm程度、エレメント長30cm程度

もう少しエレメント長を確保すべく、970μHまでコイルを解きます。
結局最初の2/3の長さに…
解き過ぎで1.8MHzをカバーできなくなるのが怖いです。

センターローディングでいけとの天の声が聞こえたので
さらに追加の50cm下部エレメントを作成して再挑戦したところなんとか交信できました。

最終型！
現在、小型化の限界を知るべく20cm下部エレメントに変更して(計80cm弱)挑戦中です。

3/29 下部20cm(全長80cm)状態で１エリアの局と2局交信できました。
不安定ですがなんとかいけそうなので、しばらくこのまま様子見しようかと思います。
後、出力50Wで安定しています。単発なら70Wも耐えました。

3/31 コロナ放電に悩まされました。

まさか50Wでコロナ放電なんてと思ってたらまさかでした。
夜、SWRが暴れていたので外を見たらアンテナの先端が燃えていました。
先端には樹脂キャップが付いていたので、外して再度出力すると、赤紫のコロナが…

対策を調べるとO端子を付けると良いらしいので、早速。
なんとか放電は収まりました。

4/3 コロナ安定しません。
30Wならでたことないけど、50Wなら３回に１回コロナ放電する感じ。
FT8送出開始時は30Wで始めて。音が出だしたら素早く70Wに上げるという涙ぐましい努力をしています。

80cmアンテナでの交信局11局になりました。いずれもFT8です。
CWでそれほど積極的に交信を試みてはいませんが、未だ交信できていません。
コンセプトである、「FT8でなら辛うじて交信できるアンテナ」は達成できたと言えるのではないでしょうか？

総括
・コロナ対策
・耐圧、耐久性の確認
・廃材を利用した為、軽量化の余地あり
・狭帯域の為、雨に濡れると要再調整
と若干の課題はありますが、ちょっと乱暴に扱って壊れても、改良型を作りたいくらいに気に入っています。コイル銅線とコネクタ、塩ビキャップ以外、流用、廃材なので1,000円程度でできています。すべて材料を買い揃えても2000円掛からないと思います。
交信できる最も短いアンテナに拘りましたが、下部エレメント50cm以上のもう少し長いアンテナをオススメします。

各局交信ありがとうございました。(敬称略)

【110cmアンテナで交信】
JG3DJX,20/03/25,-16,-07,…G5RV
JF3MKC,20/03/25,-07,-07,…EMEer
JA2MBT,20/03/26,-11,+02,

【80cmアンテナで交信】
JH1QKG,20/03/29,-24,-11,…ベランダ釣竿+Lワイヤー
JM1NKT,20/03/29,+05,-15,
JF6CRV/1,20/03/30,-10,-19,
7L1DST,20/03/30,-03,-08,…HFJ-350M+HFJ-L1.8/1.9
JO3OCR,20/03/30,-02,-07,
JG3GNU,20/03/30,+05,+15,…マルチバンドロータリーダイポール100W
JN1NBU,20/04/03,+01,-19,…HI-Qピラニア改造？
JH9DRL,20/04/03,+09,-22,…ベランダ雨どいワイヤー？
JN1EDR,20/04/03,-18,-15,
JH4VAJ,20/04/03,-17,-18,
JH3HWO,20/04/03,+01,-18,
JA0VSH,20/04/03,-10,+01,…タワー上の釣竿バーティカルDP、kWer
JI1KTU,20/04/04,-06,-10,
JJ1QEI,20/04/04,-10,-14,
JA1JUR,20/04/04,-19,-14,
JA7KPL,20/04/04,-11,-20,
JI1GFZ/P,20/04/06,-14,-14,
JA9IPF,20/04/06,+03,-15,

JA4SSM,20/04/06,-16,-09,
JF2PKP,20/04/06,-08,-06,

JK1MVF,20/04/06,-18,-17,

JG1BAG,20/04/08,-16,-15,
JA6PVI,20/04/08,-22,-21,
JH7OTG,20/04/09,-18,-17,
JA8JAK,20/04/09,-09,-17,
JA4NQD,20/04/09,-08,-14,
JF3PGW,20/04/10,599,575,CW,京都府長岡京市

1年掛かりでLotWに登録

やっと、念願のLotWに登録できました。

申請時は2019年2月15日、登録受付日2020年2月18日
1年以上掛かってますね、はい。
申請当時は英語分からないし海外に封書送るのは面倒だから後回しにしていました。

ふと2020年1月に届いたLotWからのメールを日本語訳してみると、
「アマチュア無線運用許可書（ライセンス文書）のコピー、および運転免許証やパスポートの最初のページなど、身元を示す他の政府発行の文書のコピーを郵便かメールで送れ」

