ＦＴ－４５０ＤＭについては、今のところ不満はありません。
アンテナチューナーが内蔵されていた機種を購入したのは正解でした。
あれば便利な機能のようです。
安定化電源のＧＳＶ３０００は、トランスタイプのオーソドックスな電源です。ファンの音が少ししますが、無線をするときしか電源を入れませんから、全く問題ありません。
アンテナのＷ７３５は、3.5MHzと７MHzに出られるので、便利です。
今回の設置では給電点が7ｍHくらいで両端が10ｍHくらいですが、ＳＷＲは3.5MHzと７MHzの両方で、リグのＳＷＲメータの最低レベルに調整できました。しかも３回程度の調整で終了しました。調整エレメントを切ってしまわずに折り返したので、わりと大胆に調整できたということもあるだろうとは思います。
なお、給電点が７ｍHなので、3.5MHｚでは雨が降るとＳＷＲが急激に悪化します。たぶん地面が乾燥しているか濡れているかで放射抵抗が大きく変わるためだろうと思います。7MHｚの方はそれほど影響を受けないので雨が降っても使えます。
コンディションや時間帯によって７MHz帯が静かになってしまうことがあるのですが、そんなときは3.5MHz帯がにぎやかです。
3.5MHz用の短縮ダイポールアンテナを自作するのは大変なことですから、お手頃な価格でこのアンテナが手に入ることはすばらしいことだと思いました。
3.5MHzと７MHzに出られれば、今のところそれで充分な感じです。
ハンディー機のＶ/Ｕ帯では、交信範囲がほぼ関東地方に限定されていましたから、ＨＦにしたことで全国津々浦々とつながるようになって、一気に世界が広がった感じです。
それから、我家のご近所の家々には、「今度アンテナを立てたので、何かあったら連絡くださいね」とお願いしておきました。５０Ｗで平衡型アンテナですからまず大丈夫だと思いますが、オーディオからアマチュア無線が聞こえたりするかもしれません。
雷については、怖いですけれどよくわかりません。今回設置したダイポールアンテナは支柱と２ｍ離れているので、アンテナへの直撃がなければ大丈夫かもしれません。
ＧＰアンテナのＸ２００の方が怖そうですけれど、どちらにしても、雷の来そうな時にはコネクターを外しておきます。
コネクターをいじっているときに落雷したら無事では済まないので、早めに外しておきましょう。
《 スミスチャートについてのまとめ 》
今後たとえばアンテナアナライザーを購入したりすれば別ですが、でなければスミスチャートを使う機会はないだろうと思いますので、現状でわかっていることを整理しておきます。
まず「なぜＳＷＲメータだけでアンテナの調整が可能なのか」という素朴な疑問がありました。この疑問についてはスミスチャートを見ると納得できると思います。
このスミスチャートにはいろいろなことが書きこまれているので、ごちゃごちゃしています。
このごちゃごちゃしたところが、スミスチャートのすごいところです。一枚のチャートでいろいろな情報が読み取れるということです。
ＳＷＲの値が一定の円は、Ｙ点を中心にしてコンパスで書き込んだ円です。
たとえば、書き込んだ円のうちでいちばん小さい円がＳＷＲ1.5の円です。
ＳＷＲが1.5以内のとき、インピーダンスはこの円の内側の値に収まっています。
SWRが１に近づけば近づくほど円は小さくなって、測定点のインピーダンスは給電線の特性インピーダンスに近づきます。
測定インピーダンスは給電線の長さで変わりますが、ＳＷＲは給電線の長さでは変わりません。
給電線の長さではＳＷＲが変わらないというのは、アンテナの調整作業がしやすいということで、大きなメリットです。ただし、これは給電線にロスがないと仮定した場合の話です。給電線にロスがあると見かけのＳＷＲが良い値になってしまうので注意が必要です。
それから、このスミスチャートに、給電線の長さで入力インピーダンスがどう変わるかの例を書き込んでおきました。
給電線の特性インピーダンス 50Ω
負荷インピーダンスを Z＝25 + ｊ25 とする。
正規化すると Zn＝0.5 + ｊ0.5 《スミスチャート上の α点 ）
α点のＳＷＲは2.6
＊＊ 給電線の長さ 0.3λ の場合の入力インピーダンスを求める
スミスチャートは給電線の長さ0.5λで１周する。
給電線の長さによってＳＷＲは変わらないから、ＳＷＲ2.6の円上を 0.3λ 電源方向に回ると β点で、 0.59 － ｊ0.65
