2023年03月04日

Pocke VDP バラツキ測定

短縮コイル入替型のマルチバンドV型ダイポールアンテナの製作バラツキを測定してみました。
台数は5台です。
コイルは、7MHz用と21MHz用で測定しました。
結果は、下表です。(クリックするときれいに見えます)
5台バラツキ.png

全長:最大の長さの時 -3cm:先端を3cm縮めた時 -5cm:先端を5cm縮めた時
各ユニット、バンドでの周波数はVSWRが最低となった周波数です。
各バンドの短縮コイルのインダクタンスも測定し、そのバラツキと、今回の測定のバラツキとは紐づけされており、ランダムな組み合わせでユニットを構成しましたが、コイルのインダクタンスを測定し、適当な範囲で製作すれば、実機におけるバラツキ範囲も抑えることができると感じました。
各バンドでのVSWRの周波数特性を測定しましたが、すべての保存し損ねていますが、残っていいるものを掲載します。

最初のプロト機のデータなどは、過去BLOG 
http://blog.toshnet.com/article/190131118.html
を参照ください。
前回測定も含め、各バンドにおける、周波数偏移 KHz/cm VSWR1.5以下の周波数範囲は、ほぼ再現できているのではと感じています。

NO2 7.000.jpg
No2 全長 7.000MHz

No2 7.048.jpg
No2 -3cm 7.048MHz

No2 7.120.jpg
No2 -5cm 7.120MHz

No2 20.845.jpg
No2 全長 20.845MHz

No2 20.980.jpg
No2 -3cm 20.980MHz(-2cm?)

No2 21.220.jpg
No2 -5cm 21.220MHz

No3 7.020.jpg
No3 -3cm 7.020MHz

No3 7.072.jpg
No3 -5cm 7.072MHz

No3 21.040.jpg
No3 -3cm 21.040MHz

No4 6.948.jpg
NO4 全長 6.948MHz

No4 7.068.jpg
No4 -5cm 7.068MHz

No4 20.830.jpg
No4 全長 20.830MHz

No4 21.040.jpg
No4 -3cm 21.040MHz

No4 21.205.jpg
No4 -5cm 21.205MHz

No6 6.952.jpg
No6 全長 6.952MHz

No6 7.024.jpg
No6 -3cm 7.024MHz

No6 20.860.jpg
No6 全長 20.860MHz

No6 21.085.jpg
No6 -3cm 21.065MHz

No6 21.250.jpg
No6 -5cm 21.250MHz

No8 6.948.jpg
No8 全長 6.948MHz

No8 7.020.bmp
No8 -3cm 7.020MHz

No8 7.072.jpg
No8 -5cm 7.072MHz

No8 20.875.jpg
No8 全長 20.875MHz

No8 21.130.jpg
No8 -3cm 21.130MHz(21.090MHz辺り?)


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2023年02月20日

OLEDの消費電流 Pocke Keyer D

IMG_2683.JPG

FRISKサイズの小型キーヤーを作ってからだいぶ時間が経ちました。
K3NG Keyerソフトを搭載してからも2年ほどが経過し、更に多くの方にも使っていただておりとてもうれしく思っております。
しかし、そろそろ次は?というのもあり、K3NG Keyerの機能のひとつである表示機能の追加を検討してみました。
と言っても、FRISKサイズというコンセプトをどう維持するかが課題であり、このサイズに収まる表示器があるのか?というのもありましたが、以前から使っているOLEDも色々なバリエーションが製品化され、0.91"128x32の小型のものがあることがわかり入手してみました。
現行のFRISKサイズキーヤーである Pocke KeyerUの上に重ねてどう搭載するか検討し、電池を現行のCR2032コイン電池をやめて、基板の下側に搭載すれば、OLEDが載りそうに思えたので、早速基板を書いてエッチングして実験してみました。(片面基板です)
今回は、マイコンも表側に搭載し、その上にOLEDを取り付ける構造としました。

IMG_2653.jpg

これで何とか、FRISKフットプリントサイズで回路は入ることが分かったのですが、次の課題は電池です。
表示をつけてこれまでのようにコイン電池で持つとは思えませんし、とは言え、あまり厚くはしたくないのですが、適当な電池がありません。
最初、単4型を考えて作ってみたのですが、電池部分だけで厚さが15mm以上となり本体より厚くなります。

IMG_2702.JPG

そこで充電可能なリチウムポリマー電池の搭載を検討しました。当然、充電回路も搭載します。
検討の結果は、電池部分の厚みは7mm程度まで薄くでき、トータルでも20mm程度になりました(ボタンなど突起物除く)。
充電基板も搭載し、充電も直接外部からコネクタに差し込める構造としました。

IMG_2701.JPG

そして本題の、電池の持ちです。
表示をつけたことにより、どのくらい電流が増え、搭載した電池でどのくらい持つのか?
これは実用性に大きく影響します.
そこでまず連続動作でどのくらい持つのか試してみました。
メモリーの自動リピートでのテストです。
手持ち2種類の電池で確認しました。

