燃えよDX 『日刊 DXerコラム』

マッチングトランス再製作

　シーズンオフになってきた160m。ここいらでスモールループののメンテナンスを見当。最初の頃は良かったが、最近ではシャントフィードの方がよく聞こえる時が多い。

　来シーズンに備えて、5月の連休にはメンテを計画。その準備として、少々不安定になっているマッチングトランス部分をもう一度計算からしなおして作り直しをする事と、マストから少し話てマストの影響を無くす事の２つ。

　マストから話すのは物理的な問題で、部品さえ有れば直ぐにでもできるので、今日は空いている時間を利用して再度計算をし直した。

　まずは現状のループのインピーダンスがどの位になっているのかを、再度理論値で計算してみる。1辺が1.4mの2回ループでループ感覚は5cm。結合係数の理想は1ですが、よく分からないのでHJも元に0.088に設定。Qを300とした時の1次側のインピーダンスは計算上では6.7Ωになった。

　2次側は同軸が取付くので50Ωとすると、6.7：50でインピーダンス比は約7.5となる。巻数比の2乗がインピーダンス比となるので、1次側の巻き数を8Tとすると2次側は22Tとなる。

　理論的にはこうなるので、この巻き数で巻いてみる。当然、結合係数を1に近づけるためにバイファイラ巻とする。

　

　出来上がったのはこのトランス。ちなみにLメーターでインダクタンスを測定すると、1次側が5.416μH、2次側は35.066μHになった。コアをカーボニルからフェライトに変えた影響だろうか、かなり大きくなった。これで上手く行くだろうか？

　少々不安は有るが、とりあえずマッチングトランスとしては機能するはずである。連休に入ったら早速交換工事を実施してみることにする。

　今年の連休はやることが多くて充実していそうだ。

　

何処でロスが発生しているのか？その２

　今日1日、空いている時間にネットを駆使し、いろいろと調べて見た。その中でとある面白いページが見つかった。疑問に対しての回答が載っていたのです。しかし、残念ながらページアドレスは忘れてしまいました。

　直接的にT106-2とT106-6の違いについて書いてあるわけではないのですが、十分すぎるほどのヒントでした。

　それは#43材を使用した例で説明して有り、#43材も同じように周波数特性事態はVHF帯となっていると言うところからの始まりです。

　しかし、#43材はHFの顧問モードのチョークやマッチングトランス等の説明に良く出てきております。ここで同じような疑問と成るわけですね。VHF帯域用のコアなのにどうしてHFで使用するのか・・・・・

　そこに書かれていた事を簡単に書きますと、コアに線材を巻きつけると線間容量等の影響により使用周波数帯域が下がって来るとの事です。従って、VHF用のコアである#43材もHF帯で十分使えることになるそうです。

　そうすると、そうするとですよ、周波数帯域が10MHz-30MHzのT106-6のコアも、マッチングトランスとして線材をグルグル巻きますので、線間容量により使用周波数帯域が低くなり、160mでの使用に対して問題なくなるということだと思います。逆に言うと、T106-2のコアでは元々が500KHz-10MHzですから、160mより更に下方向に周波数がずれてしまうと言うことになります。だから、T106-2を使用したときも思ったほどの感度向上はなかったのですね。

　更に、更にです。マッチングBoxの写真を見ていて気が付いたことがあります。T106-2とかT106-6とかいう前にもっと大きな問題があったのです。

　完全に私のチョンボですが、１次側と２次側の取り付けが逆なんです。本来は１波長に対してかなり短いループアンテナのインピーダンスはかなり小さくなるので、それをステップアップして50Ωに近づけなければなりません。

　それが、今取り付けてあるのはステップダウンする方向に取り付けてあるのです。具体的にいうと、1次側の2.8μH側がループで2次側の12.6μHが50Ω側になります。単純に１：４でステップアップする形ですね。

