九条カレンのブログ一覧

場所により、春一番が観測されたと言う便りや、河津桜が満開とか言われるこの頃であるが、

おっちゃんが生息しているきびだんご県めばる市では、まだまだ冬眠シーズンです(=ﾟωﾟ)ﾉ

以前より使用していたコンパス（方位磁石）を寒い季節なので手が不自由なことも手伝い、見事に

落として壊してしまったので、新しく新調することにしました。過去に使っていたのは35年ほど昔に

ミリタリーショップで購入した一応は頑丈に作られた軍用品ではありましたが、オイル封入式なので

落とした時にカバーガラスが割れてしまい、使い物になりません。現代人にとって道路も整備され

毎日、決まった道を通勤通学したり、スマホナビやGPS機能で行動する時代ですが、おっちゃんは

道無き道を自由にフィールド歩き回る人なので、国土地理院の地図とコンパスが必需品なのです。

それに生まれつきの方向音痴という、救いようの無い病気も持ってたり・・・

はっきり言って、ボーイスカウトにでも入ってオリエンテーリングでもしない限りは現代人には不要

な品物でありますし、行き成り自宅に赤いお手紙が届いて最前線にでも飛ばされない限りは必要

無いモノであります(´0ﾉ｀*)



実際にコンパスと地図を使って、自分の現在地や進行方向を決める必要など皆無なことであり、

その正しい使い方さえ、義務教育では教えてくれませんから、どれだけ役立つか？なんて、普通

の方々には知らなくて良いこととされています。それと、軍用コンパスの良いところは、簡易勾配

測量が出来ることにあります(´・ω・‘)ゝこれにより砲撃手に方位と仰角を伝えることが可能なので

非常に便利です。皆さんご存知のように地球は大きな磁石と同じように地磁気があり、磁北は

強力なS極ですから、コンパスの針は必ずN側が磁北を指します。しかし、この磁北は真北では

ありません。地球の地磁気は地域や場所により乱れが有り、これが偏差として現れます。

例えばおっちゃんの家近辺ではコンパスが指した真北より西側へ７度３３分もずれた方向が本当の

真北なんです。東京の皇居なら、７度１７分のズレです。おっちゃんの好きな神戸元町では、

７度２８分の偏差であり、これらの数値は近似式で磁気異状も含めて計算式で求まります。

詳しく知りたい方は、http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/geomag/menu_04/index.html#kinji

国土地理院さんのホームページで調べてくださいm(u_u)m

アマチュア無線をやっていてもローテーターで指向性アンテナを廻して使っている方の中に、

他の局はアンテナ方向が〇〇度〇〇分で海外DX交信できたと言うのに、同じ方向に向けても

聴こえないなんて方は、実はどちらかがきちんと真北にアンテナ調整されず、磁北に向いて設定

されていたりします。近距離なら誤差は小さいですが、遠距離になれば大きなズレであり、これは

致命的なミスです。今回おっちゃんが購入したコンパスは中国製ですが、取説は英語のみであり、

サイドスケールもcmとインチ表示、送料込み５８０円で購入(≧∇≦)ﾉ彡

日本国内ではケンコートキナーさんがオープンプライスで輸入販売しています。この場合は簡易

取説日本語が付きますが、勾配測定説明はありません。（使用目的から？）

きちんと同じ物ですから、ミル勾配換算表や縦横比換算表は本体裏に表示されています。

アンテナの向きを決めるにはやはり正確なコンパスとその使い方を理解していなければ

なりません。CSなどの衛星アンテナ設置にも役立ちますけど、おっちゃんのようにフィールドを

徘徊する病気が無い方には必要のないゴミであります( ´艸｀)

2月も中盤に差し掛かり、少しは暖かくなってほしいきびだんご県めばる市ですが、まだまだ冬眠

の日常が継続しておりこの間はポンジュース県まで国試に出掛けた難病罹患中のおっちゃんは、

人ごみに晒されて少し風邪気味ですゴホン、ゴホンッ!!

