430MHz 4エレ八木（その２）MMANAで作ってみる

 

 

　今回はMMANAを使って得られたデータをもとに製作を試みました。前回同様4エレとし、小型ザックにも入るようブーム長40cm以内で、より高ゲインのものをめざしました。

 

　軽量４エレ八木のデータをMMANAに入力し、これをベースに「ゲイン」「FB比」「SWR」等のパラメーターを変えながら何度か「最適化」を実行。４エレであっても10dbiを超える組み合わせが示されるものの、長さがどれも50cmを超えてしまいます。エレメント間隔が狭いと利得は上がらず、あるいは利得はそこそこ得られてもSWRが高過ぎ・・・。エレメントの間隔と寸法の組み合わせは無限にあって、八木というのはつくづく妥協の産物では？と思えてきます。

 

　ベースとなる数値を変え「最適化」を続けたところ、反射器から第２導波器までの長さが36cmほど、ゲイン9.5dbi、SWR1.5以内という求めに近い組み合わせにたどり着きました。さらに追い込むため、間隔は変えず、エレメント寸法のみを増減。いわばシミュレーター上でカット＆トライを繰り返すといった風で、何とかSWR1.05まで落ちてくれました。偶然にも４本ともキリのよい寸法。不満なところがないわけではありませんが、ここで自分に折り合いをつけ、妥協点としました。参考まで、データ下記の通り。

 

 

　さて、MMANAのデータと製作したアンテナとの間に乖離がみられることはままあるようです。データ通りに作って本当に大丈夫なの？という不安がよぎらないでもないです。そこで、カットしたエレメントを仮止めして事前にSWRを測定したところ、1.0とはいかないものの、ほぼデータ通りという結果になりました。シミュレーションソフトなのでこうなって当たり前ではありますが、MMANA、なかなかのものです。安堵して作り込みを進めることにしました。

 

エレメント差し込み式（六角スペーサーに変更）

 

　製作は前回とほぼ同じですが、エレメントを差し込む中空丸パイプを樹脂製六角スペーサー（長さ2cm）に変更しました。丸パイプと異なり六角スペーサーは角材に平面で合わせられるため、精度が高まります。また放射器のロッドアンテナは太めのものしかなく、少し重くなってしまいました。ロッドアンテナを使うと調整が楽ではありますが、無駄に重くなってコストもかかるため、何か良い方法がないか、考え中です。

　今回も製作自体は半日ほどで完成。ブーム長38cm、重さ80g。ほとんど調整不要で、放射器のロッドをほんの少し短くしたのみでSWRベタ落ちになってくれました。IC-705のプロット測定でまったくバーが立たず、帯域も広そうです。

 

 

　固定局からの弱めの信号。前作との比較で今回の4エレの方がS1～2上がってくれました。前作で了解できない信号がぎりぎりで了解できるケースもあり、悪くない感触です。ゲインの向上という目標は一応クリアできたように思います。取り回しも問題なし。もっと良いものができるのかもしれませんが、自分的には御の字で、次の山歩きはこれを持って行こうかと思います。

前作（左）と今回（右）

 

　求めるアンテナをMMANAで設計し、得られたデータに基づき作ってみると、ほぼその通りのものが出来上がる、ということ自体、新鮮な感じがありました。「最適化」を繰り返していると「おやッ」と思えるような計算結果もあるし、一歩づつ目標とするものに分け入るような、あるいは見えない何かを探り当てるようなアナログな面白さもあり、MMANAを使ったアンテナ作り、あらためて興味をそそられました。

 

 

 

 

 

430MHz 4エレ八木を試す

 

 

　大年寺山（仙台市太白区）にて430MHz 4エレ八木を試してみました。相手局は岩手県一関市の石蔵山移動局。デジコミで交信後430MHzにQSY、アンテナを変えながらの交信実験にお付き合いいただきました。石蔵山は一関市の東にある標高356mの里山。距離83km。

　

　はじめにVUデュアル八木（430MHz 3エレ）。方角を合わせ双方10Wにて59-59。これでは比較にならないということでパワーを5Wに落とし、それでも59-59。さらに相手局1W、当局0.5Wで52-55となり、かすかなノイズも感じられるこの状態で比較することにしました。

デュアル八木（430MHz 3エレ　オープンスリーブ）

 

　さっそく4エレ八木に換えたところ55変わらず、わずかなノイズの感じもほぼ同じ。相手局からも52変わらずのレポートでした。モノバンドの4エレなのでデュアル八木より少し勝ってくれるのではと期待したのですが、同等の結果でした。逆にデュアル八木の方はオープンスリーブにもかかわらず、まずまずの利得、ということになるのかもしれません。

 

 