　これが今取り付けているのはループ側に12.6μH、50Ω側に2.8μHがついているのです。これでは入ってきた信号が無くなってしまう訳です。

　なんとも恐ろしいのは、これでどうにか調整が出来てしまったことですね。途中でバリコンの容量が足りなくなり固定コンデンサを追加したときに気が付くべきでした。

　多分、これが主原因でこれを直せばよくなるのではないかと思っております。これを交換すればT106-6の方が良く聞こえそうな気もしますが・・・・

　いづれにしても土曜日にトランスをまずはひっくり返し、数日確認して駄目だったらT106-2に変えてみます。

　悩んでいたことが解決の糸口が見え、なんともスッキリ致しました。多分、これで直るのでは・・・

　土曜日は天気が良ければいいですね。

　

何処でロスが発生しているのか？

　この前張り替えたスモールループアンテナ。しかしどうも調子が悪い、なんと言っても聞こえないのだ。聞こえないと言うのは、シャントフィードと比較しての話ですが、昔の時は明らかにシャントフィードの時よりノイズが抑えられて聞きやすかったし、良く聞こえた。

　それなのに今は全然聞こえない。今1824.5に出ているVK3ZLの信号を使って比較してみると、シャントフィードはノイズレベルも高いが579程度で聞こえる（QSBのピークですが）。

　これをループに変えると蚊の鳴くような信号になる。明らかにおかしい状態で今迄こんなことは無かった。MFJ-259Bを用いてリグの手前で確認しても1820でSWRは1.2を表示し共振は出ている。

　しかし、聞こえない・・・・　一番最後にループアンテナを使用しQSOしたのは7月26日のVK9NIだ。今回の張替え工事より前に、実はマッチングトランスの交換をしている。これは8月11日だ。これ以降最近までDXの信号は聞こえなかったのでQSOはしていない。

　そしてこの前の張替え工事。張替えは使用ワイヤーを太くしているので、論理的にはQが上がる方向なのだが・・・・

　そうして考えてみると、どうもこのマッチングトランスが悪いように感じる。実は昔はT106-2をしようしていたのだが、CQ出版のトロイダルコア活用百科やHJなどの記事でT106-6を使用すると書いてあるので、T106-2から変更したのです。

　どうもこれが良くなかったように思えてきます。昔はT106-2でよく聞こえていましたから。アミドンのHPでデータシートを見てもやはり160mで使用する場合はT106-2の方が良いように思える。どうもトランスとしてのインピーダンス変換はちゃんとしているようだが、周波数特性的にロスしているとしか思えない。

　トロイダルコア活用百科に出ているT106-6は周波数特性が10MHz～30MHzでどう考えても160mではロスになると思われるのだが、どうしてこのコアを使用するのだろうか？

　周波数特性的にみれば絶対にT106-2だと思う。これは500KHz～10MHzとなっており、今作成しているSoftRockのBPFも160mはT30-2で6材ではなく2材を使用している。

　とりあえずはシャントフィードで何とか聞こえるがノイズレベルの関係で耳が疲れる。やはりT106-2でもう一度マッチングトランスを作り直し交換するしかない。

　次回の連休に雨漏り対策を兼ねた交換工事を実施しもう一度様子を見ようと思う。

　T106-6にするんじゃなかった。たかがスモールループですが奥が深いですね。

　

　

スモールループ張替え工事

　昨シーズンからはじめた160m。聞こえない事が多く、試行錯誤で作成したスモールループアンテナ。

　とりあえずこのアンテナで何とか52エンティティとQSOすることが出来た。先ごろマッチングトランスの変更をしたのだが、ワイヤーの細さが昔から気になっていたので、涼しくなった事をきっかけに、ワイヤーの張替え工事を実施した。