結果:@ 約24時間(表示はないが、購入の時800mAhと説明)
   A 約40時間(600mAhと表示があり1個ずつ個装)

次に消費電流の測定です。
まず、OLEDを接続していない状態です。

IMG_2696.JPG
約7mA流れています。無操作の状態です。

次に、OLEDを接続し、何も表示しない状態です。

IMG_2688.JPG   IMG_2689.JPG
約11mA流れています。

次は、2行のうち上段だけ表示した状態です。

IMG_2690.JPG   IMG_2691.JPG
約16mAまで増えました。

最後は、2行全体に表示した状態です。
IMG_2693.JPG   IMG_2695.JPG
約20mAまで増えています。

今回の測定での驚きは、意外と流れているということです。
OLEDは、LCDより消費電流は少ないものだと勝手に思い込んでいました。
また、表示量によって電流値が変わるということです。
表示領域全部をベタ表示したら電流はもっと増えるのではないかと思います。
これまで0.96"や1.3"のOLEDを使用してきましたが、消費電流を測ったことがありませんでした。
その意味では、良かったと思っています。
改めて検索してみると、テレビでも液晶より有機ELの方が消費電力が大きいと報告されています。

これらの結果をもとに、例えば10時間/日 運用するとしたら、電池@の場合2回に一回、リスクケアをすれば毎回充電ということになります。
電池Aの場合でも、2回に一回ということになるでしょう!
10時間運用でも実際にパドル操作などしている時間はもっと少ないわけですが、表示があるということで常時20mA近い電流が流れていて電池寿命的には変わりません。
もう少し持ってくれないと実用的には厳しいと思われます。
そこで、Pocke KeyerUで採用したスリープモードを追加してみました。
しかし、マイコンはこれでいいのですが、OLEDについては色々調べてみて有りそうなのですが、スリープモード的な機能(Arduino)を見つけることはできませんでした。
そこで、OLEDの電源をスリープモード時にハード的にオフするようにしました。
パドル操作で、マイコンがオン動作に戻った時に同時にOLED電源オンするようにしました。
しかし、マイコンは動作開始するのですが、OLEDの表示が戻りません。電流はOLEDの表示のない時の値になっています。OLEDの初期化とかいろいろやってみましたがダメでしたが、結果的には再表示できるようになりました。
スリープモード時の電流値は、僅か0.4mAです。(電流値が小さいので正しく測れているかは?です)

IMG_2686.JPG
Pocke KeyerUと同様に10分間無操作の場合スリープモードに入るように設定すれば、10時間の運用でも消費電流は抑えることができ、実用的な使用時間になるのではと思っています。
立ち上がりはこれまで同様、スリープ中はメモリボタン等が機能しないだけで、パドル操作ではスリープしていたことを感じさせないスピードで復帰します。
この対応で実際の運用時にどのくらい持つのかは、実使用してみないとわからないですが、実用的な範囲に入るのではないかと思っています。
(しかし、スリープモード時の電流が0.4mAでは、使用しないときは電源オフしないと仮に400mAhの電池で無操作でも理屈上1000時間で枯渇します)

以上、備忘録です。












posted by ja6irk at 23:53| Comment(0) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2023年01月22日

Pocke VDPの試作!

IMG_2528.JPG

昨年11月、12月頃に短縮コイル入替型のV型ダイポールの試作をしていました。
ベランダや、移動運用でよく使用されるアンテナは垂直型が多いですが、ラジアルやアースの取り方で性能は著しく変化し、調整の苦労もそれなりにあります。
これに対してダイポール型の場合アースの問題はだいぶクリヤされるのではないかと、収納時はコンパクトに、軽量で持ち運びにも便利なアンテナをと製作してみました。
7MHzだと相当な短縮率になるのですが、実際にQRP(5W)で使用してみても、7MHzで国内はほぼ問題なくQSOが可能でした。DXも近隣(中国、台湾)はOKでした。
21MHzではコンディションも手伝ってか、QRP(5W)で南米(アルゼンチン、ウルグアイ)とQSOできました。
いずれもFT8ですが。
この様子は、時々Twitterで呟いていたのですが、試作の内容を纏めないままになっていました。
アンテナでいつも大変お世話になっている JK1LSE OM殿にもテスト使用をお願いしたりしていたのですが、、当局が纏めるより先に LSE OM殿には、BLOGで試用レポートを上げてもらっていました。(是非ご参照ください)

http://honda.way-nifty.com/pocky/2022/12/post-8e12ac.html

当局的にもどこかに纏めたものがないと忘れてしまうので、遅ればせながら備忘録として纏めることにしました。

【目標仕様】
1.50MHz フルサイズ ダイポール(片側約1.5m)
2.HF帯は短縮コイルを入れ替えて各バンド対応(7〜28MHz)
3.エレメント先端部はロッドアンテナとしてバンド毎の
  微調整可能
4.分解時、A4サイズ以内で収納可能
5.マッチングユニットはバンド別プラグイン
6.軽量

