Inverted－Uのエレメントのスロープの方向

エレメントが屋根の上を通って一部見えないと、アップ・ダウンの時に何か引っ掛けていないか不安なので、タワーの上下に際してエレメント全てが見渡せるように、両エレメント共に庭の南側に伸ばしています。　でも、何か少し前より聞こえにくいような気がして、、、、。

EZNECでエレメントを垂らす方向でどのような影響があるのかシミュレーションしてみました。 

結論：　ま、あまり影響は無いだろうー許容範囲ーということで、安全第一にエレメントが全て視界に入っているようにすることにしました。

独り言： (x,y,z)の３D座標でエレメントを動かすのは、とてもメンドウ。　やってることは直角三角形で分割して、座標計算しているだけなので、どこかに、３Dの図上でマウス動かすと、指定した点の座標が計算されるようなソフトは何処かに転がっていませんかね？　これがあれば、EZNECももっと使い勝手が良くなるのだけど、、、。

シミュレーション結果：

80m

給電点の高さが20mしかないので、打ち上げ角は55°！　達磨さん！　

また、水平パターンも、両エレメントを同じ側に傾斜させれば、ややその方向に指向性が向くが、殆ど誤差の範囲。

 

 

 

 

 

 

 

40m

流石に半波長の高さで、打ち上げ角もそれなり。　また、水平パターンは教科書通りの8の字（ま、ちょっとクビレが老婆の領域ですが）。

で、エレメントを垂らす方向についても、同じ方向に垂らせば、そちらに若干指向性が向き、また、エレメントが互いに逆に向いたときは、水平パターンが少し斜めになる（南北向いていれば、

 

ちょうど米国の方向に向くが、逆にEUがクビレに入ってしまう。） 

 

 

30m

これも40mと同じ傾向で、同じ側にスロープさせると、そちらの方向に若干指向性が向く。　また、互い違いの方向にスロープさせると、水平パターンが少し傾く。

 

30-40-80m Inverted U

そろそろシーズンも始まるので、各バンドのVSWRを測って微調整、、、。

最新のエレメント長

とはじめたら、何故か80mのFT8で動作がおかしくなり、トラップのCが壊れた。　しようが無いので、過去のブログを見ながらエレメントの長さやCの容量を再度確認してみると、EZNECのデータの過去の記録と実測値がえらい違う。　最新のエレメント長やトラップの値と各バンドのVSWRの測定結果を再掲載（備忘録替わり）。

 EZNECに実測データを入れてVSWRを表示させてみると、下の様にVSWR最小値の周波数が少し高く出ています。

EZNECのVSWR

 

 

 

下はnanoVMAでシャックから測定した実測値で、５Mhz近辺に変なディップがあることは同じですが、VSWR最小値の周波数はかなり違うところにあります。

nanoVNAでのVSWR実測値

7Mhzのトラップの同軸Cが時々放電してトラブるのですが、ここに掛かる電圧の最大値を計算する方法がよく分からないので、ここ数年試行錯誤を繰り返しています。

で、今回は、半波長ダイポールの一般的な電圧・電流分布の図を見ていて、「ひょっとして、７Mhzのエレメントの短縮率を小さくすれば（エレメントの長さを1/4波長に近づければ）、電圧最大値になるエレメント端のトラップの頭と尻との電位差は小さくなるのでは」と７Mhzのエレメントを少し（1.1m程）伸ばしてみました。トラップのCを少し小さくして、チューニングは取れていますが、どうなるのか？　暫くは様子見。（ダメだったら、もっと長くしてフルサイズに近い値にして、トラップを小さくすることを考える必要があるかも、Lは80mに影響があるので、このLで出来るだけCを刻んでゆくか、、、）

40m

30m

80m

 

