JF1MHNの430MHz帯J型アンテナ


ストレート基本型
(他のアンテナと比較し期待大) 誰でもわかる理論と基本的なJ型アンテナの製作を紹介。

クリックすると拡大します。 J型アンテナ
300オームのテレビ用のフィーダ線を1波長÷4の長さに切る。ただし、長めの20センチとす。下端を短絡し、17.3センチ上側に1/2波長のエレメントを接続する。

もう一方の上端は長めに下から18センチの長さにし、マッチィングをとるときの為に多めに長く取る。

フィーダ線の下端から3センチの部位にシュペルトップを接続する。上端のエレメント側に芯線、マッチングを取る為に切詰める方は網線であるシールド側を半田付けする。

コネクターはM型のオスで8Dの同軸が入る物を使う。これに合うエンビパイプを探す。コネクターにシュペルトップ接続する。

更に、フィーダ線とシュペルトップを接続する。これを塩ビのパイプに通し、仮止めをする。 エレメントを付け、測定器でSWRを測定する。程遠い値で測定値がレンジオウバーであっても、気にせずフィーダの先端を切り詰める。更にエレメントの長さを調整しながら、SWRが2,0以下になれば完成である。

300オームのフィーダー線は1/4波長の長さの平衡2線の構成である。この伝送回路を利用してインピーダンス変換をおこなう構造になっている。よって、これをショートスターブを利用したインピーダンス変換とも言っている。このアンテナの特徴は電圧が高い所(腹)で1/2波長のラジエターに給電する電圧給電である。

1/2波長のラジエター部の両端は高いインピーダンスが発生し、中央部は低インピーダンスになる。普通のダイポールアンテナは逆であるが、このように1/2波長のラジエターからは垂直の偏波面に対し水平方向にピークが発生し著名に打上角が低くなる。 電圧給電の長所であるがHF帯での電圧給電のアンテナでは非常に高い高電圧が伴う。整合の良く取れたバランスの良いアンテナでないとIの影響もあるので注意が入る。




縮小型のJ型アンテナ
(小型化に成功) ラジエター部とマチィング部を箱に納め移動用に改造。

ストレート型と説明が重複するが基本構造がJ型に似ていることからJ型アンテナと呼ばれる。動作はノンラジアルであり、λ/2のラジエターとλ/4のショートスターブの300オームTVフィーダからなるマッチング部で構成される。更に、コネクターとTVフィーダの間に平衡マッチングをとるシュペールトップを挿入する。

クリックすると拡大します。 箱の中身
基本は300オームTVフィーダの下端をショートさせ、さらに下端から1/4波長の長さの部位の片方の線を切断する。もう一方の1/4波長の上部から1/2波長のラジアルを付ける。

シュペールトップにした同軸ケーブルを1/4波長のTVフィーダの下端から約3センチ程(インピーダンスが50オーム)の部位に接続し給電する。

300オームTVフィーダ線の先端とラジアルの先端部は電圧が高く分布曲線の腹の部分でインピーダンスが高く、周囲の影響を受けやすい。しかし給電部のあるフィーダ線は変形しても影響がないようだ。よって写真ように変形し、箱にコンパクトに納めた。

過去にL型なるアンテナが紹介してある記事を目にした。これはラジエターを垂直に配置しマッチングセクション部を水平に設定するアンテナらしい。有名なチェッペリン型アンテナがあるが良く観察すると前者のL型の物を90度回転しラジエターを水平にしマッチングセクション部を垂直にしたアンテナあることが分る。

クリックすると拡大します。 SWR
HF帯ではアンテナ全体が巨大になり、アンテナの設置条件や環境面を考慮すると変形しても偏波面の1/2波長の部分で動作しているらしい。よって環境によって改造することができ、ハンディー機専用にラジエター以外を箱の中に納めることが出来た。