短縮ホイップ型も考えましたが、ラジアルやアースなど設置環境でのバラつきを調整で補うことになり、比較的それらの影響の少ないダイポール型で作ることにしました。
とは言え、設置環境で共振点は移動し、7MHz等においては短縮率が大きいためSWR2以下の幅は狭くなり CW、デジタル、Phone等の運用モードによる共振周波数は簡単に調整できる必要があり、先端エレメント部のロッドアンテナ採用はこれに最適と判断しました。

【使用部品】
1.ロッドアンテナ:全長83cm 仕舞寸法10cm
2.手元エレメント:12φアルミパイプ 28cm 2本継
3.エレメントジョイント:VE14管塩ビ電線管
4.コイルボビン:7/10MHz VE16管、14〜28MHz VE14管
5.コイル線材:0.5mm ポリウレタン線
6.バラン材:FT50-43材(ソーター型)
7.エレメントジョイント構造物:3Dプリンタによる製作
8.重量:420g(7MHzコイル装着時実測)
9.耐入力:20Wmax(SSB時)FT8,CW時は10W以下を推奨

ジョイントとコイルボビンにVE管を使用したのは、一般的に使用される水道管用のVP管と比較し、肉厚が少し薄く軽くできるからです。材料はほぼ同じようです。

【ブロック別構造】
1.給電部
IMG_2534.JPG  IMG_2535.JPG
バラン内蔵           エレメントジョイント部

2.マッチングユニットプラグイン部
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プラグイン端子面      プラグイン後

3.マストクランプ部
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10〜35φ程度のマストに固定可能

4.手元エレメント部
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片側2本構成           エレメントジョイント部

5.給電部エレメント結合、ジョイント
IMG_2544.JPG   IMG_2543.JPG
給電部/エレメント結合      エレメント/エレメント結合

6.短縮コイル部
IMG_2545.JPG   IMG_2546.JPG
短縮コイル            短縮コイル結合部

7.先端ロッドアンテナエレメント部
IMG_2547.JPG   IMG_2548.JPG
先端エレメント          短縮コイルとの結合

8.片側エレメントセット(短縮の場合)
IMG_2551.JPG
給電部を除くエレメントセット 
(50MHzの場合は短縮コイルの代わりにエレメントジョイントを使用)

9.マッチングユニット
IMG_2334.JPG   IMG_2333.JPG
裏側              各バンド対応(一部兼用)

10.短縮コイル
IMG_2306.JPG   IMG_2307.JPG
カバー装着前           カバー装着後

【設置事例】
1.三脚設置
IMG_2527.JPG

2.ベランダ設置
IMG_2529.JPG   IMG_2530.JPG
塩ビ管の45度エルボを使用してベランダから突き出し設置
右は、ロッドアンテナエレメントのみ縮めた状態

【バンド帯域特性(VSWR)】
Pocke Antenna Analyzerでエレメント長調整後
各バンド写真下の値はSWR計での実測値

IMG_2319.JPG   
SWR1.5以下帯域幅 ±9KHz
SWR2以下帯域幅  ±17KHz
エレメント1cm当たりの周波数偏移量 25KHz

IMG_2318.JPG
SWR1.5以下帯域幅 ±14KHz
SWR2以下帯域幅  ±25KHz
エレメント1cm当たりの周波数偏移量 54KHz

IMG_2316.JPG   
SWR1.5以下帯域幅 ±20KHz
SWR2以下帯域幅  ±35KHz
エレメント1cm当たりの周波数偏移量 50KHz

IMG_2312.JPG
SWR1.5以下帯域幅 ±38KHz
SWR2以下帯域幅  ±75KHz
エレメント1cm当たりの周波数偏移量 60KHz

IMG_2315.JPG
SWR1.5以下帯域幅 ±60KHz
SWR2以下帯域幅  ±105KHz
エレメント1cm当たりの周波数偏移量 90KHz

IMG_2314.JPG
SWR1.5以下帯域幅 ±60KHz
SWR2以下帯域幅  未測定
エレメント1cm当たりの周波数偏移量 80KHz

IMG_2313.JPG
SWR1.5以下帯域幅 ±65KHz
SWR2以下帯域幅  ±125KHz
エレメント1cm当たりの周波数偏移量 109KHz

※50MHzは手元にデータが残っていませんでした。フルサイズなので当然ながらバンド幅は広い。
 JK1LSE OMの測定で、紹介されています。
※エレメント1cm当たりの周波数偏移量データにバンド間で矛盾を感じるところもありますが、測定当時のデータをそのまま記載。マクロで参照すれば問題はないかと思います。

【失敗談】
短縮型ですから、短縮した分投下したエネルギーはコイルで熱となって消費されます。
このコイルでどこまで持つか、50Wを連続で投入していたら、見る見るうちにSWRが悪化していき、ベランダに出てみたら、コイルが写真のような有様です。
20Wでもほんのり暖かくなります。(よって推奨は10W以下)
コイルボビンにファイバー製など高温に強い材質で軽量のものがあればよいのですが、コストパフォーマンスから現状のVE管となっています。

IMG_2288.JPG

【3.5MHz対応】
3.5MHz対応は短縮率が大きすぎるのと耐入力に限界があるので現実的な使用には耐えられないだろうと思って考えていなかったのですが、Twitterで呟いたら、3.5MHz用のコイルは?という質問があり、とりあえず作ってみようかと思いコイルを巻いてみました。

IMG_2553.jpg
上の黒いのは7MHz用コイルです。
巻き数が非常に多く苦労しましたが、何とか共振でき、QRP(5W)での使用では国内はできないことはないといった印象でした。苦労の割には短縮し過ぎかな?!

