皆空の中で...

14.T型アンテナチューナー(カップラー)の自作-2

14.T型アンテナチューナー(カップラー)の自作-2    
                     パソコン関係は → こちら     総目次は → こちら
......................カテゴリ「アンテナと整合」の8~13までのページ
...........8.同軸ケーブルの長さを調整するとSWRがさがる
...........9.非同調フィーダーと同調フィーダー
........10.アンテナチューナー(アンテナ カプラー:空中線整合器)
........11.続:アンテナチューナー(オートチューナー)
........12.アンテナチューナー(カップラー)のコイルとバリコン
........13.アンテナチューナー(カップラー)の自作-1

前13項では,コイル1個とバリコン1個を使用したアンテナチューナを自作しました。本項ではバリコンを2個を使用したT型アンテナチューナを作成します。
T型アンテナチューナー(CLC)の基本回路は下図の通りです。(図はクリックで拡大します)
   T型整合器C 
コンデンサをバリコンで表示し,コイルのタップ切替えを表示すると次のようになります。コンデンサCとCのあいだにコイルLがあるので,通称「CLCタイプのT型アンテナチューナー」と呼ばれます。このCLCタイプは特殊なバリコンが不要なことなどから市販のマニュアルアンテナチューナー,初期のオートチューナーに多く採用されています。
 実用例:KENWOOD TS-930,TS-940,TS-450,TS-690の内臓オートチューナーは下図のLのタップ切替をリレーで,VCをモータで回転させるCLC方式のチューナーです。マニュアルチューナーとしては,DAIWA CNW-419,MFJ-986,MFJ-949E,クラニシNT-535などがあります。
          T型ANTチューナーCLC基本回路
下の写真は上の回路図の通りに作成したもの。回路図と比較しやすいようにバリコンとコイルを配置しました。左右のバリコンの大きさが異なるのは,手持ち品を使用したためです。バリコンは左右同じものでOKです。
バリコンの容量は3.5MHzまでの使用をする場合は250pF,14MHz以上で使用する場合は150pFで良いでしょう。バリコンの耐圧は出力100Wなら耐圧1KVのものを使用します(出力50Wまでなら耐圧500VでもOKでしょう)。(写真はクリックで拡大します)
               Homebrew T-type antenna tuner
   試作T型CLCカップラー2IMG_1595

下の写真左は反対側から見たもの,右は入力側の同軸ケーブルまで含めて写したものです。(写真はクリックで拡大します)
   試作T型CLCカップラー3IMG_1599 試作T型CLCカップラーIMG_1594
コイルは一般住宅の電気配線に使用するVVFケーブルの心線(銅線)を単一電池へ巻いて自作したものです(コスト200~300円)。コイルの自作とバリコンの価格情報は前12項「アンテナ(カップラー)のコイルとバリコン」をご覧ください。 (写真はクリックで拡大します)   コイルの自作とバリコンの価格情報はこちら
     Homebrew air dielectric inductors, Homemade air dux coil
   手巻きコイルA_IMG_1561
このアンテナチューナーは10MHzから29MHzまで整合ができました。コイルの長さを小さくするとコイルのインダクタンスLの値が大きくなり,7MHz帯でも使用できます。3.5MHzで使用する場合は密巻したコイルをアース側へ直列に挿入します。

バリコンのシャフトに送信電力が加わるため,実際に使用するときはシャフトの絶縁が必要です。私は普通の樹脂製ツマミを取付けてバリコンを回転させますが,本来は下の写真のタイトカップリングを取付けてシャフトを絶縁します。
          タイトカップリング

【T型アンテナチューナー(カップラー)のチューニング操作方法】---初めての方へ
 (1)下図のように送信機とアンテナチューナー(カップラー)を接続します。
     アンテナチューナーのテスト構成
 (2)送信機(トランシーバ)の周波数を21MHz,CWに設定します。
 (3)送信機出力を最小にします(キャリア出力を最小にする)。
 (4)アンテナチューナの出力へ疑似負荷(50Ω~100Ωの10W以上の抵抗器)
 (5)コイル端子6~9へ短絡端子を締めつけます(調整時なのでワニグチクリップでも良い)。
 (6)送信機を送信にし,CWキーをONにします(CWプラグの端子をワニグチクリップで短絡させてもOK)
  ----ここからがコツ----
 (7)VC2をゆっくり動かしてSWR計の針がピクっと低く下がる点で止めます。
 (8)VC1をゆっくり動かしてSWR計の針がより低く下がる点で止めます。
 (9)再び,VC2をゆっくり動かしてSWR計が更に低く下がる点で止めます。
 (10)以上の(7)~(9)を繰り返し,SWR計の針がゼロになればチューニング終了です。
     SWR計については前6項 こちらをご覧ください

