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2014年5月11日 (日曜日)

卵形キャパシティハット EggCap Hatの特性

Sd 卵形キャパシティハットなんてヘンテコなことしている人は日本で数人じゃないかと思っていますので、取り付けたことによる周波数特性なんて、自分で測ってみないとわかりません。

卵形とは言っても、中心にマストがある串刺しですから、電気的には卵の殻とマストの2通りの通り道があります。
過去の経験から、2通りのエレメント長の差が波長に対して大きいと、共振周波数が2箇所できます。また、エレメント長の差が波長に対して短いと、広帯域化されることが分かっています。後者は単線とアルミパイプの違いと同じですね。

卵形は殻の表面長は1m(周囲2mの円)、マストは60cmですから、殻経由の遠回りはマスト経由と比較して40cmの差があります。卵形のキャパシティハットを取り付けた時から、低い周波数で副共振点ができているんじゃないか?と想像していましたが、見付けることができませんでした。
AA-600を購入して詳細に調べることができるようになりましたので、測定ポイントを2000にして広帯域を詳細に計測してみることにしました。

グラフはスクリュードライバーのコイルをほぼ使わない状態(普通のバーチカル)で計測した結果です。25メガ付近の共振がマストを通った場合の共振点で、最短(コイルをなるべく使わない)で24メガになるように調整した結果です。

んん? や14メガ辺りにストンとSWRが下がっているポイントがあります。

スクリュドライバーのコイルを増やすと24メガの共振点と、この副共振点も連動して下がりますが、副共振点はコイルを増やすと共振点のディップが急激に浅くなり、主共振点が21メガ付近になると、副共振点はほぼ消失してしまいます。

スクリュードライバーバーチカルの全長はほぼ24メガの1/4λにしてありますので、コイルを使わない状態で24メガで共振するのは当然ですが、エレメントを40cm延長した24メガのアンテナが14メガに共振する筈はありません。

Sd_40m 恐らくキャパシティハットとしての短縮効果と電気的な遠回り相乗効果、もしくは多少残っているコイルも含めての相乗効果であることは間違いありません。
卵形キャパシティハットはなかなか奥が深いように感じています。

卵形キャパシティハットの本来の効果である短縮効果ですが、こちらはローバンドで顕著です。7メガではフルサイズDPと比較してS1の差があるか、ないか?という使い心地ですが、卵形キャパシティハットは広帯域化というオマケもありました。

SWRの底は1.6とイマイチですが、1.8~28メガまでを1個のコイルでマッチングしている代償です。7メガのみに絞れば1.0まで追い込めます。
注目すべきはその帯域です。SWRの底が1.6で、バンドエッジでも2以下です。全長2.5mの短縮バーチカルであることを考慮すると、とても広帯域であることがご理解いただけると思います。
便宜的にSWRの曲線を下にズラしてみると、7メガのフルバンド200KHzがスッポリSWR1.5以下で納まりそうなのが想像していただけると思います。

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コメント

JI1ANI 福井様
 初めまして、こんにちは。いつも興味深く読ませていただいております。アパマンハムをやっております、岡田と申します。宜しくお願いします。
 以前、卵型キャパシティーハットの記事を読ませていただいた後に、国産スクリュードライバーANTのSD-330に取り付けてみました。素晴らしいですね。効きます。福井さんがおっしゃるとおり、有効な帯域が広がります。SD-330に80cm程度の延長エレメントを付けた状態で、卵を付けてやりますと7MHzでもSWR1.5以下の帯域は120KHz程度に広がりますので再同調が不要です。10MHz以上になりますとバンド内SWRはなべ底のような感じで、当初、うまく計測できていないんじゃないかと思うくらいフラットになりました。
 現在はSG-230に数mのアルミパイプですが、これにも卵を付けています。アパマンハムでエレメントを延長できない制約下にあって、効率を高めるための強力な武器となっています。今は4本型ですが、近いうちに8本にトライしてみようかと思います。このキャパシティーハットは送受信とも効いていることが実感できています。勉強になる記事をありがとうございます。どうぞこれからも宜しくお願いします。

投稿: 岡田 | 2014年9月15日 (月曜日) 12時17分

岡田さん
オートチューナーとの組み合わせでも上手く働いているとのご報告ありがとうございました。
SG230にアルミパイプとのこと、工夫されていますね。卵は機械的な強度が一番の問題ですが、アルミパイプに卵なら安定感もあると思います。
見た目はイマイチなんですが、効果は抜群だと思います。

投稿: JI1ANI/福井 | 2014年9月15日 (月曜日) 13時30分

現在は軽量アルミパイプを数本つなぎ合わせて、ベランダ手すりから斜め出ししています。そのエレメントの比較的太いパイプ側に、ステンレス針金で見よう見まねの工作をして4本モノの卵を取り付けています。明日から数日間、ようやく夏休みが取れましたので6本若しくは8本で、卵表面の経路長も少し延長したモノを作ってみたいと思いますので、できましたらまたご報告致します。この卵+SD330+5m釣竿エレメントの組み合わせで、1.8MHzでWとのQSOにも成功できました。これは効果がハッキリと実感できるハットですね。

投稿: 岡田 | 2014年9月16日 (火曜日) 13時58分

岡田さん
SD330に5mのアルミパイプに卵でTopバンドでWとQSOとのこと。
おめでとうございます。
ベランダ突き出し5mのアンテナでWは素晴らしい成果だと思います。
恐らくベランダは南向きだと思いますので、大変だったと思います。
次はウラル山脈越えですね。

投稿: JI1ANI/福井 | 2014年9月16日 (火曜日) 21時57分

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