　予報では日中はまた30度になるようなので、早めに作業を開始朝食をとる前にスタート。開始時間は7時前だ。

　まずは先にワイヤーの間隔を一定にするためにセパレーターを作成する。百均で見つけた引き出し整理用のプラ板をこつこつと加工し、セパレーターを作成する。

　こんな感じで作成し、これをワイヤーの間隔を一定に保つようにしようする。

　早速タワーに上りループアンテナを下ろし庭に運搬した。これが今迄使用していたループアンテナ。

　ワイヤーはUL1007のAWG22番線。一様単線のものですが、直径が1mm程度で間隔が5mm。これでそこそこ聞こえていたんですね。

　これを今度はサガ電子のダイポールなどに使用していると同じような銅のより線。被服を含めた外形は2.6mm程度で中は2mmのより線かな。

　今度はこれを10mm間隔で巻きなおし、完了したのがこれ。

　前よりもかなり綺麗に出来上がっている。早速タワーに乗せて調整を実施すると、従来はアンテナ直下とシャックとの差は、アンテナ直下より高い方にずれていた。

　しかし、今回は低い方にずれている。1820に合わせたのだが、シャックで見ると1814に同調点がずれた。1825でSWR1：1.5なのでよしとしました。

　だいぶアンテナの浮遊容量等状況は変わったようだ。今シーズンはこのアンテナでしばらくうんようしてみようと思っている。

　作業時間は2時間強で完了しました。はてさて、結果は・・・・・？

　

マッチングトランス交換

　今朝の地震の点検も兼ねてタワーに上り、懸案となっていたスモールループのマッチングトランスの交換工事を実施した。

　来週から実施される予定のC2での160mの運用に淡い期待をし、従来からいまいちだったマッチングトランスを交換するように重い腰を上げた。

　台風一過で30度を超える炎天下の中、まずはタワー周りに問題が無いか目視確認をしてタワーに上る。たかがマッチングボックスの交換取り外しだが、暑さで思うように進まない。

　どうにか取り外し、シャックでトランスの交換工事を行う。今度はT106-3からT106-6への交換とインダクタンスの調整だ。　

　これが交換後のマッチングボックス。これを再度タワーに上り取り付け後、1820を中心周波数として同調バリコンとマッチングバリコンを交互に回しインピーダンスが50ΩでSWRが1.0になるように追い込む。

　その後は1810と1830でどの程度の値になっているのかの確認を行う。

　1810の値

　1830の値

　大体の確認が出来、Qをかなり高く取っているので帯域幅もこれくらいなのだろう。

　タワー上での防水処理を実施し同軸を接続してケーブルのフォーミングを行い作業は完了。再度シャックで同じ確認を実施する。

　シャックで測定すると同軸の容量もあるのだろうが低いほうへ同調点がずれている。もう一度やり直すのもめんどくさいので、しばらく様子を見て次回エレメント材質の変更を計画しているので、その際に再度更に高めに調整してみる事にする。

　シャックでの測定結果は以下のとおり。

　同調点は1820から1817になっている。

　1810は2.0→1.6へ改善されている。

　1830側は2.2のまま変わらず。

交換後、ノイズレベルを確認すると従来よりはゲインが有る様です。交換した成果は有りそうなので、とりあえずこの状態でしばらく使ってみる事にします。

　いまいちなら、次はエレメント材質の変更を実施します。が、涼しくなってからですね。

　   

スモールループの調査・修理

　今朝あまりに聞こえないのでスモールループをアンテナアナライザーでチェックすると、なななんと共振点が5.2MHz付近に移動していた。

　今までそんな事は無かったのでタワーに登り各部所の目視チェックを行ってみた。特に悪いところは見つからないので、直接アンテナアナライザーを付けてチェックしてみる。

　共振点は1.822MHzでSWRが1.3、R=55なので特に悪いところ間見つからない。シャックで図ると共振点が同軸の容量で上にシフトする事を考慮して、せっかくなので共振周波数を1.817MHzに再調整した。相変わらず共振用のバリコンの同調点はクリチカルなので、おおよそのあわせた後、出力側にシリーズに入れてあるバリコンで微調整を行う。

　

調整は大体思うように行ったので、再度同軸を接続してみる。この時、以前は気にしていなかったが今回思いっきりねじ締めても、Mコネクタの部分に0.5mm程度のガタが発生する。

　すなわち、アース側の接触がすごく不安定になっているということだ。ビニールテープ、自己融着テープを巻くと一見ガタがなくなったように見えるが、実はガタを一歩方向に押し付けているにすぎない。

