30-40-80 Inverted U Update

トラップの故障などで、色々弄りまわしていて、エレメントの長さが判然としなくなってしまったので、天気も良かったので寸法を測り直して、EZNECにも実測寸法を入れ直してみました。

右のような寸法で８０ｍだけが少しOCFになった状態です。

この寸法でEZNECに入れてVSWRを表示させてみると、下のように、目標の中心周波数は合わないし、５Mhz付近に変なディップが出てくるし、SWR自身もえらく悪い値が出てきます。

「おい！ほんとかよ」ってなわけで、送信機端でAA-54(RigExpart)で測ってみると、変なディップはありませんし、夫々のバンドで目標としている周波数でSWRの最小点が得られていました。　
EZNECの条件設定が適切でないのか、原因を確認する必要がありますが、一応動作してくれるものがEZNECで０からデザインして出来上がったことには感謝！
下はAA-54の実測データと、EZNECのシミュレーションのVSWRデータ。

EZNEC が立ち上がらない！

同軸Ｃも先端に15φのポリエチ丸棒を被せることにより、安定に動作することが確認できて、「これで一応完成、、、」と思っていましたが、3.5MhzのSWRがどうしても気に入らない。　「何とかSWRを下げる方法は？」と思案していましたが、「3.5Mhz帯だけOCFになればインピーダンスが上がるジャン。　他のバンドに影響なければ、これでいけるんでは？」と早速EZNECでシミュレーション。　
と、思ったらEZNECが左の初歩的エラーを出して立ち上がらない！　関連ファイルを消して再インストールしてもダメ。　Windows Insider Preview を入れてみたときにDAXドライバがおかしくなるので元に戻した際、OneDriveのリンクがおかしくなったようで、いくつか立ち上がらないプログラムがあってOneDriveの修復をしましたたが、やはりダメ。　で、AppDataの下のEZNEC関連のファイルの消せるものを消して（一部消せないものがあるのでスキップ）再インストールするとやっと使えるようになりました。

インストールされているアプリが多いので、冒険をすると酷い目に合うのですが、何故か良く言えばチャレンジ精神というか、凝りもせずに同じことを繰り返しています。

で、これから当初目的の3.5Mhz帯のOCF化のシミュレーション、、、。

30-40-80m Inverted Uの40mのバンド幅

10D2Wでトラップ用のＣを作って頂いて、同軸Ｃが放電して使えなくなることは無くなったようですが、40mの使用できる帯域(SWR < 1:3.0）が70Khz位しかなく、何とかできないのだろうか？と色々思案していました。　また、同軸Ｃは放電するはずはないのに？とこちらも疑問。　で、トラップのＱが高すぎるのでは？と当然思うわけですが、Ｑを下げるのには？　抵抗入れる？　LC比を変える？　と考えているうちに、LC比を変えたシミュレーションをしてみることにしました。

EZNECで左の様なデザインで7Mhz用のトラップだけ、共振周波数を6.5Mhzに固定して、いくつかのLC比率でバンド幅だけを比べてみました（その都度中心周波数が動きますが、ここでは無視）。
Ｃを150pfから、10pfまで動かして、ＬＣ比率を変えてみると
左のように、どうもＬを大きくしてゆくと7Mhzのバンド幅が広がってゆくようです。現在130pF程度で70Khz幅ですので、凡その整合性はありそうです。　

10pf, 60μH

 これでゆけば、50pF/12μHの組み合わせで概ね7Mhzをカバーできそうです。　また、12μHであれば、作り直さなければなりませんが、今のコイルの仕様で13回巻き位で済みそうですので、実現可能かと思います。　また、アルミ線注文して、来週実験してみることにします。

25pf,24μH

25pf, 24μH

左は、夫々の7Mhz付近のSWRのシミュレーション。エレメント長を変えていないので、Ｃの容量を増やすと、7Mhz付近の共振周波数が下がってゆきます。　

50pf, 12μH

50pf 12μH

また、右は3Mhz-11Mhzの夫々のSWR値。Ｌが増えると3.5Mhz帯の共振周波数が下がってゆきます。　全体が大幅に狂わない事の確認のために、

100pf 6μH

100pf, 6μH

都度確認しました。

150pf 4μH

15opf, 4μH

Inverted Uをトライバンダに

気温が高く、天気も予報では良いとのことだったので、7Mhzのトラップと80m用のエレメントを足して、80,40,30mのトライバンダとするための工事をしました。
例によって、上げ下げしているうちにステーが外れたり、頭頂部のアルミエレメントが曲がったり、、、。　最下部までタワーを降ろして、エレメントを外し、曲がったアルミパイプを伸ばし、ステーの張り直しをしました。　ついでなので、頭頂部のアルミパイプの長さを少し縮めて30mの調整も行った。
で、一度タワーを伸ばしてタワー直下でAA-54でSWRを測ってみると、30mはうまくバンド内に収まりましたが、40mは大きくバンドを下に外れたところに共振しており、何回かに分けてエレメントを総計15cmづつ切ってみましたが、依然として6.92Mhz位にSWR最小点があり、ちょっとこのままでは使えません。　80mも3.16MhzにSWR最小点があり、こっちもこのままでは使えません。　明日、もう一度40m,80mのエレメント長の調整です。
7Mhz用のトラップの共振周波数がちょっと低かった所為かも知れませんが、中々設計通りにはゆきませんねー。