SWR計の針が下がる点が見つからない場合は,VC2を50%回転させた状態でVC1をゆっくり回転させて針が下がる点がないかトライします。それでも見つからない時はVC2を75%回転させてVC1を動かしてみます。このようにVC2とVC1の容量の組合せでチューニングポイントが見つかるはずです。
むやみにバリコンを操作してもチューニングはとれません。


魚釣りのように微妙にバリコンを動かして,最初に少し針が下がる点をさがす(7)がポイントです。言い換えると,自転車の乗り方のようなもの……最初は解りにくいが,慣れてしまえば誰でもできる操作です。

疑似負荷が無い場合は,100V40W~60Wの電球でも代用できます。チューニングが取れるにつれて高周波電力によって電球が明るくなるので面白いですよ。
 注意:40Wの電球はAC100Vで点灯した時の抵抗値が250Ωです。疑似負荷として利用した時,100V点灯より暗い状態であれば抵抗値は250Ωより低い状態です。消灯時は20Ω~25Ωです。疑似負荷として動作させた時,その時の抵抗値が何Ωなのかがわかりにくい問題があります。
次の写真は電球をダミーロードとして接続し,高周波電力で点灯させた状態です。テスト時の送信電力が7Wなので40W電球の明るさは15%程度でした。写真右はダミーロードです。  (写真はクリックで拡大します)
     ダミーロード電球

     ダミーロードIMG_1617

次は,T型アンテナチューナー(CLCタイプ)をアルミケースへ組み込んでみます。次回へ続く。

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はしごフィーダー用アンテナチューナー(カップラー)は →  こちら

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  1. 2012/07/17(火) 16:41:08|
  2. アンテナと整合
  3. | トラックバック:0
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コメント

はじめまして

はじめまして。
こんばんは。
アマチュア無線初心者のリセットボタンと申します。

T型整合器をネットと探していましたところ貴ブログにたどり着きました。
どの記事もアンテナ整合について詳しく書かれており、たいへん勉強になりました。

ところで、いきなり質問して申し訳ございませんが、よろしかったらご教授下さい。
T型整合回路では、LCL型とCLC型の2タイプがありますが、どちらのタイプが自作しやすいでしょうか?
調整の面や特性の面も含めて教えて頂きますと助かります。

これからもよろしくお願いいたします。
  1. 2012/12/15(土) 18:45:33 |
  2. URL |
  3. リセットボタン #nLnvUwLc
  4. [ 編集 ]

リセットボタンさん
はじめまして。
コメントありがとうございます。
まず,ご質問の件ですが,作りやすいのはCLC型でしょうね~。
コイルに沢山のタップを作り,タップにバリコンを接続する簡易LCLはバリコンが1つで済みますし,バリコンの耐圧も大きくなくて済みますからコスト的に悪くないですが,整合ポイントを探すのにやや手間がかかりますね。
その点,バリコン2つ必要ですが短時間に整合できるのはCLC型でしょうね。バリコンの軸を絶縁するなど余分な部品が必要ですね。
コメントにURLがありましたので,リセットボタンさんのページをのぞかせていただきました。
ずいぶん熱心に探求していますね~。無線も砂金採りも・・。
海岸からの送信ですが,波打ち際の砂が湿ったあたりにANTを建てると,海上に垂直ANTを建てた時のように打ち上げ角度が非常に低くなってFBですね。
漁船を引き上げるスロープを利用して,モービル車を少しずつ波打ち際へ近づけ,5㎞離れた対岸の受信点における電界強度の変化を調べてみたことがあります。
高知の川で砂金が取れるとは知りませんでした(私は高知県で34m高の津波が来ると言われている地域の生まれです)。四万十川でも,岩が多い支流で探せば砂金がでるのでしょうか?
余計な事ですが,「オケラネット 電気設備 アンテナセッチング」あたりでネット検索いただければ,私のもう一つの無線アンテナ(ヨットANT)が出てきます。地球の裏側となるアルゼンチンの西方をヨットで航海中の友人と実験したのですが,日本から1W未満の電力(ピコ15)でも届きました(21MHz4エレ八木)。
QRPでの移動運用頑張ってください。秋葉原の部品が必要でしたら連絡ください。
コメントありがとうございました。
  1. 2012/12/16(日) 14:47:12 |
  2. URL |
  3. take103 #-
  4. [ 編集 ]

ありがとうございます

早速のご返答ありがとうございます。
なるほど、CLCが作りやすそうですね。たしかにほとんどの既製品がCLCのT型のようですね。
とても参考になりました。ありがとうございました。