　この状態では非常に不安定なのではないだろうか。

　案の定、シャックで図るとまたズレているではないか。アンテナを回すとフォーミングした同軸が動くので接触状況が変わりOKになったりする。

　よくよく調べていくと、同軸のMコネクタにも大きさの差異がある。最近のコネクタではガタが発生するのです。

右が最近のもので、左が古い物。コネクタの大きさも若干違うし、外側のねじの切り始めも2mmほど新しいのは奥に入っている。

　スモールループのMコネのメスは、実はMFJの残骸からはずしたものなのでJIS規格にはマッチしていない。従って、最近のコネクタを使うと一番締め込んでこれでもかと言う位置でもガタが出る。

　旧型コネクタではそのような事は発生せず、ビシっと固定される。さあ困ったものだ。マッチングボックスにしても、同軸側にしてもコネクタを交換するのは至難の事。ここは旧型のコネクタのケーブルをマッチングボックスに取り付け、中継コネクタを用いて現状のケーブルに接続するしかない。160mの受信用なので多少のロスは現状より遥かに良いはず。

　しょうがないので中継コネクタを使用してどうにか全ての箇所にガタ無く接続する事が出来た。

　シャック内でアンテナを回しても今のところは安定しているようだ。継続的にワッチは必要かと思われます。

シャック内で再確認すると、予想通り少し上にずれてはいましたが、まずまずの状況になっております。風とか雨でなく、意外な所に問題が潜んでおりました。夏頃に作り直す頃には、マッチングボックスも作り直す事にします。

　とりあえずは直ったようです。

　

スモールループの再製作

　今日は昨日程暑くなく、薄曇りなので作業をするには丁度良いと思い、今まで延び延びになっていたスモールループの再製作に踏み切った。

　まずはタワーに上りスモールループを取り外して下に降ろした。

　これが今まで使用していたスモールスープです。そしてこれがマッチングボックス。

　元々は1mx1mの密巻きループにしようしていた物なので、インピーダンスのマッチングが正しく出来ておらず、SWRが1820で2.0近く有りあまり良くなかった。調整してもそれ以上下がらないので半分諦めて使っていました。

　今回はこのマッチングトランスから見直して作り直し、かつ最終的にインダクタンス分を上手くキャンセル出来るように、出力側にもバリコンを追加しました。

　できあがり組み込んだのがこのマッチングボックスです。

　実際に調整してみると、出力側に入れたバリコンの同頂点は非常にブロードでした。このマッチングボックスを、今度は1ターンピックアップ方式ではなく、皆さんと同じ直列共振型ループに取り付けました。

　直列共振とは言え皆さんと同じ2ターンではなく、2ターン→バリコン→2ターンの4ターン方式です。巻き線は5mmピッチなのは前回と変わりません。

　まずは地上でアンテナアナライザーを付けて調整を行います。調整方法は、出力側のバリコンをだいたい真ん中にして、アンテナ同調用のバリコンを回しSWRを最小にします。

　そのままでは多分SWRはやはり1.8位までしか落ちませんので、今度は出力側のバリコンを回してSWRの最小に持って行きます。

　再度、同調用バリコンを回してSWR=1.0へ追い込みます。

　実際にアンテナを取り付けると地上高やマストの影響も有り同頂点がずれますので、最終調整は取り付け後にタワーの上で行います。

　アンテナ取り付け完了後、先ほどと同じように調整するのですが、一度調整が終わっているので微調整するだけで直ぐにマッチングが取れます。

　同頂点を1820にセットしてありますので、1820の値は次のようになりました。

1820のインピーダンスは54Ωです。確か終端型電力計で確認したときに50Ωが52Ωと表示したので、2Ω多めに表示されると判断した場合には52Ωとなりほぼ目的は達成したことに成ります。