ここで初めてメールでも登録できることを知り、一念発起、登録再挑戦を試みました。

他人のブログを軽く漁ってみたところ
・メールに添付するファイルは1MBまで？
・PDFは受け取ってもらえない？
・運転免許証じゃなくて無線従事者免許証でも良い？
といった情報が見つかりました。

PDFが駄目ならどのフォーマットならいいのか、カラーかモノクロか、少し疑問が残りましたが駄目元でメールを送ってみました。

結果、免許状のカラーをJPEGで、免許証のカラー(表のみ)をJPEGで2つのファイルで送ったところ、半日で認可されてTQSLファイルとパスワードが送られてきました。

ちなみにPDFでは本当に受け付けてもらえませんでした。

早速ログをアップロードしてみました。
ユーザーインターフェースとしてはQRZ.COMのほうが使いやすいです。ただQSL合致率は他のeQSL系とは比になりませんね。他のは1割合致すれば良いところですが、LotWは5割近く合致しているではないでしょうか？利用率の高さが伺えます。

アパマンハムのアンテナ

アパマンハムにとって、アンテナは永遠の課題。
性能、サイズ、重量、設置方法すべてのバランス良く考慮して周囲に迷惑を掛けないように妥協点を探す。
そんなアンテナシステムの一部を紹介します。

 V/Uアンテナと基台、イレクターパイプ、ドリルクランプの構成。
建物から少しでもアンテナをオフセットさせるのが目的。手摺とドリルクランプの間にはゴムシートを挟んでいて手摺を傷めないように配慮している。
以前はイレクターパイプを真上に突き出してアンテナが屋根の上にでるように設置していたがアンテナ本体が目視できないのとパイプが長過ぎて不安要素が多いので辞めた。
釣竿固定具を利用するのも検討したが、アルミ製のドリルクランプの方が頑丈そうだった為、こちらを採用。
1年ほど運用しているが、基台、パイプともに腐食がはじまっている、3年はもつが5年後が不安といった感じ。やはりアンテナ周りは基本ステンレスにしたほうが良い。

SD-330(HF帯用)と改造基台の構成。
接地型アンテナかつ、約1kgという制約による妥協の産物。
出来れば少しでも給電点をオフセットさせたいのだが、アースが上手く取れなかったことと、やはり重めのアンテナをオフセットさせるのに抵抗があった。
SWRは3.5MHzが1.2~1.3程度、7MHz～18MHzが1.0、21MHz以上は1.5以上
改造基台は市販のステンレス基台に一部とホームセンターの棚受を溶接して外れ止めボルト穴を加工しただけのもの。
写真では半分隠れているが、水平だし用の取り付け穴もある。以前はHV-5Sを水平だしで運用していたが、3.5MHzと14MHz運用もしたくなり、SD-330に乗り換えた。

2020/4/25追記
ドリルクランプ+イレクターパイプ+基台+自作アンテナ1.8～1.9MHz
アパマンでもトップバンドに出たいという妥協の産物。
全長1m未満の自作接地センターローディングアンテナで国内FT8ならなんとか出られる性能。
CWはかなり厳しいができるところとはできる。
160mアンテナの製作は一度失敗しているので結構思入れのあるアンテナ。

160m 磁界ループアンテナの製作

160m用磁界ループアンテナを制作しました。
結論から書くと失敗でしたが、後学の為に残しておきます。

コンセプトとしては１mの銅パイプを使用して高さ35cm程度に抑えた極小アンテナ。
構想の段階からまず飛ばないだろうと予想。ただ、FT8ならある程度できるのではという期待がありました。
出力は10W～50Wを想定。

主な材料
・銅パイプ1m
・エアバリコン60pF
・3kV耐圧コンデンサ　計7nF程度

コンデンサ部

製作は難航しました。まずコンデンサ容量ですが、シミュレーションソフトにより5nF程度だと思っていたのですが全然違いました。また、給電ループのサイズも不明だった為、試行錯誤しながらとなりました。

特性(範囲1.90MHz～1.95MHz)

何度も半田付けをしては剥がす作業を繰り返してやっと狙いの帯域に落とし込めました。
160mでFT8ができるのは1.9MHz帯で1.908~1.910あたりらしい。

無線機に接続すると夜の7時過ぎだった為、室内設置でもFT8信号をキャッチ。
落ち着いて出力を５Ｗに設定。いや、念のために3Wに設定。SWR画面を睨みながら「Enable TX」をオン。狙い道理にSWRが全然立ってない！と思ったのが束の間、2,3秒もするとメーターが右へスーッと伸びていきSWRが3を超えていきました。