　ちなみに以前に作ってほとんど使っていなかった2エレの「プリンテナ」も試してみました。51-53に低下。ノイズが増え、信号強度も下がりました。相手局からもノイズが増えたとのレポート。プリンテナはバラン付きの基板にエレメントを付けた超軽量で面白いアンテナですが、3エレ、4エレとの違いは明らかなようです。

 

プリンテナ（右）

 

　今回製作の4エレ八木はカット＆トライでマッチングを追い込んだものの、MMANAでの計算結果とは合わず（原因不明）、利得的には3エレ並みのようです。ただ、送受信とも悪くはなく、十分使えることはわかりました。もう少しブームが長くとも許容範囲ではあるので、利得重視の設計でもう一本作ってみてもよいかな、と考えています。

 

 

 

 

 

430MHz 軽量４エレ八木

 

 

　里山での無線運用はもともと遠方との交信というロケでもなく、145MHzに比べるとノイズのほとんどない430MHzの方が良さそうな気がしています。ここ数回の運用では粘りのある伝搬も見せてくれて、少し見直しています。あまり430MHz用アンテナは作ってこなかったのですが、オープンスリーブのVUデュアル八木と比較もしたいと考えシングルバンドの４エレ八木を製作してみることにしました。いつもの通り、山で使える程度の耐久性を考慮しつつ、軽量化優先です。

 

　430MHz用八木はネットに製作例がたくさんアップされており、作られる方は多いようです。いろいろと参考にさせていただきました。ザックに入るブーム長を考えると５エレでも良いのですが、寒い中で少しでも手間なく組み立てられるもの、ということで４エレとしました。

 

<材料>

・ブーム　角材　10mm×10mm×31cm

・ロッドアンテナ　30cm×2本

・アルミパイプ　外径3mm 長さ１mを切り分け

・ベークライト中空パイプ（内径3.5mm）長さ20mm×3

・BNCコネクター

・給電部用プラスチック板、ボルト等

 

<製作>

　ブームは精度を出すのが容易なように今回も角材を使いました。導波器、反射器はアルミパイプ、調整できるよう放射器のみロッドアンテナとしました。導波器、反射器エレメントは中空パイプに上から差し込むだけの簡便な方式です。角材に直接穴を開けて差し込むことも考えましたが、精度を確保するのが難しいと判断し、この方法にしました。角材に溝を付けて中空パイプを仮止めし、エレメントがきれいに並ぶよう調整した上で接着固定しました。

  給電部はBNCコネクターにて直接給電、バランなし。最後に片支持ブーム接続用の塩ビパイプをバランスの良い個所に取り付けて完成。2m用八木と違ってエレメントの2分割等、面倒なところもなく製作自体は半日ほどで済みました。

中空パイプ差し込み式

給電部

収納状態

 

<調整>

　430MHzに対応するアナライザーがないので、IC-705のSWRプロット機能で測定したところ、バンド全域SWR3.0。共振点が上にあるのか下にあるのかの見当もつかず、想定外な結果に一瞬途方に暮れてしまいました。ネットデータの寸法を参考に作ったのですが、エレメントの太さ・材質など様々な条件が異なるのかもしれません。エレメント間隔は変えず、試しに第１および第２導波器を短いものに差し替えたところ、改善の兆しが見られたため、両エレメントをカット＆トライで切りつめ、最終的に放射器寸法を調整してベタ落ちとなり、何とか事なきを得ました。

調整後

 

　調整後のデータをMMANAに計算させたところメイン付近でSWR2.0以上となり、実際の測定結果とだいぶ開きがあります。この状態で所定の性能が出るのか？は疑問ですが、一応、これで調整終了としました。アルミパイプの差し替えは簡単で、放射器もロッドエレメントなので長さや間隔を変えて、追々また試してみたいと思います。調整後の寸法図を残しておきます（自分の備忘録。当てになりません）。

 

　受信およびアナログレピーターにアクセスしてみたところでは良くもなく悪くもなし、サイドはそれなりに切れ、前方利得でVUデュアル八木（430MHz３エレ）、スイスクワッドと同等な感触です。信号によって４エレが良い場合もあるし、逆もあります。

 

　長さ31cm、重さ65ｇ。コンパクトかつ軽量には仕上がったと思います。ハンディ機とこのアンテナを持って430MHzのみ運用、軽身で里山を歩き回る、そういうのも悪くないかな、などと考えています。とりあえず次の山歩きの際に持っていくつもりです。

 

 

 

 

 

馬船林道―疣石山（大沢山） 12/4

 

 

　この山は疣石山、大沢山、物見山の3つの山名を持ち、山元町側、角田市側でそれぞれ呼び名が異なるようです。馬船林道や登山道の様子も気になり登ってみました。

 

浅生原山王溜池

 