　バンドの下端1810は

SWR=3.0ですからあまりよろしくない。まあ受信ですから気にはしませんが。

　反対側の上端である1825では

SWR=1.8で、前の時と同じくらいですね。

　以上の地上高が12m程度の所で測定したデータです。結果より、結構ピーキーな特性となっており、Qが高そうであることが予測されます。

　160m自体はシーズンオフに向かいつつありますが、スクランブルが出来るように耳だけはそれなりにしておこうと作り直したしだいでした。

　さて、聞こえ方は少しは変わるでしょうか？有る意味、病と同じで気の持ちような部分もありますからね。

　果たして結果は・・・・

　

　

応急修理

　天気も良くなり、風も少なく穏やかに成ったので早速屋根に上りアンテナ修理を・・・

　クランクアップの利点として、ダウンすると屋根から手が届く範囲になるので基本的にメンテナンスは一人で出来ることが多い。

　昨日の曲がっている部分を確認しに行くと、写真で見たほどは曲がっていないように思える。しかも、根本から曲がっているわけではなかった。

　交換用のエレメントを使おうと思ったが、思ったほど酷くなかったので無理矢理曲げて応急修理をした。

　エレメントが少々波打ったが、曲がったままよりは見栄えはよいし、折れる心配は無さそうなので良しとしました。

やられました

　ふと外に出てアンテナを確認してみると・・・ が～ん！　714Xの最も長い部分にやはりダメージが出ています。

　

　明日、穏やかになれば残骸のエレメントを使用して修理するしかないですね。とりあえずはSWRにも影響ないし、見てくれだけの問題なので残骸では間に合わない場合には、しばらくこのままかもしれませんね。

　今までは何ともなかったのに・・・・・　ガックリです。

　

今度のアンテナは・・・

　今月の初め、そろそろシーズンオフかなと思いながら160mのアンテナの変更をしました。今まで作りっぱなしで、理論的にはどうなのかも確認していませんでした。

　今日は風も強く、まあ無線どころではないのでちょっとMMANAを使用して確認をしてみました。MMANAは給電点が低い場合（接地型アンテナ等）にはインピーダンスが低く計算されるとの事ですが、最終的にはマッチングを取るので参考として実施しました。

　従来のアンテナは、JR7MAZさんに教えて頂いた変則タワードライブ。このアンテナの特徴は同軸の心線を地面と平行に張ったワイヤーに接続するので、クランクアップ/ダウンに関係ない。すなわち、ワイヤーのたるみや処理の事を考えなくて良い。

　このアンテナで今シーズンは41エンティティをゲットすることが出来ましたが、EUに対して弱かったので思い切って変更したのでした。しかし、既にシーズンは終わってしまったような感じです。

　まずは現状のタワーはどこに狂信しているのかの確認の意味を込め、直接給電した場合について見ています。

　1.79MHｚ辺りに共振しているようで、搭載しているアンテナの大地間容量が大きいらしい事がわかりますね。長めになっているということから、3段目よりシャントフィードを出しバリコンを通して同軸で給電します。

　ガンマーマッチを追加した後にも見かけ上のSWRは下がっていますが、仰角等は大きな変化はないようですね。

　これをNEC-2 for MMANAで見て見ると次のようになり、やはりインピーダンスの値がMMANAは低めに出ていることが解りますね。

　逆に仰角は29度から20度に低くなりDXに対しては良いほうに行っている様にも見えます。後は高周波アースの状況に左右されますから、こつこつとラジアルを追加していくしかないですね。

　ちなみに、2mx0.8mの大きさに銅線で金網をつくり埋めたりもしました。まあ、来シーズンが勝負でしょうかね。

　シャントフィードも家の人に目立つようにグリーンに黄色の縞が入ったアース用線材を使用したので腰も強く、クランクダウンした後もある程度の形を保っていてくれるので、思ったほど周囲への引っかかりは無いようです。

　ただ、同軸が強風で流された時にシャントフィードのサポートに引っかかるトラブルが2回も発生したので、一番下のサポートの位置を変則的に作業ステージに取り付けたりしたので、見た目があまりよくない状況になってしまいました。

　しかし、SWRはバリコンの調整で1.818辺りが1.1で1.81-1.825の間で1.5以下なのでOKとしています。