1295MHz Patch Antenna のマッチングを考える (マッチング用のコイルを追加) [VHF/UHF]
SimSmith を使って、今回の 1295MHz Patch Antenna のマッチングを考えてみました。
まず、1295MHz の時のアンテナのインピーダンスです。マッチングは 1295MHz で考えます。
この値を使って、SimSmith でマッチングを考えた結果がこちらです。
多分、SimSmith の使い方は合っていると思うのですが、自身がありません。
並列に入れる容量が 50fF なんて誤差ですので無視するとして、直列のインダクタンスが 3.55nH です。
これを調整可能な空芯コイルで作れるかをスマホの RF Tool で検討した結果がこれです。
直径 0.4mm の線を使って、直径 2mm、長さ 3.2mm、2 ターンのコイルを作ると、3.5506nH のコイルが作れるようです。
でも、あまり実用的ではないかもしれません。
まず、1295MHz の時のアンテナのインピーダンスです。マッチングは 1295MHz で考えます。
この値を使って、SimSmith でマッチングを考えた結果がこちらです。
多分、SimSmith の使い方は合っていると思うのですが、自身がありません。
並列に入れる容量が 50fF なんて誤差ですので無視するとして、直列のインダクタンスが 3.55nH です。
これを調整可能な空芯コイルで作れるかをスマホの RF Tool で検討した結果がこれです。
直径 0.4mm の線を使って、直径 2mm、長さ 3.2mm、2 ターンのコイルを作ると、3.5506nH のコイルが作れるようです。
でも、あまり実用的ではないかもしれません。
1295MHz Patch Antenna の共振周波数調整(2台目の結果を追加) [VHF/UHF]
パタンをカットする事で 1295MHz Patch Antenna の共振周波数を調整してみました。
ふと、外周に出来てしまったパタンをカットしたら2つの共振点が1つになるのではと思い、やってみました。
外周のパタンをカットしたところ
その時の特性
共振周波数が1つになり、共振周波数が上がっています。
これに気をよくして、内周のパタンを少しだけカットしてみた結果がこちらです。
共振周波数がさらに上がりました。
もうちょっとパタンを削ったら、こんどは上がりすぎてしまいました。
これではダメです。
まだ基板は残っているので、もう一つ組んで、試してみようと思います。
2枚目を試してみました。
まあまあの特性になりました。広帯域の電話・電信・画像の範囲では使えそうです。
出来上がったアンテナです。比較に頂き物のアストラルプレーンを置いてみました。
ふと、外周に出来てしまったパタンをカットしたら2つの共振点が1つになるのではと思い、やってみました。
外周のパタンをカットしたところ
その時の特性
共振周波数が1つになり、共振周波数が上がっています。
これに気をよくして、内周のパタンを少しだけカットしてみた結果がこちらです。
共振周波数がさらに上がりました。
もうちょっとパタンを削ったら、こんどは上がりすぎてしまいました。
これではダメです。
まだ基板は残っているので、もう一つ組んで、試してみようと思います。
2枚目を試してみました。
まあまあの特性になりました。広帯域の電話・電信・画像の範囲では使えそうです。
出来上がったアンテナです。比較に頂き物のアストラルプレーンを置いてみました。
FR-4 の誘電率 [VHF/UHF]
前回の 1295MHz Patch Antenna の測定結果からスマホ・アプリで格安基板メーカーの FR-4 基板の誘電率をシミュレーションしてみました。
元の計算結果
誘電率を変えて、周波数が前回測定結果の低い方になる値を探ると
なんと、誘電率が 5.6 になってしまいました。
普通、FR-4 の誘電率は 1GHz で 4.4 程度が一般的な値です。
これは基板の表面にレジストがかかっているので誘電率が上がったのでしょうか。う~ん....
こちらを見ると、レジストの誘電率も考慮に入れないとまずそうです。レジストの誘電率は、3.3 ~ 3.8 程度のようです。
しかし、あまり影響は無さそうに書かれていますので、どう考えたものか....