私のブログを見ていただけたなんて光栄です。ありがとうございます。
私のブログの内容はとても恥ずかしいものばかりです。特に私の実験といったらtake103さんとは違って原理と実践が伴なってなくっていつも疑問ばかりでなんちゃって実験になっています。(恥(笑))
take103さんは色々実験されていらしゃっているようですね。垂直アンテナの海岸での対岸の電界強度の実験結果とっても興味があります。(ワクワク。)
機会がありましたら是非記事にして下さい。楽しみに待っています。

take103さんと生まれが同郷の県なのですね。すごっく奇遇です。
私の里は、椿と灯台で有名な最南端の市です。18才まで地元で暮らしてました。
その後しばらく県庁所在地で仕事をしたあと、転勤で関東に10数年ほど暮らし元のところに戻ってきました。
なので、土佐人+α関東人です。(笑)

砂金堀の項目も見ていただいたんですね。
実は高知でも砂金は採れるんですよ。
四万十川上流のある支流には昔、金・銅の鉱山があって砂金が採れる可能性大なのですが、何度か調査に行ったのですが空振りでした。(ひょっとして大きな金塊があるかもしれません。(笑))

ヨットのHP拝見いたしました。
すごいですね。1W未満で地球の裏側から交信できたなんてQRPerでもここまで飛ばした人って少ないんではないでしょうか?とにかく凄いの一言です。

ヨットいいですね~~。
オケラネットの定例QSOにとても興味が湧きました。
私しみたいな一般の人でも交信に加わてもOKですか?
なんか、大海を航行中のヨットと交信するなんてロマンがありますよね。

すみません。長々とコメントしてしまいまして。
色々ありがとうございました。
これからも度々ブログを参考にさせていただきますので、なにとぞよろしくお願いします。



  1. 2012/12/17(月) 02:51:32 |
  2. URL |
  3. リセットボタン #nLnvUwLc
  4. [ 編集 ]

地球の裏は対セキ点(対ショウ点)効果で電波が届きやすいと言われていたので実験してみました。21MHz4エレを持っている友人宅から最初は100W出力で,次に10Wで最後は1wと試しました。
ヨットは,海水に導電性があるので,言わば,無限大に広い導電板の上に垂直ANTを立てているようなものなので,電波の打ち上げ角度が非常に低いようです。
東京の市街地の社宅の1階ベランダから5m先の庭木へ引いた高さ2.5m長さ5mのロングワイヤで,ケープタウンの西側の大西洋をヨットで航海していた友人と交信ができた時は驚きました。短波はこれがあるから面白いですね。

OkeraNetはどなたが声をかけてもOKです。毎日JSTの12時20分からです。
コントローラーは小笠原の女性です。(私の古い知人です)
最近は混信で21.430KhzへQSYする日があります。OkeraNetのHPの掲示板をのぞくと日々の通信状況が掲載されています。

OkeraNetと仲良しのシーガルNetもあります。21.382MHzで,毎日JSTの07時00分からです。コントローラーは北海道の女性です。(私の古い知人です)。
Seagullnetには,ハワイのKH6CH,オーストラリアのブリスベーンのVK4AESさんが参加してくれるので冬は助かります(近距離の国内通信が困難ですから)。
二人とも親切な老OMです。インターネット画像検索へコールを入れて検索すると顔がでてきます。Seagullnetには国内からモービルで参加している人も多くいます。
リセットボタンさんのANT実験を兼ねて二人をコールしてみてください。

ヨットでは,海水面に金属板を張り付けられない時に,船底の内側に1~2㎡ほどの金属板を張り,垂直ANTの接地とします。この板で海水との間に大きなコンデンサーを作り高周波アースを構成します。
乾燥した砂漠でなければ陸上でも効果が期待できると思います。
金属板としては,天ぷら鍋の周りを囲む「アルミはく」が利用できそうです。
使い古しの「アルミはく」2~3枚をガムテープでつなぎ,土の上に広げ,四隅に石をのせて土との距離を小さくすれば,立派な高周波アースになるのでは思います。
沢山のカウンターポイズが張れない場所では効果がありそうです。

またまた,長い文章で失礼しました。
では,お元気でご活躍ください。
四万十川支流で砂金がでたら教えてください。
時々,ブログを拝見させていただきます。

追伸:御用の節は,下部右のURLの右の文字をクリックで連絡できるかもしれません。

  1. 2012/12/17(月) 14:21:46 |
  2. URL |
  3. take103 #-
  4. [ 編集 ]

ご返信ありがとうございます。

take103さん。
こんばんは。
ご返信ありがとうございます。

なるほど、ヨットのアンテナは海面をアースにできるので理想1/4λ垂直アンテナとなるわけですね。
対セキ点効果ですか、とっても勉強になります。本当短波の電波伝搬って面白いですね。(笑)
また、アルミ箔を使っての高周波アースの方法について教えていただきましてありがとうございます。
この方法は、陸上でも使えそうですね。安価で簡単にアースがとれそうで早速試してみますね。

