50MHz帯のアンテナも欲しいと思いまして、とりあえずMMANAでシミュレーションしました。
少しゲインの稼げる１λループです。
上からロープで吊り下げて使うことを想定して、ひし形にしました。
アンテナの形状
既存のアンテナのマストから横に延びているロープに吊り下げて使うイメージです。
絶縁物でできた棒（前回紹介したダンポールのようなもの）で十字を作り、その十字を骨組みにして銅線でひし形を作り、給電は下からです。
形状の図の右側にある棒は、マストのパイプです。これがどれほど影響するかを見るために加えてあります。
アンテナの定義
アンテナのパターンなど
マストの影響はもちろんありますが、それほど大きくはありません。
SWRは、Qマッチをする前提で113Ω基準で計算してあります。
アンテナのSWR（113Ω基準）
こんなにきれいなデータになれば、50MHzから52MHzまでつかえるのですが、実際はどうなんでしょうか。
ダイポールアンテナにしておけば無難なのでしょうが、一度はループアンテナをQマッチで使ってみたい気がします。
Ｑマッチがうまく加工できれば何とかなるかもしれません。今はNanoVNAがあるので1/4波長のケーブルを作るのは以前ほど難しくなさそうです（希望的観測）。
《 追記 》 Qマッチでインピーダンスの整合はできても、平衡・不平衡の問題は解決しないが、どうしたものかと思い調べました。
結論から言うと、『ループアンテナには自己平衡作用があるので、バランを介さずに同軸ケーブルで直接給電できる（らしい）』ということです。
自己平衡作用についての詳しい情報は「ループアンテナの自己平衡作用」で検索すると出てきます。
平衡・不平衡の問題の対策として、トロイダルコアに同軸ケーブルを巻いてフロートバランにすることを考えたのですが、フロートバランの場合にはコモンモードチョークと違って電圧がかかり発熱するなどの問題が発生するので、できれば使いたくないと思っていました。
当局は定格出力50W ですし、さいわい隣家とは少し距離もあるので、Qマッチのみでもインターフェアの可能性は少ないと思いました。
《 追記 》 1/4λのケーブルを作る方法を考えてみる
まず、NanoVNAで何ができるかを再確認します。
NanoVNAで表示できるもの（ユーザーガイドより）
◎ LOGMAG: 測定値の絶対値の対数
◎ PHASE: -180°から+180°の範囲での位相
◎ DELAY: 遅延
◎ SMITH: スミスチャート
◎ SWR: Standing Wave Ratio
◎ POLAR: 極座標形式
◎ LINEAR: 測定値の絶対値
◎ REAL: 測定値の実数
◎ IMAG: 測定値の虚数
◎ RESISTANCE: 測定値のインピーダンスのうち、レジスタンス成分
◎ REACTANCE: 測定値のインピーダンスのうち、リアクタンス成分
私が今のところアンテナ調整で使っているのはスミスチャートとSWRのグラフだけです。
表示できるものの中で測定値といっているは何なのでしょう？ 「測定値の絶対値の対数」という表現があるので、測定値はＳ11とＳ21のことでしょうか。測定値の絶対値の対数は損失ということでしょうかね。この種の測定器の知識がない私にはむずかしいです。
ケーブルを作るにはインピーダンスが測定できればＯＫですから、スミスチャートやインピーダンスの成分の周波数特性でわかります。
ほかにTDR（time domain reflectometry：時間領域反射率測定）を使う方法もあるようですが、どれを使っても同じ結果になるはずです。
実は、50Ωで正規化されたスミスチャートの上で75Ωの同軸ケーブルはどんな軌跡を描くのだろうと考えていたら頭が痛くなりました。この件についての私の結論は、当たり前のことですが「75Ωの同軸ケーブルを考える時は75Ωで正規化されたスミスチャートで考る」でした。
ちなみに、50Ω同軸ケーブル側から見た75Ω同軸ケーブルとの接続点でのインピーダンスは次の式で得られます。
この場合のＺ₀は75Ωです。Ｚrは75Ω同軸ケーブルの先に接続しているアンテナとかです。
この式から
ℓ＝1/2λでは Ｚin＝Ｚr
ℓ＝1/4λでは Ｚin＝Ｚ₀²/Ｚr
1/4λのケーブルを作るには、まずケーブルの波長短縮率を求めます。実際には規格表のデータを確認するという作業です。
そうこう考えていくと、NanoVNAで測定するためには75Ω同軸ケーブルにコネクターを付ける必要がありますから、結局実際に使うときの75Ωの同軸と50Ωの同軸の接続も、MP型コネクタ同士を中継コネクタで接続するのが無難に思えます。せっかく付けたコネクタを外すとケーブルの長さが変わってしまうので、測定に使ったコネクタをそのまま使った方が間違いがありません。
アンテナを作るかどうかは別にしても、1/4λのケーブルを作ってみたくなりました。
