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2014年4月20日 (日曜日)

フィンダイポールの共振周波数は?

随分前に下ろしたまま放置していたHFハイバンド用ミニビーム、HF-5Bを分解しました。HF-5Bは、図の形をしたエレメントに、各バンド用にキャパシティやヘアピン、18メガ専用ローディングコイルを取り付けて輻射器として使います。
同じような仕組みのエレメントをもう一つ反射器とした2エレで、14~28の5バンドミニビーム(18はRDP)として動作します。

Hf5b回転半径2mちょっとと、コンパクトですがコイルで短縮しているのは18メガだけで、面積があるためか21では同じ高さの3エレトライバンダーに少し劣る程度、28メガはそれ以上の感触がありました。

この蝶ネクタイのような不思議な形のエレメント、以前から基本的な共振周波数はどの辺りの周波数なんだろう?って不思議でした。

今回はエレメントにごちゃごちゃ取り付けたマッチング用のヘアピンやキャパシターを全部取り外してスッピンのHF-5Bになりますので長年の疑問にケリを付ける絶好のチャンスsign01

Bは両側のAを支える絶縁体です。エレメントの長さはA  182.5cm,C 182.5cm,D 197cm(計測値)でした。エレメント径はA 28mmΦ,C 12mmΦ,D ビニール線です。
ダイポールのエレメントを末広がりにした形で、このような形のアンテナをフィン(翼)ダイポールと呼ぶようです。バイコニカルアンテナを横に寝かしたようなシルエットから想像できるように、ダイポールよりも広帯域です。

Hf5bswr ヘアピンやキャパシターを全部取り外して、図のような基本的なエレメントのみにし、Aの真ん中側を給電点としてアンテナアナライザーで計測してみました。

24メガでSWR1.6でした。
SWR1.6と高めですが、実は僕が片手で給電点を頭の上に持ち上げて計測したので、給電点の地上高は2.3m程度です。
エレメントは蝶ネクタイの形をしていますので、給電点が地上高2.3mだとすると、Cのエレメントの下端は地上高1.3m程度coldsweats01です。

自宅前の路上で計測したので、エレメントの周囲数mにある樹木や塀などの影響が大きいハズ。地上高が高くて周囲の影響が減ると、周波数も高くなって25メガ辺りが本来の共振周波数だろうと推測しています。
接触不良のため計測結果が誤っていました。追記をご覧ください。

計測は20メガ幅(14メガ~34メガ)でSWRを表示させてます。SWRの底が広く広帯域、周波数が高い方向はSWRがあまり悪化してません。どうやらバイコニカルのように動作しているようですが、アナライザーの限界でどこまで伸びているのかは不明です。
そういえばHF-5Bを上げていた時は、50メガは無線機のチューナーを入れれば多少はビームも効く状態で使えて、南米や北米ともQSOできました。

いずれにしても2m弱のエレメント長で30メガ以下で使えるわけで、フィンダイポールは短縮効果を得つつソコソコ広い帯域を取れるアンテナのようです。ただ残念なことに構造的に真ん中のBに負担が集中するため大型化が難しいです。
ワイヤーを使って竹トンボのような形で7メガ用として架設すると、拡張バンドも含めてブロードな特性が活きそうです。

■追記■2015年1月
その後、パイプを磨いて、接続部分も研磨してからくみ上げ、もう一度計測したところ、共振周波数は26.9MHz付近であることを確認しました。
実は、この記事は長きに渡り屋外に放置し、錆びた接触不良の状態でした。結果的にDのエレメントが電気的に接続不良の状態で計測してしまったようです。
MMANAのシミュレーションでも、Dのエレメントが無いH型(キャパシティハット状態)の場合は24.9MHz付近で共振していることが確認できました。

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