左が改造前、右が改造途中の物ですが、30m以外はバンド外に出てしまい、 再調整が必要。

 EZNECでトラップの共振周波数（L,C)を弄ったりエレメント長を弄ってみたりしましたが、どうもトラップの共振周波数が6.8Mhz位にあるような、、、、。　これでも、エレメントの調整で何とかなるよう（シミュレーションでは）なので明日は、40m用のエレメントの調整から、再出発。 80mは何故かEZNECのデータより2mも長い事になるのが不思議。トラップが入ると、共振していないときはトラップのコイルは唯のエレメントとして考えるべきなのかな？　だと、結構な長さがあることになりますねー。





30mのFT8を見ながらこれを書いていますが、C31MFやMI0OBCは18:30JSTを過ぎで聞こえなくなってしまいました。　今朝のE31Aも20Z台には強く入っていて、2のK**さんの何局か後にできましたが、その後はJAがBand Activityに敷き詰められたように呼んでいて、「早くできていた良かった」と思いながら見ていましたが、21Z過ぎには弱くなってきて、そのうちフェーズアウトしてしまいましたね。　早く見つけて、早く潰さないと、弱小局にはタフなコンディションです。

QEX Sept/Oct 2017

QEXが来ていたので覗いてみると、"Design of a Two-band Loaded Dipole Antenna"というのがあって、30m/20mの例が出ていました。　「
「うー、計算式はこうなるでしょうけど、EZNECとCoax Trap Designで計算しなくてもできちゃいますよね」ってわけで、何とはなしに自分の作った40m/30mダイポールが自慢したくなりました。　先日、タワーのメンテに来ていただいたFTIの人も言っていましたが、30m/40mの2バンドダイポールって意外と市販ではないんですよね、、、。

QEXはこれ以外にAD9850とＴＩのMSP430を使った、Signal Generatorですが、MSP430をアセンブラでプログラム！というのが「何を今更？」とちょっと意味不明。　そう言えばアセンブラなんてもう何十年も見ていませんねー。　時々C compilerの吐くアセンブラコードを見ることはありますけど、、、。

QEXは面白い時もあるけど、あまり、、、　なので、今年限り？でやめることにします。

30-40m Inverted U Initial data

1:2バランを見つけたＤＫ７ＺＢのページに"Inverted U"というページがあったので、ちょっと覗いてみましたら、「そう、なんですよね。給電点インピーダンスを上げるのに、ダイポールの先っちょがベントしたアンテナなら？」というのは誰でも考えるんですね。　

この場合MMANAでどうやってエレメントを定義するのか良く分からなかった（勉強してません！）ので、これを機会にEZNECを使ってみることにしました。　で、"Antenna Modeling for Beginners"を摘み読みして、”習うより慣れろ！”でDipole -> Inverted V -> Inverted Uと作ってみました。　Real GroundのデータはMMANAから拝借してきて、左の様にInverted V, Inverted Uを比べてみました。　確かに、水平部分が５m程でも給電点インピーダンスが50Ω近くなり、VSWRがかなり改善され、1:2のバランも必要なさそうです（せっかく作ったのですが、、、）。

これに現在作成中の10Mhzトラップをくっ付けて"30m/40m衣紋掛けダイポール"をそのうち制作することにしようと思います。

EZNEC（ＭＭＡＮＡも？）、エレメントの定義を座標で定義しなければならないので、取りあえずX軸上に一直線に並べ、それから曲げるエレメントをRotateさせる方法を取りましたが、Inverted Uの方は、センター部分を20φのアルミパイプにした為に共振周波数がかなり違ってきました。　
また、端の部分をベントしても共振周波数が違ってきますが、この長さを調整するのが面倒ですね（三角形の斜辺になるので、一々二乗の和の平方根？）。　wire画面を開きながらView　Antの画面の左下のLengthで基準にするエレメントの長さを記録しておき、同じ長さにしたいエレメントのEnd 2-Xの値を動かして、View AntのLengthを見ながら同じになる様にTry & Errorで合わせました。　正しい方法かどうかは知りませんが、良い方法があれば教えてください。　（一度直線に戻して、、、という方法もありますが、かなり面倒です）。
ま、これはシミュレーションの世界の数字なので、何処まで左右対称にしなければならないのかよくわかりません。　実際に作るときは周辺の環境も含めてどうせ、Cut & Tryなので、短くなり過ぎなければ良いのでは？　いい加減な性格丸出しですが、、。