入力インピーダンスZinは Zin＝50×(0.59 － ｊ0.65） ＝29.5 － ｊ32.5
この例は本に載っていたデータをそのまま使ったのでたぶん正確ですが、実際にスミスチャートの上にコンパスで円を描いて、その交点の数値を読み取るのは、面倒な細かい作業だと思います。
それにしてもケーブルの長さによって測定点でのインピーダンスがころころ変わるというのは、確かにそうなんでしょうけれど、理論的にはまだ理解できていません。
設置までにだいぶん時間がかかりましたが、とうとう調整の段階を迎えました。
当初想定していたより給電点の高さが低くなってしまったので、３．５ＭＨｚのＳＷＲは下がらないんじゃないかと心配していたのですが、問題なく下がりました。
ＳＷＲが思いのほか低く収まったので、給電点を高く引き上げる必要がなくなり、アンテナを無理に引っ張らずに済みました。よかったです。
３．５５５ＭＨｚのＳＷＲ
ＳＷＲメータがひと目盛点灯しています。１．５よりは充分に低いということです。
ＦＴ－４５０ＤＭ内臓のＳＷＲメータですから、精度はあまり高くないのかもしれません。しかしＦＴ－４５０ＤＭはＡＴＵを内蔵した機種ですから、ＳＷＲメータがそれほどいい加減なはずはないです。
それからもちろんこのＳＷＲはＡＴＵをパスした状態でのＳＷＲです。
操作方法は、ＦＴ－４５０ＤＭの<Ｃ．Ｓボタン>にＳＷＲ測定の機能を割り付けて測定します。
なぜ給電点の高さがこんなに低い（高さ７ｍ）にもかかわらず３．５ＭＨｚ帯のＳＷＲが下がるのかが今回の最大の疑問です。
《 追記 》
給電点が低いのにＳＷＲが下がる理由がだいたいわかりました。
給電点が低いとＳＷＲが悪くなるという私の思い込みはＭＭＡＮＡを使ったシミュレーションの結果から来ているのですが、そもそもこの思い込みが間違っていたのでした。
ＭＭＡＮＡのマニュアルをもう一度確認したところ以下の記述がありました。
３．５ＭＨｚの場合の地上高１０ｍは「地上高が波長と比較してかなり低い場合」に相当するようです。
したがってシミューレション結果のＺとＳＷＲの値は正しくなかったということになります。
これを裏付ける資料として、次のグラフがあります。
『ワイヤーアンテナ（ＣＱ出版社）』 １８ページ
このグラフの点線が「乾燥大地の場合」ということで、乾いた地面の場合にはこれに似たインピーダンス特性になるのだと思います。
ＳＷＲはインピーダンスによって決まってくるので、地上高が低くてもＳＷＲはそれほど悪くならないということになります。
ただし地上高が低いと打ち上げ角が大きくなって、そのため電波があまり遠くに飛ばないようです。
探すとこんな資料もありました。
『特選 ハムのアンテナ製作集 （ＣＱ出版社）』 １９ページ
７ＭＨｚ水平ダイポールアンテナをシミュレーションしたデータですが、Ｒの計算にＮＥＣ２という計算エンジンを使っているようです。
このシミュレーションでは、Ｒは地上高が波長の１／１０でも５０Ωくらいに留まっています。
打ち上げ角や共振周波数のグラフも参考になります。
なお、今回の地上高では、雨が降って地面が濡れると、3.5MHｚのSWRは急激に悪化します。理由は地面が「乾燥大地」ではなくなるからです。
雪の影響については、当局の住む所は雪がめったに降らないのでわかりませんが、雪があればたぶんその影響を受けるだろうと思います。
雨が降ると3.5MHｚでの送信はできなくなりますが、7MHｚの方はほとんど雨の影響を受けないので、雨が降っても使えます。
Ｗ735はなかなかおもしろいアンテナで、使ってみると勉強になります。こんなシンプルなアンテナでも使ってみないとわからないことが多いです。
《 Ｗ７３５の今回の設置データ 》
（ 設置方法は、第一電波工業のＷ７３５の取扱説明書を参照してください ）
◎ 設置方式 ： 両端を支柱（約１０．５ｍ）で支持した２点支持タイプ（取説のＢの方式）
◎ 給電点の高さ ：約７ｍ
◎ 調整エレメント（７ＭＨｚ） ： ３０ｃｍのエレメントを折り返して１５ｃｍにしたもの。（写真参照）
◎ 調整エレメント（３．５ＭＨｚ） ： ５０ｃｍのエレメントを折り返して２５ｃｍにしたもの。（写真参照）
《 ＳＷＲの測定結果 》
図ＡはＦＴ－４５０ＤＭのＳＷＲの表示のイメージ図。上の写真のＳＷＲメータの部分を図にしたものです。
