JE1QMS

アマチュア無線局 JE1QMS のブログです。
14MHz JT65 で22年4ヶ月ぶりにオンエア復活後、CW練習や移動運用は中断、自作ダイポール室内アンテナでJT65、あとはウクレレQRLをやったりw(^^♪という感じでしたが、マンションの最上階ロケーションが手に入ったことから、新たな展開をゆる~く模索中(^◇^)

磁気ループ

CQ出すものの、応答なし 2

CQ出すんですが・・・
こんな感じで、JT65でCQを出してみるけれど、全く応答なし。
やはりこちらの環境ではJT65でも非常に苦しいですね~。
余程向こうが強く入っているときに呼ぶしかダメみたいな。

しかし、この図。

赤い矢印を2つ書いたけれど、真ん中の周波数のノイズに比べて、この矢印のところのノイズレベルがかなり低いですね。

どうもこれは、磁気ループアンテナのチューニングの様子みたいな。
さすが SUPER Hi-Q LOOP というだけのことはあるな~と。
逆に言えば、とても使いづらいアンテナでもあるという。。。本当にチューニングがシビア。あと、当然ながら、Hi-Q ということは、アンテナ周囲に導体があったりすると影響を受けやすいという性質も併せ持っているはずで。なにしろ至近距離に物干し竿と屋根・・・etc.etc...だから。かなり苦しすぎるわけだな~多分。

むしろ、Low Q のアンテナのほうが、至近距離にある障害物(導体)に対しては鈍感な気がするので強いのか???

実験はしていないのでわからないけれど、そういう感じもする。
そういう意味では、進行波アンテナが悪環境には最強なことになるはずだけど、本当のところどうなのか?それ以前にHFで進行波アンテナを張るには莫大な敷地が必要なわけで、考える以前にアウトだけど。


p.s.... QSLカードを新規に印刷すると、全然QSOできずにQSLさばけない・・・の法則wみたいな。。。

MFJ-1788への物干し竿の影響シミュレーション

前に書いたように、MFJ-1788を室内からベランダに出すと、特に
14MHz帯が一番悪くなる。また、全バンドとも、コントローラからみたアンテナのディップの挙動は明らかに悪くなる。なのでそれはアンテナの極近傍にある物干し竿等の障害物の影響と考えられるので、MMANA-
GALでそれを確認することにした。

ここでやったMFJ-1788相当の磁気ループアンテナのシミュレーションでは、14MHzではもう芸術的なまでにすばらしい特性を示した。
一方ここで、50MHzの4エレ八木の傍に物干し竿がある場合の計算をした。なので今回は、この磁気ループのデータに物干し竿をつけてみようという趣旨。

まず、次の3枚は、障害物がない場合の計算結果を再掲する。
このとおりのすばらしいデータだ。

MFJ1788_14_1a
MFJ1788_14_2
MFJ1788_14_3



次に、実際の物干し竿の位置に障害物を置いてみた。

MFJ1788_monohoshi_14_1

マストも入れてみるとこんな感じ。

MFJ1788_monohoshi_14_1a

このように、かなり電磁界を拡大してみないと(つまり、磁気ループアンテナ本体の電磁界は大きすぎて画面から、はみ出ている。)、物干し竿やマストに乗っている電界はわからないくらいの量だ。

それは計算結果にも現れている。次の2枚は、物干し竿付きでシミュレーションした結果だ。

MFJ1788_monohoshi_14_2

MFJ1788_monohoshi_14_3

もう、全く影響がないと言ってよいだろう。

ということは・・・
外部要因による妨害まで考えることは、シミュレーションソフトの能力の範囲外にあるということだ。
だって、「事実」がそれを示しているから。

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やはり、アンテナ関係は、実際に作ってみないとわからなことが山ほどあるみたいだな。それだけ奥が深い世界なんだろう。
なんというか、デジタル回路やましてやソフトウェアみたいな世界とは対極に位置する分野みたいな・・・・・

MMANA-GALでMFJ-1786/1788相当磁気ループアンテナを設計する

前回までで、どのパラメータを動かすと特性がどう動くかということが概略わかった。なので実際に設計演習をしてみるテスト。
やはり一番身近にありかつ、実働して製品にまでなっているという
MFJ-1786/1788をターゲットに設計してみることにする。

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01_初期値まずこれは、こちらでゼロから立ち上げた、MFJ-1788相当と想像される定数のアンテナ。でも中身バラしたわけではないから給電用内側ループの定数なんて全部想像にすぎない。たかがこのシミュレーションのために中をばらして見る気など全然ない。
ただ、特性的に良かった値を入れてセーブしてあるわけで、当初R=21cm,d=3cmと勝手に想像していたのに、いろいろ計算するとR=12cm,d=8cmが良かったのだから、実は中身はそうなっているのかもしれない。
能書きはこれ位にして、要するに、このファイルを元にして、最適化機能を使いまくって実際の各バンドでの定数を具体的に計算しようというイベントだ。