一直線の最初のデータを入れる時点でも結構面倒なので、最初にエレメントの長さを決めておいて、左のようなExcelで計算させながら入力しました。

Dualband trap Inverted U

EZNECを使った30 meterのInverted Uのデザインは出来ましたが、この仕様でアンテナ上げると「衣文かけの部分が4 meter近くなり目立つなー」と今になってちょっと躊躇。　で、取りあえずEZNEC使って当初考えていた30/40 meterのトラップInverted Uにしたときの給電インピーダンスを確かめたくて、どうやってデザインするのかグッグてみると、Coax Traps from a Modeling Perspectiveというのが見つかりましたので、見よう見まねで作ってみました。　

トラップは同軸ケーブルを使ったもののデザインツールが free coax trap design tool (courtesy of VE6YP)にありましたので、耐電力性を考えRG-59/Uを使って作ってみました。　
このツールDesign Parametersを入れるとL/C/Xを出してくれる優れものですが、Xの値は？？　Loads(RLC)の窓での入力は、R,L,Cと挿入位置とConfigですが、このRはRでXでは無いので、このツールの出してくる値とは関係ないですね。 最初気が付かずにXの値を突っ込んでいて、トラップにならなくて考え込んでしまいました。

結果は左の様で、SWRは良さそうなので、明日にでもRG-59/U買ってきて、一気にDual Band Dipoleをでっちあげることにします。

ここの処毎日EZNECを弄っていて、少しずつ勘所が掴めてきたような気がします。　　取りあえず、一番最初のデザインを給電点が原点になる一面（X軸？）で書いておくと、エレメントの調整が楽ですね。　それと、Wiresの窓でエレメントを選び、右クリックしてエレメントの長さの伸びちじみを相対値で入れることが出来ました。（今まで気が付かずに、View Antennaに表示されるエレメントの長さを見ながらあてずっぽうに数字を入れていました。－お恥ずかしい）

EZNEC弄っているうちに、色々興味が湧いてきて（机上で手軽に夢が膨らませられるので）、次は何しようかなー、等と考えています。　　
MMANAでは給電点がエレメントの真中にある必要があり、この為給電点近辺に短いエレメントを作っておく必要があったと思いましたが、EZNECはsourceでの指定で端点から給電できるようなので、そのように直しました。

参考にしたWEB（文献）

[PDF]How to Start Modeling Antennas using EZNEC - ARRL

EZNEC modeling coax traps « NC4FB Amateur Radio

[PDF]EZNEC User Manual

電線館.com (同軸のスペック） 

衣文かけの長さを２メートルに抑えて、こっちで行こうと、、、

 

 

Inverted U ? 衣紋掛けダイポール、、、

1:2バランを見つけたＤＫ７ＺＢのページに"Inverted U"というページがあったので、ちょっと覗いてみましたら、「そう、なんですよね。給電点インピーダンスを上げるのに、ダイポールの先っちょがベントしたアンテナなら？」というのは誰でも考えるんですね。　

この場合MMANAでどうやってエレメントを定義するのか良く分からなかった（勉強してません！）ので、これを機会にEZNECを使ってみることにしました。　で、"Antenna Modeling for Beginners"を摘み読みして、”習うより慣れろ！”でDipole -> Inverted V -> Inverted Uと作ってみました。　Real GroundのデータはMMANAから拝借してきて、左の様にInverted V, Inverted Uを比べてみました。　確かに、水平部分が５m程でも給電点インピーダンスが50Ω近くなり、VSWRがかなり改善され、1:2のバランも必要なさそうです（せっかく作ったのですが、、、）。

これに現在作成中の10Mhzトラップをくっ付けて"30m/40m衣文かけダイポール"をそのうち制作することにしようと思います。

EZNEC（ＭＭＡＮＡも？）、エレメントの定義を座標で定義しなければならないので、取りあえずX軸上に一直線に並べ、それから曲げるエレメントをRotateさせる方法を取りましたが、Inverted Uの方は、センター部分を20φのアルミパイプにした為に共振周波数がかなり違ってきました。　
また、端の部分をベントしても共振周波数が違ってきますが、この長さを調整するのが面倒ですね（三角形の斜辺になるので、一々二乗の和の平方根？）。　wire画面を開きながらView　Antの画面の左下のLengthで基準にするエレメントの長さを記録しておき、同じ長さにしたいエレメントのEnd 2-Xの値を動かして、View AntのLengthを見ながら同じになる様にTry & Errorで合わせました。　正しい方法かどうかは知りませんが、良い方法があれば教えてください。　（一度直線に戻して、、、という方法もありますが、かなり面倒です）。
ま、これはシミュレーションの世界の数字なので、何処まで左右対称にしなければならないのかよくわかりません。　実際に作るときは周辺の環境も含めてどうせ、Cut & Tryなので、短くなり過ぎなければ良いのでは？　いい加減な性格丸出しですが、、。

一直線の最初のデータを入れる時点でも結構面倒なので、最初にエレメントの長さを決めておいて、左のようなExcelで計算させながら入力しました。