　JR常磐線山下駅下車。東街道から馬船峠への入り口に浅生原山王溜池があり、それを左手に見て最奥の民家を過ぎると旧林道となります。とてもこの先に道があるとは思えないような藪状態のところをかまわず直進すると、道幅が広くなり、古いコンクリートの道路壁などが現れます。かつて車道だったことが偲ばれるのはそのくらいで、途中まで下草が刈られた様子がみられたものの、林道上部は崩落個所も放置され、もはや人工的な気配さえなく、植物の繁殖に委ねたまま自然な状態に戻りつつあるかのようです。

馬船林道入口

馬船峠

 

　林道入口から約40分で馬船峠着。南側の尾根に取り付き疣石山へ。登山道は明瞭ですが、笹に覆われたところもあり、一部藪化が進んでいるようにも感じられました。30分ほどで山頂着。標高314m。以前は樹木でなんの眺望もない地味な山頂で、数年前に崖地斜面が大きく伐採され南西の展望が得られるようになりました。それもあって、登山者も増えたように感じていたのですが、今日は一人すれ違ったのみ、静かな山頂でした。

疣石山へ ↑↓

山頂　↑↓

山頂より

 

　IC-705にVUデュアル八木（145MHz2エレ、430MHz3エレ）。2mSSBでCQを出したものの応答なく、FMで一関市、仙台市、相馬市の３局と交信。続いてD-star仙台青葉レピーターにて連絡をとり、今回もJP7IEL局（距離約70km）にお相手いただきました。430MHzシンプレックスに移行し51-53。はじめノイズが多めながら方角、偏波面など調整しFMおよびDVにて安定交信となりました。145MHzを試してみたところ、今回も双方まったく入感せず。変調はもとより信号のかけらも感じられず、前回の鴻ノ巣峠に続き予想外な結果に唖然としてしまいました。双方の設備にもよると思いますが、似たような標高と地形が連なる里山では145MHz よりも430MHzが意外な強みを見せてくれるのでは？などとつい考えてしまいました。別の山でまた試してみたいと思います。

 

　一瞬雨がぱらついてきました。西の雲行きも怪しくなってきたようです。交信を終了し撤収。いったん馬船峠に下山し、鷹討山方向に登り返しました。金津展望台、東街道への分岐を経て東斜面の展望地へ。

金津展望台　蔵王は雲の中

東斜面展望地より松川浦方向

 

　デジコミでCQを出したものの応答なし。そのまま沢コースで的場地区に下山、心配した天候は大きく崩れることなく山下駅まで戻りました。

疣石山を振り返る（山下駅より）

 

 

 

 

簡易的片支持ブーム その２

 

 

　八木アンテナを垂直偏波で使う場合、マストや同軸ケーブル引き回しによるエレメントへの干渉が起きやすく、以前、送受信性能を大きく損なうということを経験し簡易的な片支持ブームを自作しました。

 

　ケーブルの引き回しでどのように影響するのか？　実際に引き回し方を変えながらあるいはケーブルをブラつかせながら受信してみると一目瞭然です。送信の影響は電界強度計で測ったり相手局からレポートをいただくことになりますが、明瞭に変化します。信号が低下したり了解度が悪化するような良くない引き回し方であってもSWR的には良好だったりするのでかえってやっかいで、八木アンテナの落とし穴と言えるかもしれません。

　ケーブルはエレメントに対し真横に引き出してからマストに沿って下すのがベストで、メーカーなどからも八木をシングルで使う場合は片支持ブームの使用が推奨されている通りかと思います。

 

　ということで山岳移動用に作った簡易的な片支持ブームを使い続けてきたのですが、１）形がT型で収納に難がある、２）クリップ2個使用で寒い時期は意外と手間取る、など使いにくい点がありました。

　今回はブーム長を前作より10cm短くして15cmとし、自重と応力を抑えてクリップ１個で固定することにしました。写真の通り前作以上に簡便なものです。重さ40g、I型形状で取り付けやすさと収納も良くなりました。応力が加わるクリップ部分はボルトと接着剤で面的に固定。アンテナとの接続はこれまで同様塩ビパイプ差し込み式としました。

前作（上）と今回作

 

　重さ120gのVUデュアル八木（145MHz２エレ、430MHz３エレ）を取り付けてみたところ、クリップ１個でも問題なさそうで、ブームを短くしたこともあってもう少し重さのある自作八木でも耐えられるようです。不安がまったくないわけではありませんが、手元での短時間の運用なのでこれで良しとします。

 

 

　ただ、アンテナとの間隔はわずか15cm、エレメントへの干渉を打ち消すのに十分なのか、というのはまだよくわかりません。一応、電界強度計で測ってみて、この間隔でも大丈夫そう、という感触はあります。

 

 

　里山は標高が低い上にさほど眺望に恵まれているわけでもなく、ホイップ系では厳しい場面があって、やはり小型八木が有利なようです。さっそく次回、使ってみたいと思います。