まずそこで、Cの最適化はいいのだけど、dの最適化をどうするのか迷った。それでMMANA-GALをいじってみるに、どうもElementの最適化を選んで、こちらでは給電用ループがPosition2なので2を選んで、dの方向はこちらではZ軸方向なのでZを選択して最適化してやれば、なんとかなりそうなことがわかった。ただし、Y/Z方向の最適化をすると、単に位置が移動するだけでなく、ループの形状も変わってしまうという副作用がある。まあでもそれは仕方が無い。良い方に解釈すれば、それだけいろいろな可能性を試すことができるすばらしい機能がこのソフトには備わっている!とも言える。

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<7MHz帯>

7_1これが最適化後のZ=R+jXのグラフだ。このように微妙に苦しい。
7_2なのでこのように、最適化ポイントでもR=13, jX=-33, SWR=5.53に留まっている。
7_3Z方向の最適化の結果、内側ループの形状はこのようになった。

やはり7MHz帯はかなり苦しいことが
MMANA-GALからでもよくわかる。
7_4これが肝心の具体的データ。寸法は、内側ループのみ出ている。
No.16のZ1の値がdに相当するわけだ。つまりこの場合は、d=1.98cmであることがわかる。他の寸法は見てのとおり。そうそうY方向の最適化によってYの数値も少し動いている。あと、共振用のCの値は見てのとおり246pFだ。このときこの表と見比べると、かなり説得力がある。
周波数帯ごとにまとめを書く。
7MHz
d=1.98cm,(内側ループ形状)縦楕円, C=246pF, SWR=5.53

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<10MHz帯>

10_1Z=R+jXのグラフ。
jXが0まで下がっていない。
でもRの方は素直な特性だ。
10_2R=51, jX=3, SWR=1.06
10_3内側ループ形状はまとも。
10_4d=8.55cm, C=116.003pF

このように、かなり筋がいいことがわかる。
10MHz
d=8.55cm,(内側ループ形状)円, C=116.003pF, SWR=1.06

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<14MHz帯>

14_1Z=R+jXのグラフ。
もう芸術作品の領域だな。
14_2R=50, jX=-0.5, SWR=1.01
14_3d=7.9cm, C=57.814pF

最適化したのでほんの少し動いているが、ほとんど元の設計どおりの円だ。実にすばらしい!
14MHz
d=7.9cm,(内側ループ形状)円, C=57.814pF, SWR=1.01

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<21MHz帯>

21_1綺麗というほどの形ではないものの、略々R=50, jX=0の点を通過しているので特性は良好だ。
R=56, jX=3, SWR=1.14
21_2内側ループは縦楕円になっている。
21_3d=4.5cm, C=22.944pF
21MHz
d=4.5cm,(内側ループ形状)縦楕円, C=22.944pF, SWR=1.14

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<28MHz帯>

28_1Z=R+jXのグラフ。
jXが0まで下がりきっていないし、
Rも「何とか50Ωの地点を通過しました~」といったような趣。
28_2R=49, jX=11, SWR=1.25
28_3なんかこう、内側ループ形状が破綻してる。本当にこんな形で動作するのか?全くもって不明。
28_4d=0(破綻か?), C=10.551pF
28MHz
d=0(破綻?),(内側ループ形状)破綻?, C=10.551pF, SWR=1.25

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<50MHz帯>

50_ngこれは、C=0にしたときのグラフだ。つまりもう、同調を取ることすら不可能ということだ。
動作原理的にもやはり前回のときの考察のとおり、今回のシミュレーションでも50MHzでは動作不能という結果になった。



というわけで、なんかこう、7は苦しく、10-28?では動作するという趣旨がほぼ再現されたような。

こういうふうにかなり納得できる結果が出ると、シミュレーションは楽しい。

MMANA-GALによるMLA設計覚書

というわけで、MMANA-GALで磁気ループアンテナを設計しまくってるというのと、アンテナマッチングについて少々考えたというのもあって、アンテナの各パラメータを動かすと「どこに効いてくるのか?」というのと、具体的に「どうやって調整すればいいのか?」という2つの点を少しでも明らかにするべく、自分用メモを作ってみる。
これが、一番シミュレーションでやってみたいポイントなのは確かだ。