30-40-80 Inverted Uのトラップの変更

2φの銅線で60φ位のトラップを作って使用していましたが、気の所為かコンディションか、気に入らない（受信が悪いように思われて）ので、昔の4φのアルミ線のトラップに変更してみました。　巻き芯を115φの塩ビ管にして上げてみたのですが、流石にちょっと重たい感（7Mhzトラップで430gr位） があったので、ヘリの塩ビだけを残して、中の方は中空（2mmのアクリル板に自在ブッシュを張り付けた物を渡す）にして100gr程重量を落としたものに変更して、最終調整しました。　ついでに、エレメントの長さなど測れるところは測り直して、後日の為の記録とします。

最終的なエレメントの長さ；

東西面のインバーテッドUなので、80mでOCFとなり、給電点インピーダンスが少し上がるようにと、東に向かって少し長くなっています。

トラップを都合4回ほど変更して、その都度エレメントの調整をした為に、80mの部分のエレメントの長さが、今までと少し違っているように みえますが、これが現在の実測データ。

nanoVNAによるVSWRの値

30m) 元々フルサイズで、バンド幅も小さいので、バンド内1.5以下に収まっています。

 

 

 

 

40m) 7. 06を中心SWR1.417に、7.0で2.05, 7.1で1.69と少し上の方に寄っていますが、FT8が多いので、これで良し。　

 

 

 

 80m) 3.538を中心SWR1.13に、3.50で1.98, 3.585で2.15となっており、こんなものかな？

 

 

 

 

EZNECのVSWRシミュレーション（合わない！）

 LoadsのCの値を同軸の長さで指定しても全く合わないので、共振点が実態に合うようにCの値を増やして(～10pF)、30/40mの共振点を合わせてみましたが、80mは200Khz程高い所にあるようにシミュレートされました。Cの追加量は、周りとの迷容量を考えれば「こんなもんかな？」です。

計測点が違うので参考までに30/40mの給電点インピーダンス  (左から実測、nanoVNAのs1pデータから給電ケーブル長補正した給電点でのインピーダンス、　シミュレーションの値）

 40m: 31.7-j6.08    33.1 - j1.2    38.75+j14.7

 30m: 42.9+j3.75    38.9 - j1.6    42.11+j0.5319

新旧トラップの写真；

上の塩ビ芯コイルでは重たいので、左の様に、真ん中を空芯として、アクリル板と巻き線ガイド用の自在ブッシュを張り付けた物を渡して、接着剤で固定。　

尚、線を巻いているときは、強く線を張るのでアクリルでは耐えられず、後で取り外せるようにスリットを入れた塩ビパイプの切れ端を入れて巻いています（下の写真）。

接着剤が余計なところに付着して悪戯しないように、離形シートとしてポリエチレンの袋を使用しています（右）。

 

 

 

 

 

 

 

 

予備に作成した、出来上がりのコイル、これで20μH位あります。

追加）　備忘録に、今回使用した塩ビとアクリルの接着、及びアクリルとナイロン（自在ブッシュ）との接着には下の2つの接着剤を使いました。　

自在ブッシュは接着面を鑢で何回か扱いて表面を荒らしてから接着しました。　　アクリルと塩ビお間の接着性は良くないかもしれないので、接着面を鑢で荒らしてから接着する方が良かったかもしれません。

30-40-80 Inverted U adjusted

久し振りに波出してみたら、ちょっと中心周波数が違う。　　天気も良いので、早速微調整して、3.5Mhzの内外法のエレメントを21cm足して、7Mhzのトラップの片方のCの容量を1pF減らして、終了。　季節が変わると、エレメントの伸び縮みやコイルの伸び縮みで調整が必要なのかな？　また、エレメント長が分からなくなってしまった。

例によって、シャックからのNanoVNAの表示。

 

30-40-80 Inverted U トラブル（続） 解決

連日暑く気が進まなかったが、必要と思われるパーツを準備して、本日は朝からクランクダウンして、Inverted Uを分解、降ろして原因を詳細に調べてみました。

結論として、誘雷電ではなく、

　アルミパイプの水平部とヨリ線の接合部で片側のエレメントで断線していました。これでは、同調もしないし、給電部の電圧が上がってしまいます。　当初から、風などで繰り返し曲げの力が掛かるので、強度を増し、曲げの力が掛からないように色々工夫したつもりでしたが、ダメでした。