《 追記 》 共振周波数をいくつにするか？
50MHzバンドといってもバンド幅が広いので、実際のところ、どこに共振周波数を合わせるかを決める必要があります。
今考えているのは50.3MHzです。
ネット上で参考になる資料はZONE25のものでした。それを基にしたのが以下の運用状況です。
★ 50MHz帯の運用状況 ★（ZONE25の資料を参考にしました）
◎50MHz帯で最も多く使用されている電波型式がSSBです。
◎SSBによる国内交信では主に50.150～50.300MHzが使われています。
◎コンディションによっては、外国の信号も強く聞こえてきます。これが50MHz帯の特徴で、特に50.100～50.150MHz付近は外国局との交信に使用するのが国際的な慣例になっています。（50.100～50.150MHzは海外との交信用に開けておく）
◎CWの運用は「CW」（または全電波型式）の区分内で運用します。特にコンテストが開催される時には、50.250～50.300MHzに多くの局がオンエアしています。
◎50MHz帯では他のバンドではほとんど聞かれなくなったAMモードによる交信も行われています。50.500MHz以上をワッチしてみてください。
◎51.000MHzはFMによる呼び出し周波数となっています。FMによる交信は51MHz以上で行われていますが、144/430MHzと比べると運用している局が少ないようです。
ネットにあったほかの情報もほぼ同様の内容でした。
以上のことから、私が使うのも結局50.100～50.300MHzになるだろうと思います。とはいえなんとなく50.200MHzというわけにもいかない感じがして･･･とりあえず50.300MHzで共振させようかと、今は考えています。
アンテナのバンド幅は今回いちおうシミュレーションしましたが、Qマッチにも周波数特性があるわけで、アンテナの周波数特性とQマッチの周波数特性を合わせた場合のバンド幅がどうなるのか、いまいちはっきりしません。
Qマッチの周波数に対するSWRの変化について、「アンテナ・ハンドブック」にグラフがあったので貼っておきます。
アンテナ・ハンドブック（CQ出版 P334) より
今回の場合、ZA/Z0＝2.25ですから、Qマッチについては設計周波数の±10％くらいまでなら使えそうな感じはします。逆にそのくらいの余裕がないと、Qマッチの部分の加工が難しくなりそうに思います。
現在の状況（宇宙天気ニュースより）
宇宙天気ニュースには『WDC-SILSOより、4月の黒点相対数は 84.1 と発表されました』とありました。
このグラフはよく見かけますが、この縦軸は「黒点相対数」です。
ところがはずかしながら私は、なんとなくずっと「黒点数」だと思っていました。
ということで、黒点相対数についてコピペしてみました。
《 黒点相対数 理科年表オフィシャルサイトより 》
黒点数の数値化には伝統的に黒点相対数を用いている。これは、チューリッヒ天文台長ヴォルフによって 1849 年に考案されたもので、 R = k ( 10 g + f ) で表される。ここで、g はチューリッヒ分類法（ 理科年表 2008 年、天 24 参照）により分けられた黒点群の数、f は見える黒点の総数、 k は異なる観測者間の補正係数で、ヴォルフの観測 （口径 7.5 cm、倍率 64 倍の眼視観測）を k = 1 とするものである。ヴォルフは当初黒点の総面積を指標として考えたが、黒点面積の正確な測定は難しいため、簡便な代用としたものである。この定義は物理的な根拠から生まれたものではないが、黒点群に大きな重みを付けた点、活動現象の頻度との関連を暗示させるものがあり、先見の明があったと言えよう。実際、黒点やプラージュの総面積、太陽電波の強弱ともよく比例することから、黒点相対数は太陽活動の良い目安として広く用いられている。（中略）
ヴォルフの提唱により黒点相対数の国際共同観測は 1855 年から始まり現在に至っている。現在、黒点相対数の集計はチューリッヒ天文台を離れ、ベルギー王立天文台で行われている。
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NOAA/SWPCが発表した2022.05.09の黒点の情報
黒点の群の数と黒点数は、一日の内でも刻々変化していくし、観測者によって微妙に数が違ったりするはずなので、発表した組織を明記する必要があります。そして最終的な公式のデータとしてはWDC-SILSOから発表されたものが使われているということです。
たとえば上の表のデータから、5月9日の黒点相対数を計算してみると、仮に補正係数k＝１として
黒点相対数R＝1×(10×５+1+22+3+10+3)=89
ということでしょうか？ 雰囲気はこんな感じですが･･･これで正しいかどうかはわかりません。