明日は朝から病院で定期診察（薬処方箋頂くだけ）のために出動ですので日曜日は自宅にて、

指向性アンテナを考えて遊んでました(=ﾟωﾟ)ﾉ

電波を送受信する上で重要な部品ですが、周波数が低いモノから高いモノまでその性質は似て

いてもかなり違いがありますけど今回は単純な構造を考えて遊んでみました( ´艸｀)

人工衛星やGPS、、携帯電話、Wi-Fi、ETCなど身近にSHF帯と呼ばれるUHF帯より高い周波数

では近年その機器のコンパクトさから小さくて高性能なアンテナが要求され、色々と研究されて

来ました。指向性があるアンテナとしては古くから軍事通信目的で研究されて発展したアンテナ

が主流であり、八木・宇田アンテナ・パラボラアンテナ・ホーン型アンテナなどが特に高周波では

使われて来た歴史があります(´0ﾉ｀*)

そこで、1970年代から研究されている平面アンテナを430MHz帯で作ったらどうなるか？と、

いつもの作らないけど、想像するシリーズです(≧∇≦)ﾉ彡



両面銅箔のガラスエポキシ基板25cm×25ｃmの正方形片面には中央に約16cm×16cmの銅箔

を残して下端より2cmの位置にコネクタアースを全面銅箔にハンダつけして、基板を貫通した16cm

角の側に芯線をハンダつけするのですが、この小さい側の正方形の1辺は1/2λ×短縮率に

相当します。これで、後ろ側の全面銅箔側へは電波は出て行き辛く、小さい正方形側へ垂直偏波

にて電波が放射されます。平面な四角の場合には当然ながら給電点より各辺に向かって電波は

伝わるのですが、エッジ部分からは逆に給電点に戻ろうとします。この電波は後ろに相当する

全面銅箔により後方へは逃げれませんから、前方向中央より放射されることになります。



これを利用したモノがパッチアンテナと呼ばれるもので、これを同一面にいくつも作り、それぞれ

をマイクロストリップラインでインピーダンス分配器でつなぐことで多素子化することができます。

GHz帯では既にダイポールアレイなどと同じように業務用には使われており、垂直偏波や水平

偏波を位相切換えすることで円偏波としたり、方位探知などにも応用されています。

おっちゃんが今回考えたのは、16素子のスタックで433MHz用であり、銅箔の代わりに0.5mmの

銅板を切り貼りしての構想です。更にガラスエポキシ素材の代わりに比誘導伝導率2.4の大きな

ポリプロピレン樹脂板厚さ5mmとしてみました( ´艸｀)