 

> 給電点のインピーダンスが上がっただけでは、何KVにもならない{E=sqrt(P x R): SWRが高いとTXが送信を中止するので、長時間高圧となることはない} ので、誘雷電等、他の要因もあったのではないか？　ちょっと説明がつかない、、、。　

（参考：塩化ビニールの耐電圧... 20～35Kv/mm。25φ内径、32φ外径　3mm厚　60KV!!)

取り敢えず、接合部を2重にしたり、直接力が掛からないようにたわみを持たせたりして、再構築。　ついでに、トラップコイルの支持部分に屋外用のシリコン系コーキング剤を塗り、使用している結束バンド（ナイロン）の紫外線劣化を少し遅らせられないか、実験を開始。

共振周波数などは、元に戻りましたが、80mはトラップコイルのシリコーン塗りたくった影響か130Khz程上にずれてしまったので、長い方（OCFになっているので）に100cm程エレメントを足して補正。

>>　8/10: 暑さが続いたからか、80mの共振周波数が3.4xxxMhzとなってしまったので、35cm程切って補正。 3.552Mhz 推定給電点インピーダンス54.8+j0.4Ω

元に戻りました。

30-40-80 Inverted U トラブル

今朝久し振りにLow Bandを聞いていましたが、80mFT8で3DA0VVがJAとやっているではないですか！　早速、呼んでみると？？　SWRが異常に高くて送信できなくなってしまう！　「あれ、どっか変」という事で、30,40,80とチューンをとってもどこもSWRが高くて送信できません。　アンテナは繋がっているし、、、、。

梅雨明け早々、「暑いのは嫌だなー」と思いながら、やむなくアンテナを降ろして、トラップをチェック。異常なし！　給電部をチェック。　あれ、焦げた跡があって、小動物の破片がこびり付いている。　この変な奴を払い落して、エレメント長をチェック。　タワーを上げて再度SWRチェック。　あれ？少しマシになったけど、高い方にずって、あまり変わらない。

給電部で、放電するような高圧のかかる場所では無いことから、放電痕は誘雷電によるスパーク痕だと思われます。偶々、そこに居たセミ君か何かが身代わりになってくれて、私の送受信機は無事だったのでは？　取り敢えず感謝！

しかし、チューニングの取れていない状況は困った！　考えられる事としては、DX Engineering のカレントバランが内部でショートしたか（あんまり考えられないけど）、塩ビパイプのどっかでショートしている？　

ただ、バラン周辺を弄るとなると、防水に使っているブチルテープが要るので、手元在庫を見たけど、無い！　アマゾンに注文して、到着してからの修理とすることにしました（要するに暑いさなかに、外で作業はしたくない）。

中々、24時間365日、即座に運用できるようにするのは大変ですね。　LowBandはしばらくお休み、、、、。

アルミ筐体やアルミ板の表面を見ると、山の中なのに結構潮風が当たっているように見受けられる。

　

30-40-80m Inverted U アップデート

 先日、40mのトラップを小さいインダクタンスの物に交換し、末端のエレメント長が３m程長くなり、屋根のより下に位置するようになりました。　

どうもこの所為か、今までなかったようなIが80mで出るようになり、元に戻すのも能が無いので、片方だけ今まで使っていたインダクタンスの大きいトラップに変更してみました。
で、Iは治まったので、寸法とnanoVNAでシャックで計測したSWRを記録しておきます。
　

> 80mの中心周波数が上がり過ぎたため、若干調整して、最終的に左図左端のエレメント長が565cmから588.5cmとなり、中心周波数は3547.1Khzとなりました（5mm単位の調整が必要なところを、目分量で現場で処理していたので、目標値より2Khz程高くなってしまいました）。

