430MHz用 6エレ H-ヘンテナ

H-ヘンテナというのは、通常の「日」の字型のヘンテナから上と下の水平エレメントを取り払った形のアンテナです。ヘンテナのバリエーションの一つで、エレメントの形が「H」になるのでH-ヘンテナ(H-hentenna)と呼ばれているようです。

この「H」の形でエレメント1つと数えるべきなのだろうと思いますが、見た目は八木やHB9CVでの「エレメント数が+1のもの」と同じになりますから、ここではあえて「Hエレメント」を2エレメント分と数えることにします。

outlook

上の図のような見た目です。右側がHヘンテナの部分で、給電は水平エレメントの中央から行います。構造的にはT字アンテナを2本、逆位相で給電する感じです。インピーダンスは数百Ω程度になり、パラスティックエレメントを足すと100~300Ωくらいに落ちてくるようです。

今回はハンディ機につけて使える、比較的小さいアンテナを目指します。ブーム長はマックスで1m以下とし、組み立てが簡単でゲインそこそこ、FB比はそれなりでよしとします。

もともとのアイディアはCQ出版から出ている「移動運用をもっと楽しむための製作集」に掲載されている製作例からいただいています。

http://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/15/15931.html

このアンテナ、何が便利かというと、給電部の面倒な工作があまりいらないのです。たとえばW1JRタイプにすると、ラジエーターは中央を絶縁する必要があります。フォールデッドダイポールにしようとすると、パイプでは加工が面倒です。ガンママッチなどはバーとかキャパシタの工作が面倒ですし、組み立ての度に調整する必要がありそうです。

このHヘンテナだと全部のエレメントはパイプ1本で構成できます。給電部はバランからのワイヤをそのまま何かの金具でパイプに止めておくだけです。マッチングの調整はいつものヘンテナの方式で、水平エレメントを上下に動かします。

動作原理は

Hの部分だけ取り上げますが、基本的には2本のエレメントを逆相で同時に励振し、1/8λ程度の間隔を空けておくことで若干片方の放射を抑えているような感じに見えます。HB9CVの場合にはフェーズラインを使って135度の位相差がありますので、バック方向の輻射はそれで抑えられるのですが、Hヘンテナだと位相差が180度ですので、そこまでのF/B比は見込めないと思います。

まずはシミュレーション

MMANA-GALに前出の本の寸法を入れてシミュレートしてみました。少し動作帯域が低い方によっていましたが、作例ではエレメントをアルミのL字アングルにとりつけるのに金属製の目玉クリップをつかっているため、多少エレメントの短縮効果があるのかもしれません。

その状態からとりあえずいつも八木アンテナでエレメントを足すときの感覚でディレクターを2本追加します。

追加しただけでゲインが12dBiになりました…がマッチングやFB比がひどすぎなのでそこから最適化をかけます。

433/430/435/439を指定バンドとして、水平エレメントのZ方向の位置~Hエレメント全体の高さ~導波器のインターバル~長さ・・・を調節します。ここでは目標のインピーダンスは200Ωとし、SWRとゲイン最大、F/B比はそれなり(20%)として最適化をかけたところ、次の図のような数値になりました。

dimensions

wire 9が先頭なのでこれがwire 8よりも長いとF/B比が悪くなります。手動でこれをwire 8と同じ長さにしたところ、ゲインが-0.1dBでF/Bが0.3dBほどよくなったようです。お好みで。

この設計値でのパターンはこんな具合です。

pattern

dBiで12dB程度、dBdだと10dBぎりぎりくらいのようです。F/Bは案の定あまりよくないですが、18dB近い数字が低い方で出ていますのでよしとしましょう。

 

ゲインやF/B比、SWR、R/jXのグラフはこんなです。

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FMの帯域を重視しましたが、SSB用に作りたい方は最適化でのバンド設定(周波数設定)をもっと低い方によせるといいと思います。私はとりあえずこれでOK。

バランは同軸でUバランで作ります。ハンディなら、入手できればテレビ用の300Ω:75Ωの整合機でもOKと思われます。RG58などの芯線が単線の同軸にFコネクタをつけると良い様です。

とりあえずの設計はここまで。少しエレメント間隔などに改善の余地がないかもう少し検討です。

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