000まずこれは、MFJ-1788を念頭に置いた、自作したMLAモデルの図。ループ直径は0.9mに固定する。また、説明のために、この絵のように給電用ループの直径をR, 給電用の内側ループとアンテナ本体外側ループとの距離をdと書くことにする。

001まずこれは、なんとなく目視的に
MFJ-1788を想定した、R=21cm,
d=3cmの時の様子。このグラフは
MMANA-GALのPlot機能をそのまま使っているだけだ。
これを始点にしていろいろいじってみる。

002これは内側ループの導体径を変えてみたもの。要するに全然変わらない。

003R=12cm,d=3cm.
つまり、距離は変えずに内側ループの直径を小さくしてみた。
その結果、Rのピーク値が低くなっている / jXの可変範囲が狭くなっていることがわかる。

なお、動かしているパラメータは前回のとおり、外側のループの上の方にあるバリコンの容量だ。その結果として、このグラフで言う横軸方向の動きは、MMANA-GALの最適化機能によって自動的に調整されているはずだ。つまり、左右方向の動きは自動調整済みと考えて眺めるという意味だ。

004次は、R=12cmのままで、d=8cmにしてみる。つまり2つのループの距離を遠ざけてみる。
その結果、Rのピーク値が低くなっている / jXの可変範囲が狭くなっていることがわかる。

005次もR=12cmのままで、d=11cmにしてみる。さらに2つのループの距離を遠ざけてみる。
その結果、Rのピーク値が低くなっている / jXの可変範囲が狭くなっている or jXのオフセット値が高くなっていることがわかる
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以上より、全然理論的根拠はわからないものの、単にシミュレーションの状況観察日記的に、次のような現象が観測される。

・内側給電ループの径を小さくするのと、内側ループと外側ループとの距離を大きくするのはほぼ同じ効果があって、Rの値を低くする and
jXの可変範囲を狭くし、オフセット値を上げる効果があるらしい。

しかし多分、もし仮に実際にこれを作るとしたら、
1. バリコンを動かしてjXを0にする。
2. 内側ループの距離dを動かしてRを50Ωにする。

の手順で調整が可能なのではないか?と仮定してみる。

もしそうならば、マルチバンド・アクティブ調整型磁気ループアンテナが自作可能(MFJのマネをしてみるという観点で)になるかもしれない?という夢??は一応見ることはできるような。。。

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さらに、今回やこの回にやったMMANA-GALでの14MHz帯のこのMLAの計算で求めた同調用Cの容量は、53-58pF. 一方この時にやったAA5TBさんのExcelファイルの計算では63pFと、ほぼ合っているというのはかなり勇気が沸いてくるみたいな。
そして、AA5TB方式では効率も計算できるけど給電部やマッチングのところが不明だし、MMANA-GALではこのように給電部のマッチングも含めた計算ができるけど、効率とかは不明なわけで、全く別のシミュレーションが同じようなCの値を算出して、さらに相補的に補い合っているところなんか心憎い仕上がりという感触で、いい感じだ。

MLA屋外設置思考実験

何度いろんな条件で受信してみても、室内アンテナではダメダメなことは明白だ。しかし、タワーを建てるなどもってのほか。屋根馬もほとんど可能性はゼロに近い。ならば・・・ということで、ベランダからどのくらい上げられるか?を思考実験。

MLA屋外設置案
この絵は、現状の現在地の様子をほぼ描いた模式図。
中央が自分の家で、左右がとても近くに建てられている隣家。
この前「移動運用」したベランダに、もし2mの長さの鉄製のマストを立てたら?という仮定。

赤い線は、2mのマストを1本立てた場合の想定高さ。なので、この絵では仮に4本連結したら?という仮定になっている。先端にはMFJ-1788磁気ループアンテナを水平偏波で取り付けて、その先端にVX1000を付ける。
実にこれ以外の選択肢は無い。だって、この丸いループを垂直偏波で取り付けたら目立ちすぎる! なので却下。VX1000のために2本マストを立てるなんていうのもありえない。従ってどう考えてもこの絵で言う青い線の配置になるのは明白。あ~30年位前だったら、SONYのFMラジオ用のルーピックアンテナが全盛だったから、MLAを水平偏波で上げればちょうどこのルーピックの親戚みたいで目立たなかったのにな~とか言ってみる。
実は・・・こちらの家から歩いて5分くらいのところには、2010年現在でもそのSONYのルーピックアンテナが使ってなさそうだけどちゃんと上がっている家があるというのが驚愕ではあるのだが・・・w