すぐに思いついたのが送信による発熱ですが。ループもコンデンサも熱を持っている様子はありません。考えらるのは、体感できない熱でも特性が変わる程繊細なのでしょうか？

その後もチューナーを使ったりして試していると、どうも送信していると周波数が高い方へ共振点がズレていくことが分かりました。ならば、ズレを見越した調整をしたらどうなるか…

今回はここまで、以後打開策が見つからなければ、このアンテナは分解されていることでしょう。

追記
セラコンの温度特性について、メーカーの良品でも100度で20%程度変わる。
7000pFが1度変われば、0.2%=14pF相当
体感30pFで1kHz程度共振周波数は変わる（？）
買ったのは中華セラコンなのでこれ以上の変化でしょう。

430MHz帯の磁界ループアンテナは50W送信でも比較的安定していた。
銅によるエアバリコンだったから熱も持ちにくく容量も小さいので安定していた。

磁界ループアンテナの考察

動作原理
コイルとコンデンサの直列共振回路により共振周波数の磁界を発生させる

F=1/(2π√(LC))
・ローバンドで共振させる程LC値を大きくしなければならない

直列共振回路のQ値を大きくするには
・インダクタンス L を大きく
・キャパシタンス C を小さく
・直列抵抗 R を小さく

つまり
・ループ径を大きく
・ループ巻き数を多く
・バリコン容量を小さく
・ループ導体を銅にする

共振LCと合わせて考えるとＱ値を落とさず共振周波数を半減させるには、Ｌ値を4倍にしなければならない。

コイルのインダクタンスについて
・断面積に比例(半径の２乗に比例)
・巻き数の２乗に比例
・コイルの長さに反比例
・(透磁率に比例)

中華V/Uアンテナ

安いのでついつい衝動買いをしてしまう中華アンテナ。
折れやすい、錆びやすい等の耐久性に難があるのは理解(体感)していますが、性能に関しては別段悪くない印象があります。
備忘録代わりにこれまで使用した中華アンテナのレビューを残しておきます。

NAGOYA NL-770S
アンテナ長40cm弱　セットで3000円弱
アマチュア無線を初めて最初に買ったV/Uアンテナ。
てっとり早くベランダに設置したかったのでアンテナ基台+ケーブル＋アンテナ3点セットをアマゾンで買って付いてきた。
CW～SSB帯を使いたい為、144MHz帯で調整すると430MHz帯でイマイチ。430で調整すると144でイマイチ。
と、今思えばイマイチなアンテナだったが、初期投資を抑えて遊べたので感謝しています。

Empire EM-370H
アンテナ長1m　2000円強
NL-770Sから乗り換え。性能の違いを明確に体感できたアンテナ。帯域も広く調整も容易で今でも144MHzのメインアンテナとして頑張っている。

ハンディ用コピーアンテナ
アンテナ長8cm弱 500円弱
脅威の短縮アンテナ。有名なパチモノアンテナ。144/430/1200MHz帯を謳っているがアンテナアナライザーで見てみると430MHzしか使えない。逆に430MHz帯は一応使い物になる。とはいえ短かろう悪かろうなので、出番がない。アウトドア運用で長いアンテナが邪魔になる場合は便利なのだろうか。

Ut-108Uv
アンテナ長40cm 1000円弱
マグネットで固定することでアンテナとして機能する。これもまた430MHz帯しか使い物にならない。やっぱ調整機構がないアンテナは駄目ですね。

ラジオ少年さんよりエアバリコンを購入

ラジオ少年さんからエアバリコンを入手しました。

20pF x ３連　\600

耐圧のよさそうな20pFを中心に少量購入しました。
破格で譲って頂けてとても感謝です。わずかな腐食がありますが、用途が自作や試作なので問題ありません。あとで防錆袋に入れておきます。
測定してみると１セクションあたり約20pFの３セクションで合計25pF～59pFの可変。２セクションにトリマーという最低可変容量を調整するものが付いていて、トリマーを取ると１つあたり5pF程度容量が減ります。トリマーなしでは合計15pF～49pF程度かな？
トリマーの仕組みがよく分かりませんが、見た感じトリマー箇所は耐圧が低そうな感じがするので、用途によっては外したほうがよいのかな？

生まれて初めてエアバリコンを触ったのでちょっと心が躍りました。
こんな機会を頂いたラジオ少年さんはこちら
特定非営利活動法人　ラジオ少年
http://www.radioboy.org