基板屋さんからまたクーポンが来たので、もう一度、今回予測した誘電率を使い、ちゃんとガーバーデータを作って、パッチアンテナを作ってみようかと思います。
元の計算結果
誘電率を変えて、周波数が前回測定結果の低い方になる値を探ると
なんと、誘電率が 5.6 になってしまいました。
普通、FR-4 の誘電率は 1GHz で 4.4 程度が一般的な値です。
これは基板の表面にレジストがかかっているので誘電率が上がったのでしょうか。う~ん....
こちらを見ると、レジストの誘電率も考慮に入れないとまずそうです。レジストの誘電率は、3.3 ~ 3.8 程度のようです。
しかし、あまり影響は無さそうに書かれていますので、どう考えたものか....
基板屋さんからまたクーポンが来たので、もう一度、今回予測した誘電率を使い、ちゃんとガーバーデータを作って、パッチアンテナを作ってみようかと思います。
1295MHz Patch Antenna のバンド幅 [VHF/UHF]
1295MHz Patch Antenna のバンド幅を考えてみました。
さるOMさんから教えてもらったのですが、ARRL の Antenna Handbook に 23cm 帯パッチアンテナの製作例が載っていました。
この例ではグランドとエレメントの間は空気で比誘電率は約1です。ですので、エレメントなどのサイズは大きくなっています。これはスマホのアプリで誘電率を変えて計算し、確認してみました。
ですが、ARRL 記載のパッチアンテナのバンド幅は 50MHz と書かれています。
今回できたものは次のような感じになっています。
ピークが2つあり
低い方では SWR が 0.5 下がるところのバンド幅は約 14MHz くらいです。
同じく、高い方では SWR が 0.5 下がるところのバンド幅は約 18MHz くらいです。
今回はガーバーの作成でミスがあり、パタンが二重になってしまった結果、ピークが分かれたものになってしまいました。しかし、これがちゃんとしたパタンで、誘電率もちゃんと正しい値が入ればそこそこ使えるアンテナになるかもしれない気がしてきました。
また基板屋さんからクーポンが来たので、ほぼ基板代なしで次の基板が作れます。
作ってみようかという気になってきました。
さるOMさんから教えてもらったのですが、ARRL の Antenna Handbook に 23cm 帯パッチアンテナの製作例が載っていました。
この例ではグランドとエレメントの間は空気で比誘電率は約1です。ですので、エレメントなどのサイズは大きくなっています。これはスマホのアプリで誘電率を変えて計算し、確認してみました。
ですが、ARRL 記載のパッチアンテナのバンド幅は 50MHz と書かれています。
今回できたものは次のような感じになっています。
ピークが2つあり
低い方では SWR が 0.5 下がるところのバンド幅は約 14MHz くらいです。
同じく、高い方では SWR が 0.5 下がるところのバンド幅は約 18MHz くらいです。
今回はガーバーの作成でミスがあり、パタンが二重になってしまった結果、ピークが分かれたものになってしまいました。しかし、これがちゃんとしたパタンで、誘電率もちゃんと正しい値が入ればそこそこ使えるアンテナになるかもしれない気がしてきました。
また基板屋さんからクーポンが来たので、ほぼ基板代なしで次の基板が作れます。
作ってみようかという気になってきました。
1200MHz アストラルプレーン・アンテナを調整してみました [VHF/UHF]
頂き物の 1200MHz アストラルプレーン・アンテナを少しだけ調整してみました。
その結果がこちらです。
前回の結果に比べて、SWR 最低点の周波数が上がっています。それに伴って、1295MHz での SWR が 1.315 から 1.277 に変わっています。
これが調整前の特性です。スィープ範囲が 10MHz ほど高いですが、特性の変化が分かります。
調整は、アストラルプレーン・アンテナの伸びているエレメントをヤスリで削りながら特性を見て、合わせ込みました。とても微妙で、ワイヤーカッターでは調整できません。
1200MHz バンド全体で SWR が下がっており、かなり使えそうな感じです。
因みに、同じスィープ範囲で 2/3 λ ヘンテナを測った結果がこちらです。
リピーター側で少し SWR が悪いです。そのかわり 1295MHz の呼び出し周波数では良い結果になっています。
その結果がこちらです。