【纏め】
結果として、ディスコンが正式に発表されたFT-818とかIC-705、また自作などのQRPリグなどでのQRP移動運用、ベランダでのスティルスアンテナとしてそれなりに使用できるアンテナが出来上がったかなと思っております。



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2023年01月04日

謹賀新年 2023

本年も宜しくお願いいたします。
徐々に活動開始してゆきます。
posted by ja6irk at 16:36| Comment(0) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2022年12月31日

2022年もありがとうございました。 1年の総括!

1年は早いものでもう年の瀬を迎えてしまいました。
前回の日記が9月だったことを考えるといったい何をしていたのか?と思えるほどです。
その中でも、毎月何かの実験や試作、頒布を続けてこられたのはご支援いただいている皆様のお蔭と感謝するばかりです。
特に2022年は、7月の関西ハムフェスティバル、8月のハムフェアと2019年以来となるイベントが再開され参加できたことは良かったな!感じております。
1年を振り返って、新しくトライできたこと、途中のもの、できなかったこと等を総括してみたいと思います。


【新しい頒布品】

1.Pocke Paddle mini 2022/2〜
  IMG_1293.JPG
  イベントでの参加記念品、
  マスコットとして製作、意外と実用的でした

2.Pocke TATOR Jr.  2022/6〜
  IMG_1393.JPG
  写真真中
  更に小型のminiも製作し短命に

3.Pocke DecoKeyer  2022/6〜
  IMG_1271.JPG
  K3NGキーヤーに表示をつけ更にCWデコード機能も
  名刺サイズの小型化も
  
4.Pocke IF817G    2022/7〜
  IMG_1376.JPG
  ディスコンも噂されるFT-817系対応
  移動運用時に対応してGPS搭載機も

5.Pocke TATOR mini  2022/8〜
  IMG_1394.JPG
  回転させるだけの機能に絞って小型化

6.Pocke ANT078    2022/8〜
  IMG_1626.JPG
  JK1LSE OMの支援を願ってやっとのことで完成

7.Pocke ANT24    2022/9〜
  IMG_1903.JPG
  430MHzに続き144MHz用も

御礼
 以前からの、PockeKeyer(K3NG Keyer搭載)、Pocke PaddleV、Pocke IF817Uは継続して多くの局長さんからご要望いただき頒布させていただきました。
 また海外からも多くのご要望をいただき、欧州、北米、アジアまで送付させていただきました。
 本当にありがとうございました。


【未だに頒布品にできてないもの】

1.Pocke ELETATOR(衛星追尾ローター:仰角付き)
  IMG_1939.JPG
  2年越しで未だ満足いかず未完成
  小型化はできたので2023年こそ

2.Pocke Antenna Analyzer(周波数拡張版)
  IMG_2432.JPG
  430MHzアンテナを作ったのでアナライザーも対応へと
  苦戦しており、進まず


【作ってみたもの】

1.Pocke SatDial
  IMG_0441.JPG
  衛星通信は忙しいので操作を簡単にと
  時々フリーズしてしまい、今一つ

2.クロスヤギウダアンテナ(衛星対応)
  IMG_1948.JPG
  2023年には、JK1LSE OMだより

3.FM TRX
  IMG_0842.JPG  IMG_0909.JPG
  QYT28の頒布で28/50 FMも面白そうだなと
  中華製ワンチップICメインで基板も製作
  受信感度が今一つで、未完成

4.ディスコーンアンテナ
  IMG_1559.JPG
  AirBand受信用に製作、430MHz 100mWで日光との交信も

5.Pocke VDP(マルチバンド対応コンパクト短縮V型ダイポール)
  IMG_2308.JPG IMG_2338.JPG
  移動運用対応でコイル交換型マルチバンド対応
  全長約3m、50MHzはフルサイズ
  収納時はA4サイズ以下にコンパクト化

6.コイル巻き線機
  IMG_2392.JPG
  コイル巻きが大変なので作ってみたら意外と良好

7.APRSコンパクトアダプタ
  IMG_2386.JPG
  使ってないハンディTRXの活用策にと
  今一デコード率が低くて検討継続中

8.FT8コンパクトTRX
  IMG_2423.JPG
  JE1RAV OM製作のソフトを活用させていただいた
  コンパクトなものができて面白そう


【OnAir関連】

1.6m AMロールコールへの参加
  IMG_2433.JPG IMG_1924.JPG
  ひょんなことで入手したRJX-601を使ってみて
  面白そうだったのでFT690も入手して、ロールコールにも参加
  2エレデルタループは強力です

