皆空の中で...

21MHz傾斜型ダイポールANTと調整

このページは,レイテ島DTSさんへの21MHzアンテナ案です。
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トランシーバー(TRX)の「内蔵オートチューナ」または「外付けチューナ」で調整をとり,その値がSWR1.5以下となっていても,チューナーからアンテナへの同軸ケーブル上のSWRは良くはなりません。

ダイポールANTの中央給電点と,そこへ接続される同軸ケーブルのインピーダンス整合が合っている状態(SWR=1.5以下)でないと,同軸ケーブルからANT線へ送信電力が十分に送り込めない=送信電力は反射されトランシーバー側へ戻ります(電波として飛ばない)。

ダイポールANTの中央給電点(下図のA)のインピーダンスを同軸ケーブルと整合させるため,ANT線の長さを細かく調整します。
下図の「ヒゲ線」はこの調整のための線です。ヒゲ線の長さを10mm単位で調整し,使用する周波数で最もSWR値が低くなれば調整終了です。両方のヒゲ線を17mm短くする毎に周波数が100KHz高くなります。
ANT高さや周辺の影響でSWR値が1.0とならないのが普通です。SWR=1.5程度まで下がればOKです。
            (図はクリックで拡大します)

4F5TDSへのANT提案

ANT線とテトロンシート(ロープ)の接続部においてANT線側をループ状に巻いてヒゲ線を引き出した場合は,ループ状の線とヒゲ線をステンレス線で巻締して,ループがコイルのように働かぬようにします。ループ部分はANT線の長さに加えません。
     ヒゲ線

SWRの測定は,トランシーバをCWモードにし,10W程度の電力を短時間送信して測定します。
SWR計が無い場合は,チューナをスルーにしてトランシーバの内蔵SWR計で測定します。外付けチューナの場合もスルーにして測定します。
測定は50KHzごとに測定し,その結果をグラフにプロットすれば,SWRが最も低い周波数がわかります。

下図はSWR測定値をプロットした曲線の例です。左曲線は低い周波数にANTが同調している状態です。右曲線は21.35MHz付近にANTが同調している状態です。
上のANTなら,もっと広い範囲でSWR=2.0以下となるでしょう。

     ヒゲ線とSWRカーブ

下図はアンテナを上空から見た電波の輻射方向です。
給水塔がSSE方向,ヤシの木がNNW方向なら下図の水色の指向特性となります。
即ち,EからNE,NNE方向へ電波が輻射されるので,小笠原やJA方向へ輻射されます。
給水塔側が高い,やや傾斜型のANTなので,垂直面の輻射角度も低角度となり,JD1,JA方向への電波の輻射は良くなると思います。

        上空から見た電波の輻射方向

くどいようですが,「ヒゲ線」の長さを細かく調整して,チューナ無しでのSWRの値が最も低くなるようにすることです。


【参考メモ】
ANTの中央給電点(A点)にSWR計を挿入して計測するのがベストですが,物理的に難しいので,同軸ケーブルのトランシーバー側(B点)で計測します。

A点の状態が,SWR=1.0なら同軸ケーブルの中はANT方向への進行波のみとなり,反射波が生じないのでケーブルの全ての点でインピ-ダンスが同一となるためケーブルは任意長でOKです。
ですが,バンド幅の中で周波数を変化させて運用するアマ無線においてSWR=1.0と言う状態は現実には起きにくく,低くてもSWR=1.2~1.5程度となるのが一般的です。
SWRが生じている状態でも,同軸ケーブルの長さが1/2波長の整数倍にすれば,B点での計測値でA点のSWR値を把握することができます。
(実際には,1/2波長の整数倍×同軸ケーブル速度係数となります)。
21.3MHzの場合,波長は14.08mです。これに同軸5D2Vの速度係数0.67を割り掛けた14.08×0.67=9.4mが同軸上の1/2波長の長さとなります⇒9.4mの整数倍の長さであれば同じ。
やや,細かく書きましたが,SWR=1.5程度であれば同軸ケーブルの長さは任意長でも良いでしょう。


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  1. 2014/05/17(土) 16:25:50|
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