33.137.5MHz クロスダイポール・エレメント位相式アンテナの製作例 2015/2/5
XDPPS 右旋円偏波 目次に戻る
ここに掲載しているアンテナでNOAAを受信するとゲイン不足で画像にノイズが入ります。
上記のクロスダイポールを2エレメント(リフレクター)に変更しました 2015/3/10
・このアンテナは、マッチングケーブルや円偏波のための位相ケーブル等を使わずに円偏波アンテナにして、50Ω同軸ケ
ーブルを直接 接続できる欲張ったアンテナです。
『このアンテナは、クロスするラジエーターの水平と垂直エレメントの長さを変えて、水平(垂直)エレメントを共振周波数より長くして誘導性にし
、垂直(水平)エレメントを共振周波数より短くして容量性にして、90°近い位相を作って円偏波にし、誘導性と容量性をほぼ同じ値にして目的
の周波数で共振させ、さらに水平と垂直エレメントの長さの差を付ける事によって結果的にインピーダンスが高くなる事が分かったので、この
性質を利用してクロスする部分のインピーダンスを高くし、クロスする2つのダイポールを並列接続で50Ωにして同軸ケーブルを直接 接続する
アンテナです』
ここでは、NOAAの受信等に使う 137.5MHz帯のクロスダイポールを検討しました。(NOAAは右旋円偏波)
特性は多エレメント八木アンテナにくらべて広帯域なので、ほぼ作ったままでも受信用としては使用出来ると思います。
SWRも137.5MHzで1.5以下となるでしょう。
なお、これでNOAAの信号が実用レベルで受信出来るかは不明です。
1.外 観
↑ 135.0~150.0MHzでSWR1.5以下 ↑
↑ 430.0~440.0MHzでSWR1.6程度 ↑
2.MMANAシミュレーション
↓ ↓ 地上高と垂直方向の放射特性 ↓ ↓
↑ ↑ 自由空間 半円が水平偏波 ↑ ↑ 大楕円が水平偏波(1.2mH)
低仰角が水平偏波(2mH) ↑ ↑ 低仰角2つが水平偏波(3mH) ↑ ↑
低仰角3つが水平偏波(4mH) ↑ ↑ 低仰角4つが水平偏波(5mH) ↑ ↑
幾つも広がっている方が水平偏波(10mH) ↑ ↑ ↑ ↑ 仰角3°の水平偏波(10mH)
☆シミュレーション結果から。
ダイポール系のアンテナは、大地反射の影響が大きく、高さによって垂直面の放射特性が大きく変動します。
シミュレーションの大地は完全な平面で有るが、実際には山谷が有りシミュレーションとは完全に一致しないが、同じ様
な傾向になることは、以前の測定結果で確認している。(下図参照 ↓)
左上図は、八木アンテナを仰角30°にした時のシミュレーションパターンである。
右上図は、左図のシミュレーションしたアンテナを実際に設置して衛星(AO-51)の電波を受信してロガーで記録し、それ
をエクセルのレーターチャートで表示したもので、「絵」としては驚くほど一致している。
地表に近いところと、切れ込みの深さが浅い所が違うが、これは地表の凸凹の影響と受信機のAGCが作動しているた
めと思われる。
注)最近の無線機のSメーターは、デジタル表示になっていて、このようなデーターが得られなくなっている。(FT-736で取得)
以上のシミュレーション結果から、アンテナを円偏波にする事も必要で有るが、垂直方向の大地反射を考慮したアンテ
ナにしないと、ゲインの少ないダイポール系アンテナでは、信号の大きな変動に悩まされることになると考えている。
3.各部寸法、加工組立参考図など
540/477mmの所にニッパーで歯あとを付けて90°に折り曲げる。
同軸ケーブルの芯線と編組をそれぞれラジエーターの穴に差し込んで半田付け後にアクリルラッカースプレーを吹き
つける。
↑ ↑ 材料は、ABS又はポリカーボネイト ↑ ↑
6mHに設置
4.測定結果 ↓ これはシミュレーション
今回は、作ったままで調整はしていません。 145MHzでも使える
↑ 測定位置を変えたら少し変わった ↑
測定:AA-1000
↑ 6mHに設置して3D-2V×1.3m+5D-FB×8m端で測定した。 140と450MHzで低い
次は、アンテナを円偏波にしながら、垂直方向の大地反射を考慮したアンテナを検討中です。
★ 上記のクロスダイポールを2エレメント(リフレクター)に変更しました。 2015/3/10
1.外 観 など
↑ ↑ SWR(シミュレーション)
2.MMANAシミュレーション、各部寸法、加工組立参考図など
☆同軸ケーブルを
ラジエーターの90°
に曲げた所に直接
半田付けする。
☆ラジエーターは、
477は変更なし。
540を533にする。
↑ ↑ 5mH ↑ ↑ 6mH(切り込みが少し深い)
22.測定結果
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おわり つづく ?