2.自作機によるQRP FT8 OnAir
  IMG_2073.JPG
  2017年製作のダイレクトFSK方式を使って
  USBケーブル1本でスマホアプリ運用

3.QRPコンテストへの参加(自作機部門)
  IMG_2085.JPG
  高校の時のフィールドデイ以来のコンテスト参加
  自作機Pocke6でSSBとCWでそこそこのポイント確保


【参加イベント】

1.関西ハムフェスティバル
  IMG_1387.JPG
  やはりイベントは楽しい

2.ハムフェア
  IMG_1685.JPG
  沢山ご来場いただきありがとうございました
  良い写真がなかった


【2023年は!】

 ご要望をいただきながらいまだに未完成となっているPocke ELETATOR、Analyzerの完成と、JE1RAVさん製作のコンパクトFT8 TRXをヒントに、2017年製作のダイレクトFSK機をベースとしたFT8/CW兼用機をつくってみたいな〜!と思っています。
 頒布品は、ボチボチではありますが、部品の入手が可能な間は続けていきたいと思います。
 イベントは、3月19日の関西ハムシンポジウムの参加から始めたいな〜!と。
 相変わらず気が多いので、その時興味を抱くとそこに走る性格なのでまた1年たってみないと結果はわかりませんが!

 2023年もよろしくお願いいたします!




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2022年09月22日

144MHz 4エレヤギウダアンテナ

IMG_1829.JPG

軽いシンプルなヤギウダアンテナを構想してだいぶ時間が経ってしまいました。
プロト機を紹介してから約一年が経過していることに我ながら驚いている次第です。

http://blog.toshnet.com/article/189101335.html

このうち、430MHz 8エレについては、8月のハムフェアにて初お目見えさせていただき好評を得て即売となりました。
ご訪問いただいた数人の局長さんから、144MHz用はまだでないのか?という問い合わせもいただき、実は144MHz用は送付の梱包サイズが大きくなり、送料が高くなるので悩んでいるというお話もさせていただきました。
ハムフェア後、コラボさせていただいているJK1LSE OMとも相談し、何とか80サイズで送れる構造が実現でき、先行品が出来上がり、再現性の評価もできましたので紹介します。

まず、送付サイズを小さくする方法ですが、これまでエレメントは1本のアルミパイプで構成していたのを(シンプルだから)、今回はエレメントホルダー部でジョイントすることにより2分割することにしました。組立作業は増えますが、約1mのエレメントが約50cmと半分になります。
ブームも、1mものをそのまま使うことを前提にしていたのですが、すでに430MHz 8エレで2分割しており、ブームも50cmになっています。
エレメントを2分割にすることによって、組立作業が複雑にならないように、差し込んでネジを締めるだけの構造にし、作業性も簡単化しています。

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すべてのエレメントを2分割にすることによって、下の写真のように分解した状態で非常にコンパクトに纏まりました。
80サイズの梱包箱にすっぽり入ります。

IMG_1823.JPG  IMG_1826.JPG

重量も、実測306gと軽量に仕上がっています。(仕様重量は320g以下かな?)

IMG_1824.JPG   IMG_1825.JPG

肝心なのは、性能と再現性です。
今回作成した3台の先行品と、1年前に作ったプロトを今回設計に改造した先行試作品、そしていつものようにダイヤモンド製5エレを実測し、比較してみました。

<結論>
1.利得   先行品3台は同じ利得となり、再現性は高い
       ダイヤモンド製5エレと比較し、遜色のない利得が得られた(実測は+1dB)
2.パターン 3台の先行品は酷似し、再現性がある
3.VSWR   全帯域(2MHz)1.5以下はちょっと苦しい(片方で1.7程度)

<実測値>
パターンNo2.jpgパターンNo3.jpgパターンNo4.jpg
先行品3台の、パターン図とVSWR特性です。
パターン図はよく似ており、再現性は高いといえます。
VSWR帯域特性は、最下点でVSWR 1.0〜1.1 144MHz帯域内で、1.7以下に収まっています。
CW、SSB運用を主体にするか、衛星通信を主体にするかで、下にチューニングするか、上にチューニングするか悩むところではありますが、FMのメインチャンネルを最下点にしても通常運用は帯域内で問題ないでしょう!
無調整でのバラつきがこの3台での実測レベルだと思います。
5mm程度のラジエーターの長さの調整で、上か下かは調整の範囲です。
FB比は、15dB程度とちょっと苦しい値の結果だと思います。