図のようにＳＷＲメータの目盛はかなり簡略なものです。グラフを描くためにその目盛をあえて数字に置き換えました。したがって数字はかなりアバウトです。
図Ｂは３．５ＭＨｚ帯の最終的なグラフ。調整するときはもっと真ん中だったのですが、最後にしっかり絶縁テープを巻いたりしたらずれました。しかしこれで実用的にはＯＫだと思います。
図Ｃは７ＭＨｚ帯の最終的なグラフ。こちらも少しずれましたが、問題ありません。
交信はまだあまりしていませんが、ＳＳＢの７ＭＨｚで韓国安城市、ＳＳＢの３．５ＭＨｚで姫路市と問題なくＱＳＯできました。当局のＱＴＨは群馬県、送信出力は２０Ｗでした。
《 設置したアンテナの写真など 》
中央のバランから南側の支柱まで
北側の支柱
北側の支柱は住居のすぐ横なので、ＧＰアンテナのＸ２００が載っています。写真では傾いて見えますがまっすぐ立っています。両側の支柱に滑車を付けました。動きはスムーズです。
バラン
同軸ケーブルのコネクターに荷重がかからないように、同軸ケーブルの途中をロープで吊ってみました。おまじないのパッチンコアも５個付けてあります。
無線機
安定化電源がいくぶんオーバースペックですが、安心感はあります。
とりあえずこれで、使えるようになりました。
九州・韓国までＳＳＢ・２０Ｗでつながることも確認できました。めでたしめでたし。
同軸ケーブルが偶然半波長だったということで、『ディップメータで共振周波数が測れる』と思っていたのですが、落とし穴がありました。
まず、このブログの１２月２７日の記事『ケーブルの波長短縮率』の記事にある「 １/２λの同軸ケーブルを使った共振周波数の測定」の図をよく見ると、左の図はアンテナと同軸ケーブルが直結されており、右の図では「ソータ・バラン」を介して接続されています。
ところが私の設置したＷ７３５のバランは「強制バラン」です。
結論から言えば「強制バランを使って同軸ケーブルに接続したダイポールアンテナの場合、ディップメータのディップがはっきりせず、正確な測定はむずかしいらしい」ということです。
理論的なことはよくわかりませんが、強制バランはソータ・バラン（フロート・バラン）に比べると、共振点がぼやける傾向があるようです。
参考資料 強制バランは共振の中心周波数が確認しづらい
この図はＳＷＲ計を使った中心周波数の測定のイメージ図です。この図はあくまでもイメージ図でして、実際には強制バランでもゆるやかにカーブを描くので、中心周波数はだいたいわかるはずです。ただある程度の幅を持ちます。
ＳＷＲ計で確認しづらいくらいですから、ディップメータではもっと確認しづらいということだと思います。
もちろんディップメータで測定する方法はあります。共振点の測定用に同軸ケーブルとエレメントのワイヤーを直結する治具を作って、それを強制バランの位置に仮置きして共振点を測定すればよいのです。治具を作るのはそれほどの手間ではありません。
しかし、残念ながらこのことに私が気づいたのは、同軸ケーブルと強制バランを自己融着テープでしっかり防水した後でした。
それに、別にディップメータを使わなくてもＳＷＲ計で共振点の調整はできます。その方が正確に調整できますし、ＳＷＲ計を使った調整方法が現在の一般的な方法です。
ちなみに、この『落とし穴』にはまったこと気づくまでには多少の時間がかかりまして、それまでに下の写真のような測定用のクリップを作りました。
ワンターン用は前回のものを少し大きく作り直しました。
ツーターン用に使った銅線は絶縁被覆してある銅線です。
写真のツーターン用を使うと７ＭＨｚ帯ではディップが確認できましたが、３．５ＭＨｚでは結局無理でした。
その後、アンテナをリグにつなぐところまで進みました。
実際に使ってみると、ＦＴ－４５０ＤＭ内臓のＳＷＲ計は使いやすくて、アンテナのだいたいの傾向はすぐにつかめるようです。
今日はあいにく雨が降っているのでアンテナの調整はしません。アンテナや地面が乾いてから調整するつもりです。
無調整の現状でも、７ＭＨｚ帯は使用可能なＳＷＲ（１．１～１．５）になっています。しかし今日はお空のコンディションが良くないようです。
３．５ＭＨｚ帯は話し声がにぎやかに聞こえています。しかしこちらはＳＷＲが高いので、送信することはできません。無理すると送信機を壊します。
ちなみに、念のため送信出力は１０Ｗに設定しておきました。様子を見て徐々に上げることになると思います。