前回の結果に比べて、SWR 最低点の周波数が上がっています。それに伴って、1295MHz での SWR が 1.315 から 1.277 に変わっています。
これが調整前の特性です。スィープ範囲が 10MHz ほど高いですが、特性の変化が分かります。
調整は、アストラルプレーン・アンテナの伸びているエレメントをヤスリで削りながら特性を見て、合わせ込みました。とても微妙で、ワイヤーカッターでは調整できません。
1200MHz バンド全体で SWR が下がっており、かなり使えそうな感じです。
因みに、同じスィープ範囲で 2/3 λ ヘンテナを測った結果がこちらです。
リピーター側で少し SWR が悪いです。そのかわり 1295MHz の呼び出し周波数では良い結果になっています。
1295MHz Patch Antenna の特性を測ってみました [VHF/UHF]
1295MHz Patch Antenna の特性を測ってみました。
基板エッジマウント・タイプの SMA コネクタが届いたので、さっそく取り付け、特性を測ってみました。
〔取り付けた様子〕
〔SWR 特性〕
これが SWR を測った結果です。
なぜかピークが2つに分かれています。
パタンを見ると
ガーバーの作り方が良くなかったのかラジエータのパタン外周が2重になっています。これが原因でピークが2つに割れてしまったのではないかと思います。
周波数がズレているのは FR-4 基板の誘電率が見込みとずれている為と思われます。
しかし、特性がこんなにピーキーだとは思いませんでした。
これではちゃんと作っても使えるバンド幅が狭くて、実用的ではありません。
どこかでパッチアンテナのワイド化の話が出てたので、調べてみる事にします。
ワイド化できる方法が無ければ、ちゃんと作れてもちょっと実用は厳しそうです。
基板エッジマウント・タイプの SMA コネクタが届いたので、さっそく取り付け、特性を測ってみました。
〔取り付けた様子〕
〔SWR 特性〕
これが SWR を測った結果です。
なぜかピークが2つに分かれています。
パタンを見ると
ガーバーの作り方が良くなかったのかラジエータのパタン外周が2重になっています。これが原因でピークが2つに割れてしまったのではないかと思います。
周波数がズレているのは FR-4 基板の誘電率が見込みとずれている為と思われます。
しかし、特性がこんなにピーキーだとは思いませんでした。
これではちゃんと作っても使えるバンド幅が狭くて、実用的ではありません。
どこかでパッチアンテナのワイド化の話が出てたので、調べてみる事にします。
ワイド化できる方法が無ければ、ちゃんと作れてもちょっと実用は厳しそうです。
1295MHz Patch Antenna が Fusion PCB から届いた [VHF/UHF]
1295MHz Patch Antenna [VHF/UHF]
1200MHz アンテナ比較 [VHF/UHF]
今日、近くの公園で 1200MHz のアンテナ、3種類を比較してみました。
比較したのはハンディ機に付属のアンテナ、2/3 λ ヘンテナ、アストラルプレーンです。
方法はリピーターにカーチャンクして、受信 S を比較しました。
2/3 λ ヘンテナ、アストラルプレーンは付属アンテナが届かないところでも届きました。
その差はあまりありません。リピーターの周波数により合っているアストラルプレーンの方が S で1程度、良く表示されます。アクセスできたところは変わりません。
見晴らしの良いところから山岳反射で聞こえる局を探すと、8の字に近いパターンを持つ 2/3 λ ヘンテナのビームを感じられ、その分だけアストラルプレーンより良く聞こえたように感じます。
でも、結果的に 2/3 λ ヘンテナ、アストラルプレーンともにそれほどの差は感じませんでした。
2/3 λ ヘンテナはビーム・パターンを感じられますし、アストラルプレーンは小さくて持ち運びに便利です。
比較したのはハンディ機に付属のアンテナ、2/3 λ ヘンテナ、アストラルプレーンです。
方法はリピーターにカーチャンクして、受信 S を比較しました。
2/3 λ ヘンテナ、アストラルプレーンは付属アンテナが届かないところでも届きました。
その差はあまりありません。リピーターの周波数により合っているアストラルプレーンの方が S で1程度、良く表示されます。アクセスできたところは変わりません。
見晴らしの良いところから山岳反射で聞こえる局を探すと、8の字に近いパターンを持つ 2/3 λ ヘンテナのビームを感じられ、その分だけアストラルプレーンより良く聞こえたように感じます。