パターンNo0.jpg   パターン ダイヤモンド5エレ.jpg
左は、昨年試作したものを今回設計に改造したものです。エレメントは2分割せずそのまま使っています。
右は、ダイヤモンド製5エレです。
パターン図は、測定結果を180度反転させてプロットしています。
測定レベルは、それぞれの測定結果で最大値を0dBに正規化して表示しています。
今回先行品3台、先行試作品の測定最大値は-1dB、ダイヤモンド製5エレは-2dBなので遜色のない利得が得られていることがわかります。
ダイヤモンド製のFB比はなぜかいつもよくないです。ビーム幅は少し狭くなっています。
(いずれの測定も方位角190度でディップが見られますが、測定システム上の問題があるようで無視)

Image-1.png
MMANAでの設計データです。
利得は、ダイヤモンド製との比較においてシミュレーション値より大、FB比は残念ながら小、ビーム幅は利得が高い分狭くなっているかな!?という印象です。
いずれにせよ、電波暗室での測定ではなく、色々な反射環境のある当局のオープンベランダでの測定であることを前提に結果を見ていただければと思います。

このような環境での評価において、再現性のある測定結果が得られ、送付サイズもリダクションできたので144MHz 4エレも時間はかかりましたが、ご希望の方には使っていただけるものができたかなと思っております。

IMG_1820.JPG   IMG_1821.JPG

IMG_1819.JPG

最後に、これらのヤギウダアンテナの設計監修、一部部品製作、性能測定確認は、JK1LSE OMとのコラボで実施させていただいており、感謝申し上げます。







posted by ja6irk at 23:26| Comment(0) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2022年08月15日

430MHz8エレ ヤギウダ性能測定2

一応完成した430MHz 8エレ ヤギウダアンテナですが、実際に設置しての使用となるとその設置方法によって性能への影響が考えられます。
すべての設置方法を想定することは難しいのですが、一般的に考えられる方法を想定して、ここではVSWRへの影響がどうなるかを比較してみました。
(当然指向性パターンへの影響もあると想定されますが、VSWRへの影響を抑えれば影響は少ないだろうと判断しています)
今回は、10パターンを測定しました。写真の右側の数値が、
430.02MHz 432.98MHz 438.98MHz VSWRminiの時の周波数/VSWR です。

VSWRが極端に悪くなるケースはありませんでしたが、共振点の移動が見られるケースもあり、以下の推奨取付が好ましいと思われます。

結論:樹脂製水平ブームを使用してケーブルはブームから離すことを推奨
NGケース:金属ポールへの直接垂直取付は、共振点への影響を含め推奨されない
※ 樹脂製の水平ブームを使用した場合、メインのポールが金属であってもその影響は軽微である。
  水平ブームでの金属ポールとアンテナの距離は、今回約40cmで測定。
  金属製の水平ブームでの測定は実施しなかったので影響は不明。
  ポールに直接垂直取付をする場合、ポールは樹脂製を使用し、ケーブルはポールから離す方が良い。
  Aがこのケースですが、共振点が低い位置になっています。(2共振点の可能性もあり影響は不明)

@ ファイバーポール 直接垂直取付 ケーブルはポールに沿わせる
IMG_1625.JPG 1.15 1.35 1.25 430.18/1.15

A ファイバーポール 直接垂直取付 ケーブルはポールから離す
IMG_1626.JPG 1.2 1.1 1.45 430.14/1.1

B アルミポール 直接垂直取付 ケーブルはポールから離す
IMG_1627.JPG 1.1 1.45 1.3 430.02/1.1

C アルミポール 直接垂直取付 ケーブルはポールに沿わせる
IMG_1628.JPG 1.1 1.3 1.3 436.6/1.2
 
D アルミポール 直接水平取付 ケーブルはそのまま垂らす
IMG_1629.JPG 1.2 1.15 1.45 433.5/1.15

E アルミポール 直接水平取付 ケーブルはポールに沿わす
IMG_1630.JPG 1.2 1.15 1.45 433.2/1.15

F ファイバーポール 直接水平取付 ケーブルはポールに沿わす
IMG_1631.JPG 1.2 1.15 1.45 433.18/1.15

G アルミポール 水平ブーム使用垂直取付 ケーブルはブームから離す
IMG_1632.JPG 1.25 1.1 1.5 433.16/1.1

H アルミポール 水平ブーム使用垂直取付 ケーブルはブームに沿わす
IMG_1633.JPG 1.2 1.1 1.5 433.10/1.1

I ファイバーポール 水平ブーム使用垂直取付 ケーブルはブームから離す
IMG_1634.JPG 1.2 1.1 1.5 433.10/1.1


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2022年08月03日

430MHz 8エレ 八木宇田アンテナ完成!