現実に作るには、この周波数と素子数からは非現実的ではありますが、1/4の4素子くらいなら

自作して実験して見るのも面白いと思います。1素子だけだと利得は約6dBでVSWR1.2ほどの

性能ですけど使用帯域は非常に狭く、1MHz動くとVSWRは0.4～0.9悪化します。

使用帯域幅を広げるには、小さな正方形側の前側にアース側より一回り大きな全面四角で

導波器としてやることなど幾つか方法はあります。これをフィルム両面基板にエッチングして、

ミウラ折りに折り畳めば移動運用の時には便利な多素子指向性アンテナの出来上がりです。

*おっちゃんは構想＆空想だけですので実際には作りませんし、要りません。

寸法や記述に誤りがあっても一切の責任を負いませんm(u_u)m

明日は平野部でも雪が降るぞと、ビビらせてくれる晴れの国きびだんご県の気象台ですが、

県庁所在地の大手饅頭市と違って、最南端に位置するねいてぃぶめばる市では、雪など全く関係

ありません( ´艸｀)　本日も降水確率70%と言いながら、ほんの短時間に霙が降ったくらい。

以前のblogで紹介したQマッチ分配器のアルミ角パイプですが、普通のアルミ取扱い鋼材屋にて

買えるにもかかわらず、どうしてもホームセンターで質の悪い引抜き管を使いたいとのご要望で、

2重導波管の内側に使う銅パイプを同じく手配しないとホームセンターなどでは購入できないのに

外管だけ調達を簡単にしたいらしく、角パイプ25×25×1.5tが使いたいらしい(´‐ω‐）=з

最近の田舎ホームセンターでは、アルミ角パイプ自体を既に需要が無いので売ってるところは少

ないのだが、正方形で無い不等辺角とか、細いモノは置いていたりします。

T字形2分配器にするには、2重導波管のインピーダンスを35.36Ωにしたいのですが、角パイプを

限定すると内部の銅パイプ市販品サイズが制限され、近似値では37.5Ωで、銅パイプ径は

Φ12.7mmのものを使う必要があります。



水平型の2分配器にするには、2重導波管のインピーダンスを70.7Ωにしたいのですが、角パイプを

限定すると内部の銅パイプ市販品サイズが制限され、近似値では73.2Ωで、銅パイプ径は

Φ7mmのものを使う必要があります。



水平型の4分配器にするには、2重導波管のインピーダンスを50Ωにしたいのですが、角パイプを

限定すると内部の銅パイプ市販品サイズが制限され、近似値では51.8Ωで、銅パイプ径は

Φ10mmのものを使う必要があります。



この手の分配器は、過去のアンテナ実践ブック（CQ出版社＝絶版）などでも紹介されていて、

多くのアマチュア無線家さんが手作りしており、余った材料で作ったり小遣い稼ぎにネットで

販売されていますし、オークションにもよく出品されています。

アマチュアレベルで使う分配器ですから、このように帯域が狭くて使い難いQマッチ式をさらに

ズレたインピーダンスで作るところが普通です(≧∇≦)ﾉ彡

簡単に75Ωや50Ω同軸を1/4λ使う方が、値段が安くて簡単ですし、4分配についてはその方が

誤差が少ないのですが、ちゃんと短縮率掛けるのを忘れないように注意です(´0ﾉ｀*)

2重導波管で作る場合は、丸銅パイプと角アルミパイプの間は空気ですので、短縮率は限りなく

1に近い1.001にて計算しておりますm(u_u)m

どうせ直射日光が当たる屋外で使うのですから、凍てつく真冬とうだるような暑さの真夏で同じ

インピーダンスは表示しないのは当然です。この手の計算公式は@20℃の条件で求めるお約束

ですから、お住まいの地域の環境に合わせて自動車オイルのように季節で使い分けるとか、

こだわるなら温度係数を考慮して計算して下さい。メーカーさんはそこまでしませんからね(笑)

今週末も南岸低気圧の影響で、寒い早春となりそうなきびだんご県です(=ﾟωﾟ)ﾉ

2016年に行われたJARL主催の全市全郡コンテストに、50MHz　SSB、144MHzと430MHz

SSB＆FMにて参加したため、シングルオペオールバンドPA部門にて、ログシートとサマリーシート

を電子申請しておりました。正式に順位が決定したようなので、E-Mail届いてたので確認(´0ﾉ｀*)



エントリー43局中36位と、言うことで今回は最下位免れました(≧∇≦)ﾉ彡

ユニークコールの方は1局のみQSOで、コールサインのミスコピーが1局ありました(´‐ω‐）=з

YL局の声はSSBでは聴き取り難い高齢者ですから、注意していてもミスがあるので、今後の課題。

2017年も頑張りますので、QSO頂いた各局、ありがとう御座いましたm(u_u)m

また、今年参加予定の各局よろしくお願いします。　　　DE　JR4WLD

立春は過ぎたけれど週末辺りに寒波が来襲しそうな予断できない不安定な気候です(=ﾟωﾟ)ﾉ

以前にアンテナをスタックするのに2分配器と4分配器を検討しましたけれど、使用部材が、アルミ

角パイプの30×30×３ｔの規格を使っており、これは四角の内径が丁度、24mm角にしたかった

からであり、特別に深い意味はありません(´0ﾉ｀*)

