10.436.5MHz 3エレメント八木(3線式フォールデット) de JA1CPA/中村 2014/02/11
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こんなアンテナを作りました。 ↓ ↓ ↓ (寸法は下に↓)
目的は、3エレメントでゲイン最大を!
ゲインは、Ga 9.88dBi と今までの3エレメントでは最高です。帯域幅は狭いです。
設計値より周波数が低くなっています。給電部の同軸ケーブルの芯線と編組を短くすると高くなります。
・シミュレーションでは!
一般的に八木アンテナは、ラジエーターを1/2λダイポールにして使います。
このダイポールの給電点インピーダンスは、エレメントが多くなるとインピーダンスが50Ωより低くなります。
シミュレーション等でアンテナゲインを多くして行くと、インピーダンスはさらに低くなり、低いほどゲインが多くなる
傾向になります。ただし限界はあります。
そのために50Ω同軸ケーブルとマッチングするには、何らかのマッチング回路が必要になります。
マッチングの方法には、いろいろな方法がありますが、その一つに、ラジエーター部分をセミフォールデットや
ホールデットダイポールにして低くなったインピーダンスを高くする方法があります。
ダイポールの各方式のインピーダンスは、下記のようになります。
1/2λダイポール(DP):75Ω
セミフォールデット:150Ω(DPの2倍、50Ωの3倍)
フォールデット:300Ω(DPの4倍、50Ωの6倍)
3線式フォールデット(外線給電):450Ω(DPの6倍、50Ωの9倍?)
3線式フォールデット(中線給電):675Ω(DPの9倍、50Ωの13.5倍)
ラジエーターをセミフォールデットにすると、ダイポールでは50/3=16.7Ωで良いことになります。
さらに、3線式フォールデット(中線給電)では、50/13.5=3.7Ωまで低くできる事になります。
しかし、ここまで低くなるとなかなかマッチングすることができません。
試しに、3線式フォールデット(外線給電、上の下図)でマッチングが取れて、ゲインも9.88dBiと成りました。
たぶん、450Ω(DPの6倍、50Ωの9倍?に成っている感じです。(資料を持っていません)
ここでは、一般のアマチュア無線ではやらない、3線式フォールデット(外線給電)をラジエーターにてシミュレー
ションしゲイン最大値を計算しました。
下記がその結果です。ただしゲイン最大にしたことも有り、3エレメントとしては、F/B比が悪くなっています。
SWR1.5> 436.5±1.3MHz
エレメント径(すべて):φ2.0mm
真ちゅう、銅、棒等
棒の中心からの寸法
寸法精度:±0.5mm
寸法を正確に作るほどシミュレーション値
に近くなる。
・周波数調整
同軸ケーブルの芯線と編組を短くしました。(約5mm)
SWR最低周波数:435.500MHz、SWR1.09(0.5MHzアップ)
ディレクター(D1)316mm及びリフレクター(Ref)336mmに対する
長さと周波数の変化の関係。
×4とは、D1、Refの両端4ヵ所の意味
×2は間違い、-1.0×4が正しい。
ラジエーター(Ra)の284mmに対する長さと周波数の変化
の関係。
ラジエーターは、作った後で調整するのは困難。
↑↑(注)インピーダンス(R成分)は、D1を短くすると大きくなり、Ref を短くすると小さくなる。
下記は、ディレクターの両端を1.5mmずつとリフレクター両端を1.0mmずつ切った状態の特性。
・製作のポイント
ラジエーターを少しプラスぎみに作ると、周波数が低くなるので、ディレクターとリフレクターをそれぞれ短くして
周波数を高くして必要な周波数に合わせる。
ディレクターとリフレクターは、両端を同じ寸法ずつ短くする。
・使って見ました。
TH-F7(ケンウッド)のSSBモードでFO-29のビーコン(435.795MHz/EL15°程度)がFBに受信出来ました。
このTH-F7のSSBモードのフィルターは簡易型と云うことで帯域がかなり広く5~6kHz離れていてもバサバサ
と音がする感じで、ドップラーを伴う衛星のビーコンを受信するのに都合が良くなっています。
ただし、違法局が出ているとかなり離れていても混信を受けます。
混信の無い日曜日か夜間は非常に有効です。
・3D-2Vの芯線、編組のリアクタンス
3D-2Vの芯線と編組(20mm)のリアクタンス(インダクタンス)です。
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おわり