IMG_0051.JPG

構想から試作品まで相当な時間が経過し、その試作品から更に10か月あまりが経過してやっと完成しました。
試作品の製作経過は以下のBLOGになります。

http://blog.toshnet.com/article/189101335.html

当局自身が気が多くすぐに色々なことをやりたくなってしまって、なかなか完結しないことに大きな要因があるのですが、このアンテナに関しては JK1LSE OMに設計・監修をお願いし、成果が得られました。
普通なら、そこから頒布に向けた準備が可能なのですが、これ以外の頒布品の対応も増えてきてなかなか準備が整わないまま、またしても時間が経過してしまいました。
と言っても放っておくわけにはいかないので JK1LSE OMにも相談し、設計・監修のみならず、主要部品の製作、性能確認も行っていただけることになり、やっと前進することになりました。
OM殿のサイトは、「木工 Pocky」さんなのですが、今回は木工ではないものの製作、性能確認までをお願いするので「Pocky工房」といったところでしょうか!?(ご本人の承諾は得ていません)
さて、本題に入って、今回は430MHz 8エレからスタートすることにし、材料を手配して数台(5台)を先行試作し、バラつきを含めて前回試作の性能が得られているのかの確認を実施しました。
性能といっても、メーカーではないので正確な性能を測定する環境はありません。
今回も、前回の試作で実施した、SWRの測定、最大限実施できる指向性パターンの測定メーカー製品と比較した相対利得の確認を、当局手元に送っていただいた4台(1台はOM殿の手元に原器として保管)について実施しました。
この4台のバラツキが大きくなく所望の性能範囲にあるならば、同じものを頒布することが可能になります。
結論、今回の4台についてはSWR、パターン図、相対利得ともにバラツキが非常に少なく、今後同じものを製作し頒布が可能と判断できました。

まず、VSWRです。測定は、6m RG-58Uケーブル+IC-705のSWR表示値です。
実際の運用に近い条件で、Rigから見たSWRとしてみました。(JK1LSE 測定)
SWR.jpg
クリックして拡大してみてください。
結果は、運用帯域においてほぼ1.0と十分な性能となっています。
当局の環境においても、5m RG-58U+IC-9700のSWR表示値においても同等の結果が得られました。

次に、パターン図です。測定は当局のマンションのオープンベランダにおいて、
送受信アンテナ間隔 8.5m、アンテナ高さ(ベランダ床面から)3.8mで実施しました。
送信Rig:IC-9700(5W) アンテナ:SG9500 
受信Rig(自作電界強度計(AD8307使用)) アンテナ:今回試作品
測定様子は、 http://blog.toshnet.com/article/189101335.html 参照ください。

IMG_1498.jpg IMG_1499.jpg
No1             No2

IMG_1500.jpg IMG_1501.jpg
No3             No4

パターン図は、No1〜No3が酷似しています。No4は若干違いますが、傾向は似ているといっていいでしょう!
メインロープの受信レベルは、いずれも0dBとなっており、FB比は、20dBが確保されています。
パターン図、ゲイン、FB比ともにバラツキは少ないといえると思います。

435_6ele特性.jpg
このパターン図は、前回試作時の設計データでMMANAによるものです。
実測は10度おきの測定のため、デイップとなるパターンは比較できませんが、サイドロープはシミュレーションより抑えられているように見えます。
今回の測定は、前回試作の時と違って、送受信アンテナの給電点高さを合わせたので、比較的正確なパターンが測定できたのではないかと思っております。

肝心の絶対ゲインですが、測定の手段がないため今回もダイヤモンド製10エレ(カタログゲイン:10.96dB)と比較してみました。

IMG_1502.jpg
メインロープが潰れたような形になっていますが、送信パワーを上げると10dB程度までは受信レベルが上がるので、サチっているわけではありません。
測定が1dBステップなので四捨五入の関係で±0.5dBの誤差はあるかと思います。
こちらは、左右対称なパターン図になっていますが、サイドロープのレベルは比較的高いです。メインロープは狭くなっているように見えます。
ゲイン比較ですが、同じ条件でメインロープの最大値が同じレベルで測定されていますので、ほぼ同じゲインであると想定されます。
MMANAのシミュレーション値では、約1dB低い(8エレと10エレの差)値になっていますが、ほぼ同等となりました。先の記述通り1dBステップの四捨五入の関係で±0.5dBの誤差があり得ますが、結果としては目標通りの値が得られたといえるでしょう。

IMG_1489.JPG
今回測定の8エレ 4台と 比較したダイヤモンド製10エレ

アンテナの自作を行う上で、最近ではMMANAを使用してシミュレーションをしてから作るというケースが多いとは思いますが、その結果として実測を行い、シミュレーションとの比較において確からしさの確認まで実施するケースは少ないかと思います。
前回試作で、実測を行い確からしさの確認までは行いましたが、今回、同じものを複数台製作し、バラつきまでを見てみて、同じものが製作できるところまでが確認できました。
次は製作ロットが違っても同じバラツキ範囲で作れるかを、測定してみたいと思います。

今回作った5台の内、保管分2台を除いた3台は、データ付きでハムフェアにおいて頒布させていただく予定です。ご興味のある方は、ブース C-49 AKCブースへおいでください。
ただし、当局は2日目(8月21日(日))のみとなりますので、ご注意ください。
詳細は、http://pocke.tech/sell/ をご覧ください。(これから順次情報アップします)

何とか頒布までたどり着けそうなところまで絶大なるご支援をいただきました JK1LSE OMには心より感謝いたします。





posted by ja6irk at 18:10| Comment(0) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2022年07月21日