30×30×3tは、A6063Ｓ-T5にてアルミ押出し材として普通に一般的なサイズであり、定尺５ｍ

での販売が基本です。しかしながら、大型ホームセンターにて切売りしている物は２５×２５×1.5t

の引抜き材が殆どで、残念ながらホームセンターでは購入できません(´‐ω‐）=з

そこで、25mm角を使い、心棒にΦ８ｍｍ使った場合の参考インピーダンスを計算しました。



計算するまでも無く、70.7Ω必要なインピーダンスは65.2Ωしかないので、誤差は5.5Ωです。

これなら75ΩのTVアンテナ同軸使うのと傾向は逆ですが誤差範囲は互角であり、アマチュア

レベルなら許容無視される範囲です。SWRにしてみれば、1.125になるだけです。

次に角パイプを25×25×1.5tを使ってインピーダンスを最適な70.7Ωとした場合に最適な銅管の

直径を逆算です。



この時は、Φ7.294の銅管を使えば最適な理想インピーダンス70.7Ωとなりますが、実際には

このような中途半端な外径の銅パイプの市場性はありません。



Qマッチ整合で分配器を考える場合は、左端のように50Ωのアンテナを2本並列に接続で、

合わさった点での合成インピーダンスは25Ωです。これを50Ωに整合してリグにつなぐには、

35.36Ωの2重導波管を1/4λ×短縮率長さだけ途中に入れてやる必要があります。

Zo＝Zq＾2/Zi　の公式から、50=Zq^2/25なので、Zq＝35.36となるのです。

また、角パイプの肉厚を引いた1辺の内側長さをDとし、中心導体の直径をdとするとき、

インピーダンスZo＝138　log　D/ｄが成立します。

つまり、このT型2分配器を水平型にするときには左右の50Ωアンテナを合成する途中の2重

導波管は√100×50＝70.7の公式代入から、1/4λ×短縮率で70.7Ωのインピーダンスにて

まとめれば出力部のインピーダンスは50Ωとなります。

これらを応用して、右側に50Ωのアンテナ2本、左にも2本をそれぞれ合成すると

合成点では各25Ωだけど、次の合成点では100Ωにするには、50Ωのインピーダンス2重導波管

を1/4λ×短縮率づつつないで、無線機側へ50Ωインピーダンスとして供給します。

本当は70.7Ωの1/4λ×短縮率を左右の合成点より設けて、それに50Ω1/4λ×短縮率を足した

ものを使いますが、等価変換で簡易式に50Ω1/4λ×短縮率を1段として、整合させています。

Qマッチと言う手法と、インピーダンス合成が理解出来ていれば非常に簡単な方法であります。

2重導波管を作る時に最も重要なのは、外管に対して内管が中心に必ずいて、平行2重を保つ

ことが絶対条件であり、このためにはなんらかの加工上は、スペーサーが必要かと思います。

そこで、前回からの手直し版と、T型2分配器も載せて置きます(=ﾟωﾟ)ﾉ



上図のように5mmの発泡塩ビ板に穴明けて銅パイプにあらかじめ接着して置く方法。



上図はT型にして組立てた場合



最後は水平型4分配器

コネクタ部はハンダ付けのために外側角パイプにΦ16程度の穴をホルソーで事前に穴明けして、

ハンダ作業後にアルミ板またはアルミテープで塞ぐこと。左右の四角開口部は薄い塩ビ板を

ホットグルーで防水加工すること。

スタックする間隔が広くて、分配器を長く作りたい方は、1/4λの部分を奇数倍にして、3/4λ

とか、5/8λとしても大丈夫です。1.2GHzでは、3/4λとして1/4λの433MHｚ用が使えます。

（この場合誤差は有りますが、許容範囲内でありメーカー品も同じです。）

＊過去に紹介した時に部材寸法（銅パイプ径）が間違っていたのを修正してあります。

Qマッチ整合に関しては、アマチュア無線1級の工学問題範囲ですが、ほとんど出題される

ことはありません。アンテナ側から見てのインピーダンスと、リグ（無線機）側から見てのインピー

ダンスの見方が出来るので面白いですけど4アマのおっちゃんに聞いても(＊´д｀)??