でも、結果的に 2/3 λ ヘンテナ、アストラルプレーンともにそれほどの差は感じませんでした。
2/3 λ ヘンテナはビーム・パターンを感じられますし、アストラルプレーンは小さくて持ち運びに便利です。
1200MHz アストラルプレーン・アンテナを頂きました [VHF/UHF]
1200MHz 2/3 λ ヘンテナを試す(その3) [VHF/UHF]
1200MHz 2/3 λ ヘンテナを試す、その3です。
近くの公園の駐車場でアンテナを身体に近づけた時、離した時、杭の上に置いた時など、条件を変えて SWR を測ってみました。
〔普通に持った時〕
マーカー 1295MHz で SWR 1.120 です。
〔離した時〕
マーカー 1295MHz で SWR 1.276 です。
〔50cm くらいの杭の上に置いた時〕
マーカー 1295MHz で SWR 1.319 です。
〔SWR 最低周波数を見る〕
マーカー 1282MHz で SWR 1.038 です。
上に上げると SWR 最低点の周波数が数 MHz 上にずれていく。
数十 MHz で SWR が 1.5 以下に収まっているこのアンテナはスゴイと思います。
あとは実際の飛び方を試してみたいと思います。
ただ、コロナの影響で山に行けないので、行けるようになってからですね。
近くの公園の駐車場でアンテナを身体に近づけた時、離した時、杭の上に置いた時など、条件を変えて SWR を測ってみました。
〔普通に持った時〕
マーカー 1295MHz で SWR 1.120 です。
〔離した時〕
マーカー 1295MHz で SWR 1.276 です。
〔50cm くらいの杭の上に置いた時〕
マーカー 1295MHz で SWR 1.319 です。
〔SWR 最低周波数を見る〕
マーカー 1282MHz で SWR 1.038 です。
上に上げると SWR 最低点の周波数が数 MHz 上にずれていく。
数十 MHz で SWR が 1.5 以下に収まっているこのアンテナはスゴイと思います。
あとは実際の飛び方を試してみたいと思います。
ただ、コロナの影響で山に行けないので、行けるようになってからですね。
今日は 50MHz で6エリアが良く聞こえていた [VHF/UHF]
今日、ながらワッチで聞いていたら 50MHz で6エリアが良く聞こえていました。
SSB で沖縄 宜野湾市、九州の局が出ており、パイルアップになっていました。
宜野湾市の局は 59 で聞こえており、九州の局も 57 で聞こえていました。
さっきは CW でも6エリアの信号が 519 で聞こえていました。
SSB で沖縄 宜野湾市、九州の局が出ており、パイルアップになっていました。
宜野湾市の局は 59 で聞こえており、九州の局も 57 で聞こえていました。
さっきは CW でも6エリアの信号が 519 で聞こえていました。
トリオ TR-1100 を入手 [VHF/UHF]
性懲りもなく、また TR-1100 を手に入れてしまいました。
今回の機械は程度が良く、付属品、取説も揃っています。
ただ、前の使用者が電池ボックスに受信ブースターを付けているのでオリジナルではありません。
これはそのうちに撤去しようと思います。
電源を繋いで簡単に動作確認をしたところ、FT-991A の信号は受信できていました。
ダミーロードを繋いでの送信確認では、AM、FM ともに 1W 出ています。ただ、変調が浅く、マイク・アンプがうまく動いていないように見えます。送信のキャリブレーションも何とかできました。
ただ、電源投入直後は安定しませんでした。久しぶりの通電と VR にガリが出ているのかもしれません。
K3NG キーヤー、プリスケーラー、K2 PTT 出力基板のキット化ができたら、いろいろ触ってみたいと思います。
スプリアスを測って、出来たら局免許に追加したいと思います。
今回の機械は程度が良く、付属品、取説も揃っています。
ただ、前の使用者が電池ボックスに受信ブースターを付けているのでオリジナルではありません。
これはそのうちに撤去しようと思います。
電源を繋いで簡単に動作確認をしたところ、FT-991A の信号は受信できていました。
ダミーロードを繋いでの送信確認では、AM、FM ともに 1W 出ています。ただ、変調が浅く、マイク・アンプがうまく動いていないように見えます。送信のキャリブレーションも何とかできました。
ただ、電源投入直後は安定しませんでした。久しぶりの通電と VR にガリが出ているのかもしれません。