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本論に戻って、まずは

・マスト1本の場合---アンテナの高さがまさに2階の居住空間になってしまう。で、アンテナの指向性は水平方向だ。なので、TVIを発生させるためにアンテナを外に出しているかのような状態になってしまい最悪。何しろ、ベランダのこの位置にアンテナを上げると、アンテナからリグまでの距離よりも、アンテナから隣家の居室までの距離の方が多分近いという恐ろしさ。

・マスト2本---なんとか屋根の下端よりは上に出られる。ので、一応上げた効果はあるだろう。しかし、そこらじゅうの屋根に反射されて指向性は上空に曲げられてしまい、飛び具合は最低な予感。でもそんな贅沢は言ってられない。

・マスト3本---この絵がどのくらい正確か?疑問なものの、仮に高さ方向の縮尺が正確だとすれば、なんかこう、隣家のテレビアンテナに向かってわざわざ電波を放射してるという・・・やはりTVIを起こすために上げてるような最低な感じが・・・

・マスト4本---一応これなら理想的かも?つまり、隣家のテレビアンテナよりも高くなり、かつ屋根より高いので、水平方向の伝播は申し分ない。しかも、磁気ループアンテナのヌルポイントが真下に来るので、ごく近傍へのインターフェアが発生しにくくなるという効果も期待できる。

とまあ、こういう感じだけど。しかしマスト4本を繋ぎ金具でつないで上げるなんて、強度的にも施工的にもまず100%不可能だよな~。大体そんなアンテナ見たら不安定で怖すぎる。。。。

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なんかこう、クランクアップタワーみたいな仰々しいのではなくて、無線やるときだけマスト4本分手動クランクアップで、終わったら手動で下げて、アンテナ部分だけ取り外してベランダ内に隠蔽。っていう機構はできないものか。

仮にそれができれば、大躍進なんだけど。非常~~~に難しそうなことは確か。

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なので、屋外常設&固定はもう免れないと「覚悟」を決めれば、上記のマスト2本ならばそこそこいけそうな感じも。こういう感じだ。

MLA屋外設置案2

まあ、この状態をもって、小さくて目立たないと見るか?変なアンテナがあってイヤだと見るか?は、100%見る人の主観によるわけだが・・・当然一般人が見て・・・だけど。

あとはあれだな~。仮にどんな状態でも外に一旦アンテナを固定で出してしまえば、万一電波障害の場合、というかそれ以前にその冤罪の場合だったとしても、いろんなマッチング上の観点から停波は勿論
 即、アンテナ撤去 の覚悟はしておかないとダメだな。

あとそれ以前に、アンテナ固定となれば、当然同軸ケーブル配線も固定となるわけで、壁に穴あけ3箇所が不可避。(幸い近所に、何でも工事やってくれそうなアットホームな電気屋さんはある。)
さらにこう、 家庭内のSWRが上がるという恐怖 も避けて通れないという。
勿論移動運用だけやるという選択肢もある。しか~し、既に何十年もムセンやってて、QSOのノウハウとかを身につけた人が移動運用やるのと、それが無くて、いろんな練習から今からやらなくてはいけない立場の人間がやるのとでは、非常~に困難さが異なるんだけど。単なる「毎日の練習」をするだけのために、車に荷物を積んで、渋滞の中運転して、現地でセッティングしてetc...というのは現実的にはものすごい犠牲な気がするけど。練習の成果を披露する「実運用」のために移動運用するのは最高なのは理解できる。海外のレンタルシャックとかも含めて。変な喩えをすれば、ミュージシャンが、ライブの本場じゃなくて毎日の練習のために都心の大ホールとかの場所を借りるか?っていうみたいな。ちょっと極端すぎるけど。
まあ、何十年もいろんな物事の犠牲になって、その練習ができなかった人間は、結局いろいろと犠牲になるんだよな~。まあいいやw。

でも見方を変えれば、やりたいことを「ちゃんと自分のためにやる」というのも実はすごく重要だったりする。そのあたりの話は、こことかこことかこことかこことかこことか・・・いろいろ書いた。ていうか、このブログでこういう話題に深入りすると、またまた誰も来なくなっちゃうので止めるけど、こことかこことかに全部書いたので(変人狂人廃人全開~)、一応ご参考までということで~。

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なんというか、たかが趣味のムセンの話でも、いろんな困難があるとそれは単なる技術の向上だけでなく、人生論につながるんだよね~。まあそれも趣味のすばらしさ!と解釈することにしよう。(^_^)

哀愁のTR-1200

リズムがCWで、ホワイト・ノイズが「MIK」ベースが「U」、歌メロが「CQ」、シンセソロが「VVV DE JA1IGY」ですよ。w
ウクレレQRL

ウクレレならば小型でしかも電源アンテナ不要でいつでも移動運用可能ですよ~
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