今、新しい送信機(FT-897)を購入しまして変更申請中です。
許可がおりましたら、是非オケラネットに参加したいと思います。
その時は、よろしくお願いいたします。
  1. 2012/12/17(月) 22:07:30 |
  2. URL |
  3. リセットボタン #nLnvUwLc
  4. [ 編集 ]

バリコンの配線方法について

はじめまして。
今年で50歳になります、旧BCL少年です。
東北の震災以来、各種無線を聞いてみようと思い、古い受信機を引っ張り出して
色々な通信を聞くようになりました。
貴HPは受信用のアンテナカップラーを再び作ってみようと思い参考にさせていただきました。
無知な私にも解りやすくとても勉強になりました。
早速ですが、一つ質問させて下さい。
CLC T型(コンデンサは直列に結線)を配線する際、アンテナ側芯線と2つのバリコンの
可動軸側および受信機側芯線とは、結線しなくても良いのでしょうか。
小生としては、二つのバリコンの可動軸間は直流電流の導通がないように思えるのです。
高周波電流の挙動は全く異なるのでしょうか。
極めて初歩的で恐縮ですが、よろしくお願いいたします。

  1. 2014/05/26(月) 19:24:55 |
  2. URL |
  3. Turky #QygVoc82
  4. [ 編集 ]

Re: バリコンの配線方法について

Turkyさん
コメントありがとうございます。
私のページの左側の「カテゴリ」の「★★総目次はこちら」をクリックすると目次ページが表示されます。
目次ページの大項目【アマチュア無線のアンテナ技術】の中の
 ・15.14MHz~50MHz T型アンテナチューナー(カップラー)
 ・23.エアーダックスコイル自作と7MHz CLC T型アンテナチューナー自作
をクリックして開いてみてください。
具体的な写真がありますからバリコンとアンテナ線,バリコンと送受信機側への配線がわかると思います。
電波は高周波ですからアンテナと受信機・送信機は直流的に接続されている必要はありません。
同軸ケーブルの外皮側はコネクターでアース(シャーシ)に接続されます。

ゲルマニュームラジオでアンテナが張れない時,アンテナ線にコンデンサーを直列に挿入して
AC100Vのコンセントの片側へ差し込むと受信信号が聞こえますね。アンテナと受信機は直流的につながっている必要はないのです。容量が変更できるコンデンサー(バリコン)を使用しても同じです。

受信機用のアンテナチューナは電力が小さくて済むので,コイル線もバリコンの耐圧も小さいもので十分です。
受信機の場合,目的の受信信号の周波数の近くに強い放送局の信号があると,受信機の内部で目的の信号が抑圧される現象が起きる場合があるので,アンテナからの信号を小さくできるアッテネータがあると良いですね。
アンテナからの入力信号のレベルは大きくなリ過ぎないようにします。
アマチュア無線機にATTボタンがあるのはこの現象を避けるためのアッテネータ機能です。

不明の点は,遠慮なく,再度のコメントをください。
  1. 2014/05/26(月) 22:01:13 |
  2. URL |
  3. take103kota2 #-
  4. [ 編集 ]

どうもありがとうございました。
今週末に早速結線し直してみようと思います。
ただいま、出勤前にHF帯ACARSを受信セットしたところです。
どれくらいより同調がとりやすくなるのか、色々実験してみようと思います。
  1. 2014/05/27(火) 05:58:05 |
  2. URL |
  3. Turky #-
  4. [ 編集 ]

Re: タップをすべて連結すれば度の周波数でも?

「すべてを連接すれば」の意味がわかりませんが,
すべてのバンドで,広範囲に整合させるためにはコイルにタップを作らず,コイル表面に連続的に接触できる「ローラー インダクター」を使用する方法が有ります。
コイル本体を回転させることで,任意のインダクタンスのコイルとなります。
次のURLはローラーインダクタの例です。
http://hamtech.hu/inductor.html
http://www.eham.net/articles/9641

この方法はハムバンド以外の周波数も含めて整合できますが,コイルの表面が酸化すると接触が不安定となります。
この方式は、コイル本体を回転させる機構なので,自作は難しいでしょう。

もう1つの問題は,短絡されたコイル部による性能低下の問題があります。
次のURLのページの中ほどに書いておきました。
http://take103.blog.fc2.com/blog-entry-213.html

本来は,バンドごとに専用のコイルを作って,使用するのがベストです。
マルチバンド化すると,端子で短絡されたコイルの部分によって,損失が生ずるのが欠点ですね。

コメントありがとうございました。
管理人より



  1. 2016/07/21(木) 14:31:38 |
  2. URL |
  3. 管理人 #-
  4. [ 編集 ]

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