MATLAB Antenna Toolbox の中に入っている Antenna Designer を使って、50MHz Vダイポールアンテナを設計してみました。Vダイポールアンテナは非常に簡単な構成となっており、設計に難しい点はありません。MATLAB はR2020bを使用しています。

Antenna Designer のアンテナ設計の画面に必要なパラメータを入力すると、上図のような設計結果が表示されます。この画面は、様々な表示方法をとれます。使い方については、今後紹介していきたいと思います。

Vダイポールアンテナは、非常に単純なアンテナなので、上記のようにシンプルな解が得られます。

アンテナのインピーダンスが実部と虚部に分けて表示されています。50MHzでは約70オームで共振していることがわかります。このため、複雑なマッチング回路が無くても大丈夫そうだと言うことがわかります。複雑なアンテナのマッチング回路は複雑となるので、別の機会に説明したいと思います。

Vダイポールアンテナの電流分布を示しています。教科書通りですね。

アンテナの３Dパターン図です。これも教科書通りですね。

今回はAntenna Designer を用いてアンテナ設計ができることを紹介しました。設計したアンテナはVダイポールアンテナなので、わざわざこのツールを使う必要はありませんが、より複雑なアンテナの設計には真価を発揮します。今後、紹介して行きたいと思います。

最近は、新型コロナの関係でなかなか移動運用に行けませんが、移動運用に行った際に目的とする場所と通信できるかどうかあらかじめ確認できると助かることがあります。そのため、今回はMATLAB でシミュレーションしてみることとしました。(MATLAB R2020bを使用）

MATLAB は各種の科学技術のシミュレーションができるツールですが、今回の電波伝搬シミュレーションは、MATLAB とアンテナ関連のシミュレーションを行うことができる Antenna Toolbox を使用しました。

Antenna Toolbox はアマチュア無線用ではなく、レーダの設計や衛星通信、さらには５G携帯電話のサービスエリア計算などを想定されて作られており、それらへの応用例が多いです。しかし、アマチュア無線でもそのまま使えますので、今回はアマチュア無線の移動通信用シミュレータとして使ってみました。

今回の例では、これまでに何回か移動運用を行っている滝知山展望台から西方向へ430MHz FMで通信を行うことを想定します。これまでは、焼津市より西との交信が難しいことが多かったので、浜松市と通信ができるか確認してみます。

まず、送信ポイントを滝知山パーキングを設定します。出力は10W、10mHの所にダイポールアンテナ相当のアンテナを立てます。

次に浜松駅前（仮）に20mHのアンテナを仮定します。実際にはこんな所にアンテナは立てません。

MATLAB で電波の伝搬損失を計算します。

伝搬損失計算をした結果、受信点までの距離は126.8km、 受信点の信号強度は-120.7dBm となり、-100dBmまでの受信が可能であるとすると、20.7dB足りないという結論になります。間にある牧之原台地の影響が大きいと思われます。

その結果、アンテナゲインが21dB以上（実際には余裕を含めて30dB程度）必要だという結論になります。これを元にアンテナを選ぶ必要があります。また、伝搬経路の選択（富士山での反射）なども検討する必要があります。下の写真は滝知山展望台の風景です。

今回のシミュレーションは初歩的なシミュレーションとなっていますが、MATLAB Antenna Toolbox は非常に高度なシミュレーションができます。今後はさらに高度なシミュレーションも紹介して行きたいと思います。

最近、50MHzのEスポの発生が続いていますが、コンディションがいまいちなのか、Eスポの継続時間が短いことが多いですね。

そのため、移動運用の際にセッティングが終わりいざ交信という時に、Eスポが終わっていたということも珍しくありません。

今回のデルタループアンテナはアンテナ本体を数分程度で組み立てられ、ポールは釣竿、台はカメラ用三脚を使い、こちらも数分で組み立てられられます。

そのため、いざという時にチャンスを見逃すことも少なくなります。

また、三脚の開きが広いので、ある程度の強風でも使うことが可能となっています。興味がある方は、是非ためしてみてください。

移動用アンテナとしてMFJ-1899Tを手に入れました。カタログには、3.5MHzから144MHzまで使えると書いてあります。

ならば、3.5MHz FT817の内蔵ホイップが成立するのではないかと思い、使ってみました。

1.5mのロッドアンテナ, 5W出力で、3.5MHzなんて無謀だとお叱りを受けそうですが、やってみました。

結果ですが、案外あっさりと交信できました。特に、レポートも悪くなかったので、コンディションが良ければ何とかなりそうです。

なお、カウンターポイズは付けています。

自宅のHFアンテナにモービルホイップを使っている人も多いと多います。アースの工夫も大切ですが、今回はエレメントの一工夫を紹介したいと思います。

HFモービルホイップの調整をしている時、エレメントを切らないといけない時がありますが、この切る作業が非常に大変で嫌になります。また、切ってしまうと後戻りできません。

そこで、車で走行しない前提で銅パイプでエレメントを作る方法を紹介します。

アンテナは、ダイヤモンドのHF80CLシリーズです。このアンテナエレメントは直径3mmなので、この径の1m長の銅パイプをDIYショプで買って来ます。

この銅パイプに電工用の1.6mm電線を電工用圧着工具で圧着します。後は、ニッパなどで長さ調整します。

簡単ですね。銅パイプは、220円くらいで入手できますので、お財布にも優しいです。

くれぐれも車に付けて走行しないでください。また、切りっぱなしだとコロナ放電をする場合があるという情報が寄せられました。ハイパワーで運用される方は注意してください。

私の場合は、FT817NDでの運用なので、問題は発生していません。

 

 

 

430MHzのヘンテナを講習会で製作しましました。自宅で使用実験しています。以外と指向性が強く、取り付け方法を試行錯誤しています。このアンテナもJR1OAO局開発品です。

430MHz用の破れ傘アンテナです。エレメントの長さが16cmと非常に小型で持ち運びに持ってこいです。格納した時のアンテナ部の長さが約20cmであり、無線機、バッテリーとバックに入れて旅行に持って行けます。

小型ながら飛びも良く、自宅でも使っています。欠点があるとすれば、ラジオアンテナとしては感度が悪いことぐらいです。

このアンテナは、JR1OAO局の開発品です。