430MHz用 H-ヘンテナ リセット後の1

シミュレーションで大チョンボをやらかしまして、最適化したデータがほぼ使えない状況となりましたので再度シミュレートしています。

ただ、検討した項目はそれなりに意味がありました;ブームの影響です。しかしL字アングルに穴あけてからだったので意気消沈です(笑)

6mmパイプで再度最適化をかけたもの(リセット前の4のデータでパイプを6mm(3mm半径)に置き換え、最適化をかけていったもの。SWRの特性がこんな風になります。

swr

パイプが細くなった分、ブロードな特性がちょっと落ちてしまっており、マッチングを取る433.0あたりで急にSWRが落ちるような感じ。それでもバンドエッジのあたりのSWRは前のシミュレーションよりも良いかもしれません。

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7ele H-Hentennaの5: リセット

昨夜から製作にかかったのですが・・・ブームにねじ穴空けて、プラスチッククリップ取りつけるところまでやりましたが、痛恨のミスを発見。

 

パイプ径は直径ではなくて半径で入力

 

という大事なところでミス。

つまり今回だと6mmのパイプなので3mmと入れなければならないところを6mmとセット=12mmのパイプ。

これでは全く合いません。まいった。

一度リセットします。

430MHz帯用 H-hentennaの4 ブームの影響

昨日のシミュレーションで作り始めようと思ったのですが、ふと気になった物が一つ。

それはブームの影響です。

八木アンテナの場合は基本的には電圧が0の近傍でブームに取りつけることが多いし、エレメントに直角なので影響がほぼ無視されているケースが多いだろうと想像します。私も普段はこのあたりは無視してシミュレーションを実施しています。

しかし、H-ヘンテナだと、今回の場合は給電部の水平エレメント(H字の水平部分)が、ブームから4cm程度しか離れていません。つまり1/16 λ程度しか離れていない平行な導体棒となりますので、ここに多少の影響がありそうです。

タダOMのページよりL字アングルの丸パイプ換算の数値をそのまま拝借して4mm径のパイプとして計算してみます。

http://www.zcr.jp/b/?date=20090502

すると、結果省略しますが、昨日のデータからは、1)SWRの最低点が低い方にずれる 2)フロントゲインとF/B比が少し改善される 3)インピーダンスのR分が200Ωから190Ωに低下する、という現象となりました。

パイプをエレメントから0.5mm離して配置し、再び妥協点を「最適化」で探します。今回のエレメントは一応ブームからは(少なくとも直流的には)フロートとしますので、こうしました。

※設定ファイルにミスがあり、ブームとエレメントがオーバーラップしています。後日別エントリーで修正版を掲載します。2016/10/21 2:18 →このオーバーラップの影響はシミュレーションには大きくは影響しませんでした。

結果は以下の通り。

まず、電流分布はこんなです。

outlook

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430MHz用 H-ヘンテナの3 導波器5本のまま同調周波数を上げる

MMANAでマルチバンドや広帯域アンテナを設計するときに、「最適化」をかける周波数を設定します。バンド設定のところで異なるバンドを設定すればマルチバンドになりますし、同じバンドで周波数を複数セットしてやればそのバンド内の複数のポイントで目標値を達成しようとしてくれます。

しかし、あんまり無茶な目標値設定をするとポイントポイントでだけ目標値が達せされるような結果が出ることがあります。たとえばSWRとかj成分を目標にすると、目標周波数のところでだけ共振するようなアンテナです。

さて、もともと433あたりを重視して設計してきた今回のアンテナですが、435のあたりに無理矢理中心を移してみることにしました。やり方は2通りは思いつきます。

  1. エレメントの全てのサイズを周波数比に基づいて増減して同調点をずらす
  2. ヘンテナではマッチング調整用のエレメントを移動させて同調点を変える

今回MMANA(-GAL)で最適化をかけるときにはマッチングエレメントの調整も込みでやってきたので、どちらかというと2の方法に近いです。

さて、少しいじることで低い方のSWRが下がって、上の方も若干下がりました。F/B比は少々悪化しましたが、低い方のSWRが下がっているのが気に入りました。

swr

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430MHz用 H-Hentennaの2 導波器5本

昨日の続きです。

導波器を追加、さらに少し帯域が広くならないかと試行錯誤中。下に広くなりましたが、上が少し狭い感じです。

ブーム長(1mの内95cm)をフルに使うようにしてみました。一本エレメント追加というよりは5cm長くしたおかげで少しゲインがプラス、F/Bは改善したようです。全体的に少し同調が上ずることを期待してこのまま作っちゃおうかな?

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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。

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