作者自身が最初の試みである様だ。出来上がった物はシュペルトップを蛇の様に丸め、マッチングセクションとラジエターとの接続周辺をなるべくシュペールトップから引き離すことによりSWRを良好な値に設定することが出来た。






十手型J型アンテナ



(金属加工が難色) 上の写真はJ型アンテナの給電部周りの部品である。今までのフィーダ線を使った物と給電部の構造が異なる。今回は基本となる1エレメントのアンテナを紹介します。

クリックすると拡大します。 J型アンテナ(1)

十手型と申せJ型アンテナには変わりはないが、給電部と接続部を一体化してしまった。

他のサイトにはBNC型のコネクターを利用したアンテナが紹介されている。M型でも出来ないかと試みた。案の定出来上がってしまった。一日がかりであったが荒削りのJ型アンテナである。

1エレメントの基本の十手型のアンテナだ。測定器でスタンディングを調べてみると、なんと何処か怪しい部分が見つかる。出力が10パーセント程低下している。何処かにリアクタンス成分が発生し御邪魔虫がいるようだ。

L字に伸びたスタブはマチィングを取る為の物で誰でも知っているだろう。この部分でのばしたり縮めてたりしながら共振点を探すことになる。

アンテナとエネルギーが損失がないように接続するには何をすれば良いのか未だに理解できない。最終手段としてアナライザーを当てながらの物作りになってしまうのが現状である。

便利な測定器がなかった昔のOMさんは感が働く。今の自分にはそれがないのが正直いって本音である。




430MHzJ型アンテナ(9段全長5メートル)

(長さ5メートルの430MHzモノバンダー) J型アンテナは1/2波長の一段から始まる。3段、4段、5段、8段とついに9段にまで達する。アンテナの高さは5メートルにも達してしまった。

クリックすると拡大します。 J型アンテナ(1)
クリックすると拡大します。 J型アンテナ(2)

上の写真はマッチィングセクションであるが、赤い部分は1/4波長の長さのシュペールトップである。その上に300オームのフィーダ線がある。

これの下部は短絡し上部の片側はエレメントへ接続する。もう一方は共振周波数を合わせるのにアナライザーを使いながら一ミリ単位で切り落とす部分である。

シュペールトップ部と300オームフィーダ線の接続はフィーダ線の下部から約3センチ程ところにある。

芯線はフィーダ線のエレメント側に、網線側はフィーダ線のもう一方に接続する。シュペールトップの表面は網線が動かないようにテープで巻く。

一般的にはシュペールトップ部と300オームのフィーダ線は直線状に配置するが、ハンディ機で使用する為と、小型化に伴い初めての試みである。よって、小さく配線を丸めてしまった。

ケースの中を見て分かるが、ぐるぐる巻きにしたシュペールトップと「つ」の字に曲がったフィーダ線から私自身 スネークアンテナ と呼びたい思い出ある。
クリックすると拡大します。 束ねたアンテナ
クリックすると拡大します。 SWR
川越市上寺山付近の入間川土手際から東松山市の15キロ間のでのやり取りでは当局ハンディー機VX−3(100ミリワット)で59のシグナルをえる。1ワット送信では59プラスオウバー振り切れであった。

移動運用では左の写真のように束ねることができる。成るべく短く、軽くするとここまでが限界のようだ。最後に考察であるが、移動運用では最高50ワット送信まで認められているが、当局はかたくなに0.1ワットでの運用スタイルを崩さないでいる。

上記で示したように、出力を10倍に上げたからといって、10倍の感度で聞こえ変調が飛ぶ訳でもない。10ワットを50ワットのフルパワーに上げても大差はないことが分かる。せいぜいシグナルが2,3ポイント上る程度のことになる。

アンテナのゲイン(利得)を上げることが一番の得策のように思える。エレメントの隅から給電する方法を取る本アンテナは打ち上げ角が低く、ゲインを上げる(電流の向きを一定にしつつエレメントを増やす)ほど遠方と通信が出来ると作者自身考えている。