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2013年3月10日 (日曜日)

21/50MHzミニビーム HB21-50完成

Hb2150 ミニマルチのHB28-50は良く動作しています。エレメント長は約3mですが、短縮されている28メガでも結構遊べます。でも、最近はコンディションが今一つ。
昨年の秋は楽しめたのですが、今年になってからコンテストなどを聞いても28メガはあまりオープンしません。今サイクルも下り坂、しかたありませんね。

これからもっとコンディションが下がるので、HB28-50を21/50メガのデュアルバンダーに改造することを思いつきました。
トラップコイルの構造を調べてみると、コイルのLとエレメントとコイルケース間の容量によるCで、一般的なLCによるトラップで50メガ動作時にコイルケースを切り離しているようです。
つまり、HB28-50は、中央部のエレメントは50/28兼用で50メガはエンドローディング、コイルケースは28メガのエレメントとして動作、こっちはセンターローディングです。

ですから28用のエレメント(コイルケース)にエレメントを取り付ければ、28メガから下の周波数に共振点が移動するはずですが、HB28-50の2本のエレメントは同時給電です。単純な2エレと異なるので、そもそも動作原理も判りませんし、調整方法になるとお手上げです。
そこでマッチング部分には手を入れず、簡単な改造でダメなら諦める方針で改造してみることにしました。また、アンテナの投影面積は現状通りとして、大型化はしません。

まずは実験的に全てのエレメントに8Φ(肉厚1mm)100cmのアルミパイプでハットを取り付けてみました。フォース12のSIGMA5のイメージです。
ハットを取り付けると、先日の記事で紹介したように21.83MHzで共振し、SWRの底は共振周波数から100kHz程下にあることが判りました。
注意しなくてはいけないのは、2本のエレメントはそれぞれ共振点が異なっているのですが、アンテナとしては一体化した共振点が21.83MHzということです。

2_133cm4 実験結果から、ハットの長さを少し伸ばせば良さそうなことが判りました。そこで120cmのハットを長い方のエレメント(反射器相当)だけに2本取り付けてみました。20.7MHzに浅いSWRの底と21.7MHzに深いSWRの底が現れましたが、その間ではマッチングが取れません。

でも120cmのハットを取り付けると21メガ以下で共振しそうなことがわかりました。次に、残った短い方のエレメント(輻射器相当)にも120cmのハットを取り付けると、深いSWRの底が20.7MHzに現れました。100cm×4本で21.8MHz、120cm×4本で20.7MHzです。

ハットの長さと共振周波数の関係から、目指す21.1Mhzは114cmより少し短い程度と推測できます。そこで2本のラジエーターのうち、短い方(輻射器相当)のハットだけを114cmにカットしてみました。すると共振点は20.9MHzにあがるものの、SWRは2.6と悪化しました。

どうやら、ミニマルチの同時給電アンテナは、前後のエレメント共振周波数とヘアピンが相互に影響しあってマッチングされているようです。前後のエレメントのハット長を変えて周波数を微調整する方法はとても難しいことがわかりました。

今度は長い方(反射器相当)のハットも114cmとして全部のハットの長さを揃えました。すると共振周波数は21.1MHzにあがり、マッチングもSWR1.1とバッチリです。やはりハットの長さを揃えることがコツのようです。

目的の21.1MHzがSWRの底になるまであと少し、次は微調整です。全てのハットを113cm(片側5mmづつカット)にしてみると、21.2MHzで共振し、SWRも21.1MHzで1.1と十分な値です。心配していた帯域幅は、SWR1.5以下の範囲が約150kHzでした。21.4MHzでもSWR2.5で、想像したよりもブロードな特性ですが、コイルで短縮せずにハットで短縮した効果でしょう。

スクリュードライバーとの比較では、2エレの方がS2以上強いことが多く、改造2エレは少しはゲインが取れているようです。FS/FBもオリジナルの28メガと同じ程度なので、ちゃんとビームアンテナになっています。
50MHz帯は若干共振周波数が下がりましたが、もともと非常にブロードな特性なので、運用には全く影響ありません。
エレメント長3mブーム1,1mの21/50のデュルバンドミニビームアンテナの完成で~す。

■追記■
冷静に振り返ると、ヘアピンマッチが付いていることを失念して虚数0Ωを共振点として調整しちゃいました・・・・。でも、今回は「エレメント追加だけ」のお手軽改造がコンセプトなので、これでヨシとします。

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コメント

EA PSK53コンテストでお会いするとはビックリしました。
相変わらず通りすがり参加状態ですが、今回は34QSOで終了として既にLOGも送付してしまいました。
記事にあるアンテナで出ておられたのでしょうか?
今日の@15は非常に西風が強くアンテナはヨーロッパ方向に向けたまま・・・回すのも少し気が引けます。まだ今の時間でも誇りを伴いすごい風が吹き荒れてます。
またよろしくお願いします。

投稿: jq1uge | 2013年3月10日 (日曜日) 15時52分

UGEさん
こんにちは。コンテストではQSOありがとうございました。交信した時は今回の記事のアンテナを使っていました。久しぶりに多数のPSK信号を聞いて楽しくコンテストしています。
やはりEUのアクティビィティーは凄いですね。重なり合っています。

投稿: JI1ANI/福井 | 2013年3月10日 (日曜日) 16時48分

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