K3NG キーヤー、プリスケーラー、K2 PTT 出力基板のキット化ができたら、いろいろ触ってみたいと思います。
スプリアスを測って、出来たら局免許に追加したいと思います。
1200MHz 2/3 λ ヘンテナを試す(その2) [VHF/UHF]
1200MHz 2/3 λ ヘンテナを試す、その2です。
ローカルの OM さんの協力により、実 QSO をさせていただきました。
丹沢 大山を使った山岳反射での QSO です。
これでアンテナが機能していることが分かったので、コロナの状況が改善したら大山頂上から試してみたいと思います。
なにしろアンテナが小型で持ち運びに便利ですから、移動運用に最適です。
今度、入れ物を探して100均に行ってみよう。
ローカルの OM さんの協力により、実 QSO をさせていただきました。
丹沢 大山を使った山岳反射での QSO です。
これでアンテナが機能していることが分かったので、コロナの状況が改善したら大山頂上から試してみたいと思います。
なにしろアンテナが小型で持ち運びに便利ですから、移動運用に最適です。
今度、入れ物を探して100均に行ってみよう。
1200MHz 2/3 λ ヘンテナを試す [VHF/UHF]
近くの公園で 1200MHz 2/3 λ ヘンテナを試してみました。
聞こえる局がいなかったので、アナログ・レピーターにアクセスしてみました。
応答があったのは
JP1YGT 1291.50 八王子市高尾町
JP1YGR 1291.38 愛甲郡愛川町
JP1YKC 1291.90 横浜市磯子区峯町
JP1YEH 1292.24 伊勢原市伊勢原
JR1VQ 1292.90 横浜市港南区港南台
JP1YFY 1292.24 船橋市高根台
JP2YDH 1291.70 伊豆市菅引入
の7局でした。
ハンディ機に付属のアンテナと比較したかったのですが、時間がなくて次回に比較をしてみようと思います。
なお、N1201SA で 1290MHz から 1300MHz の SWR を見てみましたが、全範囲で 1.1 以下でした。
聞こえる局がいなかったので、アナログ・レピーターにアクセスしてみました。
応答があったのは
JP1YGT 1291.50 八王子市高尾町
JP1YGR 1291.38 愛甲郡愛川町
JP1YKC 1291.90 横浜市磯子区峯町
JP1YEH 1292.24 伊勢原市伊勢原
JR1VQ 1292.90 横浜市港南区港南台
JP1YFY 1292.24 船橋市高根台
JP2YDH 1291.70 伊豆市菅引入
の7局でした。
ハンディ機に付属のアンテナと比較したかったのですが、時間がなくて次回に比較をしてみようと思います。
なお、N1201SA で 1290MHz から 1300MHz の SWR を見てみましたが、全範囲で 1.1 以下でした。
JH4VAJ OM が頒布している 1200MHz 2/3 λ ヘンテナを組み立てた [VHF/UHF]
1200MHz コーリニア・アンテナの SWR 調整 失敗編 [VHF/UHF]
先日に引き続き、N1201SA を使って 1200MHz コーリニア・アンテナの SWR 調整を試してみました。
結果、失敗です。
コーリニア・アンテナ本体の SWR 最低点の周波数がかなり低い方にあり、スタブのカットだけでは SWR 最低点の周波数を動かせず、うまく調整できませんでした。他に調整すべき点があるのか、調査不足だったのかもしれません。う~ん、残念です。
1200MHz コーリニア・アンテナの SWR を N1201SA で測ってみました
結果、失敗です。
コーリニア・アンテナ本体の SWR 最低点の周波数がかなり低い方にあり、スタブのカットだけでは SWR 最低点の周波数を動かせず、うまく調整できませんでした。他に調整すべき点があるのか、調査不足だったのかもしれません。う~ん、残念です。
1200MHz コーリニア・アンテナの SWR を N1201SA で測ってみました
1200MHz コーリニア・アンテナの SWR を N1201SA で測ってみました [VHF/UHF]
今度は頂き物の 1200MHz コーリニア・アンテナの SWR を N1201SA で測ってみました。
前回、TG 付きスペアナ、RLB を使って測った結果はこちらです。
1200MHz コーリニア・アンテナの SWR を測ってみました
その際は、アンテナが長いのと、スペアナに繋げる必要があったので、床に置いて測定しました。