PockeTATOR mini Ver1.0

IMG_1407.JPG

先日、回転動作のみに機能を絞った Pocke TATOR Jr.を開発し、初回頒布もさせていただきました。
これはこれで当初の目的は達成できたのですが、じっと眺めているともう少し小型化できるのではないかと思うようになり、重量的にも、直接マストに被せて簡単に固定できる構造としたことによって、初代 Pocke TATORU と比較すると200gほど重くなっており、もう少し軽くしたいなあ!という気持ちになってきました。
現在、構造の基本となる部分にはVP50という塩ビ管を使用していますが、モーターサイズからVP40管でも入れられるのではないかと思い、またまた検討を始めてみました。
回転力は落とさないように、使用するギアモーターは同じものを使用します。
結果として、VP40管を使用し、アルミポールの固定用に使用している異形ジョイントも50→25から、40→25と小型になり、結果的に200gほど軽くすることができました。
下の写真は。初代 Pocke TATORU、Pocke TATOR Jr. との比較です。かなりスリムになったことがわかります。

IMG_1393.JPG

マストへの取り付けは、Jr.と同じくマストの上から被せて、ネジで固定する方式です。

IMG_1402.JPG

名前は Pocke TATOR mini とすることにしました。
コントローラーは、Pocke TATOR Jr.と同じものが使用できます。

IMG_1406.JPG

モーターは、これまでと同じものを使用しているため、2kg 以下の小型アンテナなら回すことができます。
いつもと同じですが、ダイヤモンド製 144MHz 5エレ、430MHz 10エレを並べて回転させてみました。



アンテナの方向が視認できる、ベランダや移動運用などでは使えるのではないかと思います。
コントローラーは、本体の2端子に12V(9V電池でも可)を加えて、逆接すれば反転するので、好きな形のスイッチで作られてもいいかと思ってます。

またまたコロナが急激に増えてどうなるか予断を許さないですが、ハムフェアには何台か持ち込めればと考えています。
60サイズで送れるようにするには、もう少しコンパクトにする必要がありますが。



posted by ja6irk at 22:34| Comment(2) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2022年05月27日

Pocke TATOR Jr.

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簡易型小型ローテーターであるPocke TATORはおかげ様で沢山の局長さんにお使いいただいており、機能も単にアンテナを回転させる機能から、衛星追尾にも対応し、また、Mac Dopplerという衛星通信リグコントローラーに内蔵されたローテーター制御にも対応してきました。
衛星追尾の視点からは、仰角ローテーター機能もプロトまではできているものの未だに頒布できていない状況ではありますが、一方では、移動運用や、ベランダで視認できる位置でのアンテナ回転においては、回転角度の認識など必要なく、単純に回すことができればいいので、シンプルなものが欲しいというご要求もありました。
昨今の半導体不足の状況で、コントローラーに使用しているマイコンやモータードライバ等々(本体に使用しているギアモーターも同じ状況ですが)、価格は2倍、3倍に高騰し、調達も制限された中で、これまでも不定期、少量であったとは言え、今後作っていけるかどうかも心配になってきました。
勿論、部品が入手できる間は作っていこうと考えておりますが、目視で単純に右回転、左回転だけの機能であればマイコンやモータードライバーIC等は必要ありませんので、ご要望にも対応して、シンプルローテーターのプロトタイプを作ってみました。

IMG_1106.JPG

構造的には、基本はこれまでのPocke TATORと同じですが、マストへの取り付けは、単純にマストの上からかぶせて横の二つの蝶ネジを締めて終わりという方法です。
ドライブするギアモーターはこれまでと同じものを使用していますので、駆動できるアンテナサイズや重さなどは同じです。
回転角度表示などは必要ありませんので、本体はモーターのみでセンサーなどは搭載していません。
その分、スペースに余裕がありますので、使用するパイプサイズを小さくしました。
制御線もモーター用の2線のみなので、一般的にどこにでも売っているACケーブル(平行ビニル線)、スピーカーケーブルなどを使用することができます。
電流も12Vで150mAも流れないので、細いもので十分だと思います。インターフォンなどに使用されているものでも大丈夫でしょう。
ケーブルを接続するコネクターも、シンプルにスピーカー端子などに使用されているものを使いました。
押して線を入れるだけなので接続方法もシンプルです。
今回、回転コントローラーは、Pocke TATORの取説で説明しているシンプルコントローラーを使用して実験しました。

IMG_1082.bmp

変わり映えしませんが、ベランダの手すりに取り付けたBSアンテナ用のマストに、本体を載せて、いつも実験で回しているダイヤモンド製の144MHz 5エレ、430MHz 10エレを回転させています。



電源は、006P 9V電池を使用していますが、回転力はあるのでこれくらいなら何とか回すことができております。モーターは12V仕様で2.5rpm(負荷によりスピードは変わります)のものです。IMG_1087.bmp   IMG_1088.JPG 

名前は、Pocke TATORのシンプル版なので Pocke TATOR Jr.としました。

posted by ja6irk at 16:47| Comment(0) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew