【Antenna】It's the Tri-Band Antenna ! Wow !!

【それってトライバンダー！】

Introduction:
I'm using a handmade mobile antenna that works on the 14 MHz and 18 MHz duo bands.
It works well, but the other day I had a brainwave. I thought that if I shortened the radiant element on top of the antenna, I could use it on 21 MHz.
I quickly tested it and it worked really well.
I had an antenna for a new band without having to do any complicated work.
Yes, the antenna went from dual-band to tri-band ! (2024.12.31 de JA9TTT/1 Takahiro Kato)

【14,18MHzデュオバンドが・・】
　はじめステンレス製のエレメントを使ったお陰で使いモノにならず、泥縄式に何とか完成させたデュオ・バンド・アンテナをさらに拡張する話です。

　このアンテナは最初から２バンド用（デュオ・バンド用）を目指したものでした。　先端部は一本物のステンレス製ロッドを使いましたから伸縮はできません。　バンドの切り替えは中央部分の「ローディング・コイル」にあるタップの選択で行ないます。　共振周波数の微調整も不可欠なので、スライド式小型容量冠を使って行なう方式を採用したのです。

　きちんと共振できたので考え方そのものは悪くなかったと思うのですが、ステンレス材を使った上部エレメントがローディング・コイルに干渉して損失が発生したのです。その結果、輻射効率が相当悪くなってしまったのでした。

　このあたりの顛末は以前のBlog（←リンク）を参照してもらうとして、結果として上部エレメントをロッド・アンテナ（テレスコーピック・アンテナ）・・・真鍮でできています・・・に交換して旨く完成させたわけです。

　出来上がってから何回か使っているうちに「ひょっとしたら他のバンドも行けるのでは？」と思うようになりました。　上部エレメントが伸縮可能な形式になったからです。　縮めたらもう一つ上のバンドに共振できるかも？？　思いはじめてから少々時間は過ぎたのですが、いよいよ試すことにしました。

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　HF帯モバイル・アンテナの話です。　たぶんここをご覧の99%のHAMには関係ないでしょうね。　それでもいつの機会にか・・・来年でしょうか？（笑）・・・そんなモバイル運用を計画されるかもしれません。　ちょっとだけ興味があったら大晦日の行事を済ませてから日本酒でも一杯やりながら楽しくご覧を。　もちろんワイン、酎ハイとかビールもオススメです。　大晦日がまだ忙しかったら新春の暇つぶしにでもされてください。（笑）

【トライバンダ・寸法図】
　さっそく実験結果ですが、これがなかなか「うまく行きました！」

　オリジナルのデュオ・バンド状態の寸法図と、21MHzに変身させるための寸法図を掲載しておきます。

　完全に同じような部材が準備できるとも思えませんからあくまでも参考程度かも知れません。　しかしだいたいこのような寸法形状で製作すれば14MHz、18MHz、21MHzにオンジエアできます。　部材は多少違っても類似サイズで旨く行くはずです。

　ローディング・コイルより下の部分は「一本釣り用グラスファイバ・ロッド」を切った細い先端部に同軸ケーブル：10D-2Vをむいた網線を被せています。　さらに銅の網線がサビるのを防ぐ目的で上から自己融着テープを巻いてあります。

　ローディング・コイルが上下輻射エレメントの中間に入るセンタ・ローディング形式です。　コイル部は次項で説明します。

　コイルより上の先端部は6段式のロッド・アンテナで伸ばした全長は1,015mm（ネジ部含む）、収縮時の長さは203mmです。元部分の太さは7mmあります。平均的な太さはφ6mm程度でしょう。

　14MHzと18MHzでは先端の1段分を完全に縮めた（挿入した）5段分の状態で使います。　さらに先端から2段目は完全には伸ばさす、３段目との間を20mmくらい伸縮させて共振周波数の微調整に使います。　なお、このアンテナではキャパシティ・ハットは設けませんでした。　14MHzと18MHzの長さは5段分マイナス「ちょっと」と言う訳です。

　上部輻射エレメントの長さを5段分のままにして長さをあまり変えず、コイルにタップを追加して21MHzに共振させる方法もあります。　おそらく、その方が幾らか輻射効率は良くなるでしょう。　しかし改めてタップの位置を見つける作業が必要になります。　これはけっこう面倒で時間も掛かるので腰が重かったというのもデュオ・バンドどまりでオシマイにしていた理由です。

　今回、コイルのタップは18MHz用そのままで21MHzにうまく共振できることが「発見」できたのは大成果でしたね。（笑）

　21MHzで使うためには：コイルより上のロッド・アンテナ・全6段のうち先端の3段分を縮めてしまい残り3段分の長さで使います。　それだけですとやや共振周波数が高くなりすぎたので、更に先端部を〜20mmくらい伸ばして共振周波数の微調整に用いました。（左図参照）　21MHzでは3段分プラス「ちょっと」と言うことです。

　全長で300mm短くなりますが、こうした構造のアンテナで輻射に最も寄与するのはコイルより下部であり、ここはずべて同じなのでアンテナの効率はそれほど低下しないはずです。

【ローディング・コイル】
　既出かもしれませんがローディング・コイルの部分です。

　ローディング・コイルはエヤーダックス・コイル：401016を25回分カットして使っています。　実際にコイルとして働いているのは、18MHzで12.5回分、14MHzで19.5回分です。　なお、21MHzは18MHzと同じ巻き数のまま使います。従って12.5回巻きということになります。

　エヤーダックスは既にいにしえの部品です。　太さφ1.0mmの錫メッキ線を直径40mmのボビンにピッチ1.6mmで巻けば同等品が作れます。　錫メッキ線は4mくらい用意すれば良いでしょう。　ボビン（巻枠）としては塩ビ管などが考えられます。

　必要なインダクタンスは、いずれも概略値ですが14MHzが12.7μH、18MHzは6.7μHです。　それぞれのバンド用にタップを引き出しますが、実際には共振周波数を測定しながら加減する必要があります。　なお21MHzは上部エレメントの長さを縮める形式なので18MHzと同じインダクタンス：6.7μHのまま使います。　コイルが良くないと・・・Qが低いと・・・効率が上がりません。良いコイルこそ良く飛ぶアンテナの秘訣です。

　コイルのサポート方法ですが、ケースの蓋（フタ）の部分に固定用の穴加工を行なったあと接着剤で止めています。

　コイルのケースは200mLのサンプル容器というもので、フタの部分（白）の中央にきつめの穴を開けて下部エレメントのグラスファイバ・ロッドへ圧入されています。　これだけだと回ってしまうので更に接着剤で固定します。　なお、容器はフタの部分が下になるよう上下逆にして使っています

　ケースの胴体部分（透明）はスチロール樹脂製で、回して白いフタの部分からフリーに取り外せるようになっています。　これはコイルのタップを替える都合からです。　従って隙間があって防滴・防水構造は難しいので雨天での使用は考えていません。　フタとのネジ部分からも雨水が侵入しそうなので晴天用アンテナと考えています。

【マウントしてテスト！】
　車体左後方のアンテナ基台にマウントしています。これで21MHzの状態です。　磁石アース板（←リンク）は２枚付けています。

　手前の144MHz/430MHzのアンテナよりも短そうに見えますが、実際はやや長くなっています。　全長は1,120mm前後になります。（21MHzのとき）

　21.074MHzの1/4波長は3,380mm（波長短縮率0.95を考慮済み）なので、67%短縮された・・・要するに33%分の長さに短縮されたホイップアンテナとなります。　フル・サイズ・ホイップアンテナの三分の一の長さしかありませんから、アンテナとしての輻射効率はだいぶ落ちてしまいます。

　ただし14MHzや18MHzより波長も短くなってくるので両バンドと同じようなものではないでしょうか。ηa=20〜25%ほどか？

【SWRも下がってOK!】
　nanoVNAで共振周波数とSWR特性を確認しています。　ボトムでSWR=1.13を示しているのでまずまず良好です。

　今回行なった実際の実験手順としては逆でして、エレメントを徐々に縮めながらnanoVNAを駆使して共振周波数を探す・・・と言った作業を繰り返しました。　その作業の最終結果を纏めたのが上に示した寸法図です。
　このアンテナは移動地に着くまで全体を縮めた状態で持ち運んでいます。次回の運用では図面のサイズから始めて先端を微調整しジャストに共振させてから使います。数回の移動運用に使用しましたがこの方法で問題ありませんでした。nanoVNAは持ち運んでいます。

　18MHz(18.100MHz)と比べて全長で約300mmの違いですから、だいぶ縮めることで21MHz(21.074MHz)に調整できたわけです。　さらに縮めて24MHzにもチャレンジすべきだったかも・・・。w　（さらに300mmほど縮めれば何とか24MHzバンドに入りそう？）

【PSKRで飛びを見る】
　これは私の個人的な目標に過ぎないのですが、送信に使うアンテナは飛ばなくては価値がないと思っています。いくら良く聞こえても飛びが悪かったらHAMの交信には使えないからです。
　飛び具合が自分で作ったアンテナの評価基準です。　21MHzにうまく共振したからと言って使い物になるか否かはまた別でしょう。　さっそく近所の公園へ出かけてPOTAを試みました。

　市内の総合運動公園からオンジエアです。ここは上武県立自然公園(JP-1150)に含まれています。やや高台なので無線には向いたロケーションのように感じます。　HF帯は電離層反射なので上空が良く開けた場所ならどこでも大丈夫だと思いますが・・・。　もちろんアンテナは写真のもので、送信パワーは50W、モードはFT-8でオンジエア開始です。

　写真は帰宅後にPSKRで飛び具合を確認している様子です。　日照のあるエリアによく飛んでいるのがわかります。　21MHzでの初POTAでしたが、JA局と交信するのに苦労しました。国内のような近距離はだいぶスキップするのです。　このアンテナの基本的な特性は接地型と同じで垂直偏波です。従って思っているより打ち上げ角は低いのかも知れません。　車載ホイップは指向性が出ることが知られています。当局の車載状況ではクルマの右前方向に弱い指向性が現れるはずです。

　JA局のみ相手にしていては、このままだと10交信に届かずアクティベーション失敗になりそうだったので画面に見えてくるCQ局を次々に呼んで交信局数を稼ぎました。w

　中には当局のCQに応答してくるDX局（イタリア局、インドネシア局、ウクライナ局）もあって流石にここはDX Bandであることが実感できました。　結局、約50分間の運用で16局ほど交信できました。うち4局だけがJAです。hi hi

　JA局のほかBG5、BG7、BI4など中国局が複数と、IW4、OH6、EA5、3W9、YC7、CX6、UX8、UG0など、DX局がずっと多くなりました。　中国やオセアニアのほか南米やヨーロッパへもかなり飛んでびっくりです。　帰宅後にPSKRを確認してなるほどと思ったしだい。　いまは太陽黒点数(SSN)のピークでHF帯ハイバンドのコンディションはかなり良好なのです。

　コンディションに大いに助けられた成果でしょうが、まずまず飛んでくれそうな21MHz用アンテナが手に入りました。合格と言えるでしょう。　これで7MHzから21MHzまで車載から5つのHF帯HAMバンドにオンジエアできるようになりました。　思い立ったら何でも試してみるものです。

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　自宅から無線が楽しめないとお嘆きならRigと移動用ANTを持ってお出掛けされてはいかが？　ロケーション良好な移動先からDXだって狙えるでしょう。　アンテナ製作に自信がないのでしたらFBな移動用ANTが頒布されています。　友人のJA6IRK/1岩永OM（←Blogへリンク）の頒布品はお勧めの一つです。　改良を重ね良いアンテナを目指しておられます。　次回頒布のチャンスを狙ってぜひ手に入れてみてはいかが？　これでアナタもPOTAデビューできるかも。（笑）

【私のPOTAまとめ】
　このBlogは21MHzのアンテナがテーマですが、モバイルからの運用を目的にしたものです。　POTAって初耳ならこちらの→リンクをどうぞ。

　一年とちょっと前の2023年11月末に初めてテスト運用を行ないました。　何も目標がないとメリハリがなくなってしまうので、新規の公園30ヶ所での移動運用を当面の目標にしました。　幸い、今年；2024年11月には30ヶ所目のACTに成功しました。

　POTA活動はアクティベータがメインなので公園移動局どうしの交信：パーク・ツゥー・パーク(P2P)も楽しみの一つです。こちらも今月12月には50交信に届きました。

　たまたま暇ができたらふらっと出かけてみなさんにお相手いただくと言ったスタイルでやってます。たかが遊びですから「無理はしない」が大原則です。たしか、POTAのサイトにも真っ先にそんなことが書いてありましたね。　それでも公園から1,000交信をだいぶ超えました。　いつもコールいただき有難うございます！

　2025年はぼちぼち足を伸ばして新規の公園50ヶ所を目指してPOTA活したいと思ってます。　運用実績のないV/UHF帯50MHz〜1200MHzでPOTAも新テーマです。　スローペースですが聞こえてましたら宜しく！

参考：災害発生など非常時に備えた車載AC電源の活用実績も積めたと思っています。

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　2024年はモバイル・アンテナの話からスタートしました。　色々アンテナ製作を試してそれを活かしたPOTAを楽しむことができました。　　Blogの方ではアンテナの話に続きジャンクな五極管にスポットして実験を楽しみました。　こちらは少々停滞気味ですがこの先も続く予定です。　さらにAudio関連ではBGMの低音改善とスピーカ修理も楽しめました。　そして今年最後のBlogは再びアンテナの話題に戻って締めくくりができたと思っています。 2024年よさようなら。　良いお年を！　ではまた。　de JA9TTT/1

（おわり）nm