今回は細いポールに括り付けて、手持ちで測定しています。そのせいか、前回の測定結果とはかなり異なっています。N1201SA をキャリブレーションして測定しないといけないのですが、この周波数まで来るとオープン、ショート、ロードのキャリブレーション・キット自体が怪しくなります。
でも、参考までにロードぐらいは測ってみないといけないですね。
〔アンテナと N1201SA の取付〕
ポールにコーリニア・アンテナと N1201SA をビニールテープで括り付けています。
〔スキャンした結果〕
SWR の谷が 1295MHz より下と上に出来ています。
今回はワイヤーカッターを持って来ていなかったので、次回、一番下に付いているスタブの長さをカットして 1295MHz での SWR が下がるように調整してみたいと思います。
〔1295MHz での測定結果〕
1295MHz で SWR が 5.7 程あります。
これを上記の調整で下げられると良いのですが、頂いた OM さんとも相談しながら、次回に試してみたいと思います。
前回、TG 付きスペアナ、RLB を使って測った結果はこちらです。
1200MHz コーリニア・アンテナの SWR を測ってみました
その際は、アンテナが長いのと、スペアナに繋げる必要があったので、床に置いて測定しました。
今回は細いポールに括り付けて、手持ちで測定しています。そのせいか、前回の測定結果とはかなり異なっています。N1201SA をキャリブレーションして測定しないといけないのですが、この周波数まで来るとオープン、ショート、ロードのキャリブレーション・キット自体が怪しくなります。
でも、参考までにロードぐらいは測ってみないといけないですね。
〔アンテナと N1201SA の取付〕
ポールにコーリニア・アンテナと N1201SA をビニールテープで括り付けています。
〔スキャンした結果〕
SWR の谷が 1295MHz より下と上に出来ています。
今回はワイヤーカッターを持って来ていなかったので、次回、一番下に付いているスタブの長さをカットして 1295MHz での SWR が下がるように調整してみたいと思います。
〔1295MHz での測定結果〕
1295MHz で SWR が 5.7 程あります。
これを上記の調整で下げられると良いのですが、頂いた OM さんとも相談しながら、次回に試してみたいと思います。
秋月の 1200MHz アンテナを N1201SA で測ってみた(その2) [VHF/UHF]
秋月の 1200MHz アンテナを N1201SA で測ってみた [VHF/UHF]
以前に測定した秋月の 1200MHz アンテナを N1201SA で測ってみました。
前回の記事はこれ。
430MHz でも使える秋月の 1200MHz アンテナ
秋月のこのアンテナが 430MHz でも使えるというので測定してみました。
1200MHz帯ハムバンドアンテナ(BNC) HC-125B
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00060/
今回は N1201SA で 430MHz だけでなく、1200MHz も測ってみました。
〔測定風景〕
車の屋根にマグネットで取り付け、車内で測定。
〔測定結果〕
400MHz ~ 1400MHz までの特性
433MHz の値
SWR が 1.7 です。
1295MHz の特性
SWR が 1.6 です。
なので、430MHz でも 1200MHz でも問題なく使えそうです。
これ持って、移動で使うには磁性のある缶詰を持って行けば使えるかな。
あとで測ってみよう。
前回の記事はこれ。
430MHz でも使える秋月の 1200MHz アンテナ
秋月のこのアンテナが 430MHz でも使えるというので測定してみました。
1200MHz帯ハムバンドアンテナ(BNC) HC-125B
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00060/
今回は N1201SA で 430MHz だけでなく、1200MHz も測ってみました。
〔測定風景〕
車の屋根にマグネットで取り付け、車内で測定。
〔測定結果〕
400MHz ~ 1400MHz までの特性
433MHz の値
SWR が 1.7 です。
1295MHz の特性
SWR が 1.6 です。
なので、430MHz でも 1200MHz でも問題なく使えそうです。
これ持って、移動で使うには磁性のある缶詰を持って行けば使えるかな。
あとで測ってみよう。