80mのエレメントは凡そ26Khz/20cm(1.3Khz/cm)で、切り貼り。

30-40-80m Trap Inverted U メンテ

先日来、全体に中心周波数がずれているのが気になっていたので、7Mhz用のトラップをインダクタンスの小さいものに替えて、周波数の微調整を行ってみました。
新しいトラップは8.22μH 66pF (10D-2V 66cm)で、今までよりインダクタンスが小さいので80m用のエレメントが3m弱長くなりました。　
天気の良い、暖かい日（気が向いたら）、エレメントの長さは再度計ってみることにします。
でVNA-Fでシャックから計測した状態は下の様になりました（30mはフルサイズで今までと何も変更が無いので省略）。
また、7Mhz用トラップはエレメントに組み込んだ状態で（クランクダウンして、手の届くところで）共振周波数をVNAで調べてみましたが、6.83Mhz位にありました（VNA-Fの大画面でも、太陽光下では画面の読み取りは結構大変）。　これでも実際の状態（もっと高いところにある）とはかなり違いますので、参考程度の話。
当たり前の話ですが、机上でトラップだけを測定した状態とは、共振周波数もQも結構下がっていますね。　以前、調整したトラップだけを持ち帰り共振周波数を測ったら7.03Mhz位のバンド内にあり、変だな？と思っていましたので、確認してみました。

今朝E44CCが40m CWで入っていたので(21Z頃かな）呼んでみましたが、EUを乗り越えるほどの力は無いので、Give up!  　
で、トラップの調整をして1時間程で工事終了。　共振周波数測定のために23Z頃にフルハイトに揚げると、「あ、まだ居る。強いしJAとやっている」と思って呼んでみましたら、無事QSO出来ました。　ここ何日かアクティブに出ていて聞こえるのに、中々出来ませんでしたが、ラッキー！

40m - 7.039Mhzに中心

80m - 3.531Mhzに中心

U ダイポールの共振周波数ーnanoVNAを使ってみる。

最近購入した中華nanoVNAを使ってUダイポールの共振周波数をチェックしてみました。
RigExpartのAA-54を何年か使っていましたが、「じっと10秒待つのだぞ」が必要ないのは実にありがたいですねー。　表示される値もAA-54を同じなので、「AA-54サヨウナラ」になっちゃうかな？

調子に乗ってAutoRefreshにチェック入れて置いたら、周波数範囲を入力するスピードが間に合わなくて、思うように範囲を調整できませんでした。1.2sec以内に全ての入力を終了する！ってのは無理ですもんね。　取り敢えず、アンテナ調整には便利なツールで重宝しそうです。　とても小さくてタッチスクリーンで全ての処理が出来き、屋外での使用や、移動中の使用には便利ですが、この歳では、小さくて弄るのが鬱陶しい！

Uダイポールの共振周波数がずっている！ (2)

共振周波数がずっているのがどうも同軸トラップの問題のようなので、以前に試用してみた自作のトラップコイル（納戸に健在だった！）に置き換えてみることにして、早速実行。
　　案の定、10Mhzの共振周波数が高すぎるが、3.5,7Mhzはそのまま使えそう！　で、10MhzトラップのCを調整して、取り敢えず10Mhzを追い込んでゆくことにしました。　同軸トラップの容量を50pF(50cm)にして、共振周波数を見ながら（勿論、タワーのアップダウンをして）9cm程切り詰めて終了。　ちょっと低すぎたかな？　後で微調整。




左下のように、10Mhzトラップの調整だけで、概ね3.5/7MhzはFT8を考えればこのままで問題はなさそうです。 10Mhzはもう少し共振周波数を持ち上げて上げる必要があるので、同軸Cを5mm程切って調整してみましたが、２階のベランダに10Mhzトラップが引っ掛かりコイルの間隔が広がり、Cの調整以上に周波数が上にずってしまいました。

　中々思うようにゆきませんねー。