２年ほど前にシミュレーションしたモクソンアンテナを作るつもりで取り掛かったのですが･･･
モクソンアンテナ（21MHz）のシミュレーション 2020-05-21
ほぼ完成して、調整段階になって、モクソンアンテナの設計当初の長さとはエレメントの長さがだいぶん違ってしまいました。
今回私はモクソンアンテナへの給電を強制バランで行ったのですが、それが影響している可能性はあります。しかし、強制バランが無難な感じはします。
アンテナの写真を見るとわかるように、形状がかなりたわんでいるので、それが影響していることも考えられます。
ということで、「モクソン風」とか「モクソンもどき」と呼んでおきます。
しかし、モクソンアンテナとは違うからダメというわけでもないでしょうから、しばらく使ってみて、判断したいと思います。
とりあえず交信可能なことは宮古島との交信で確認しました。
今後21MHzバンドがさらに開けてきたら、たくさんデータが取れると思います。
《 追記 》
◎ 2022年4月18日 フィリピンと５５・５５で交信できました。当局は群馬県で50Wでした。ダイポールと比較して少しは良いようです。期待が持てそうです。
◎ 2022年4月30日 ハイバンドのコンディションが上がってきたので、このアンテナを使った交信も増えていますが、問題なく使えています。
コンディションの影響の方がアンテナのゲインの違いより大きいですが、それでも当局のダイポールアンテナと比較すれば、南や西からの電波の場合このアンテナの方が少しだけ良さそうです。この違いは距離が遠くなるほどはっきり表れるようです。ただし、数は少ないですがダイポールアンテナの方が良いというレポートもありました。これは打ち上げ角と反射する電離層の高さの関係によるものかもしれません。
（注） 当局のダイポールアンテナは、ひとつのバランに7MHzのエレメントと21MHzのエレメントを付けたものなので、普通の単独のエレメントのダイポールアンテナとは放射パターンが異なるようです。
W-735に21MHz用のエレメントを追加 2020-06-30
このダイポールアンテナのエレメントは北西⇔南東に張ってあり、2エレ八木のビーム方向は南南西に固定なので、これからも両方を使い分けることになります。
《 追記 2022/05/31 》 コンディションが上がってきたので、21MHzバンドは活気づいています。
コンディションが良ければ、この2エレのアンテナで、ビーム方向とは反対側の北海道や東北の局とも50WSSBで普通に59・59で交信できています。そういう意味では使いやすいアンテナと言えるかもしれません？？
製作したアンテナ
たわんでいるのは、素材の剛性不足の影響です。
風が吹くとふわふわします。
安定させるために上部から６本のロープで吊ってあります。
今回製作したアンテナの実際のおよその寸法
このデータでシミュレーションしても、共振点が大きくずれています。
現物では、給電部にバラン（BU-50A 第一電波工業製）を使った状態で、21.250MHzで共振しました。
現物のスミスチャートとSWRのグラフ
地上高9.5ｍくらいに設置しました。
SWRはきれいに下がりました。SWRの縦軸はひと目盛0.2です。横軸の目盛りはひと目盛200KHzですから、使うのはふた目盛のスパンです。
給電点の地上高によりインピーダンスが変わるので、調整の時の測定はアンテナを実際に使用する高さに上げて行うことをおすすめします。しかし、この上げたり下げたりの作業が大変でした。
《 使用した主な材料 》
◎ バラン（BU-50A）
今回は21MHzですが、もしかすると将来1.9MHzに使うかもしれないなどと考えまして、これにしました。
◎ 塩ビパイプ VP-20
ブームなどに使いました。
加工しやすく安価な水道用パイプです。実際に使ってみると剛性がありません。
日が当たって温まると、温まった側が伸びて曲がります。
プラスチックですからあまりきつく締め付けられませんので、ブームが回転してしまいます。
変形や回転の対策として、今回は上部から6本のロープで吊ってあります。
◎ ダンポール 8mm径（2.7m）および5.5mm径（2.1ｍ）
ダンポール（8mm径）の説明書き
エレメントの銅線を沿わせるフレームとして使いました。
ダンポールは農業用資材としてホームセンターで扱っています。本来の用途はビニールトンネルの骨組みです。これも安価なものです。材質はガラス繊維とPE（樹脂）です。屋外で使うものですから耐候性もそれなりにあると思います。ただし長期に屋外で使うと表面の樹脂層がはがれてくると思います。
これも剛性はあまりありませんが復元性は強いです。切断しないでそのまま使います。
5.5mm径のものは多くのホームセンターに置いてあります。8mm径のものはコメリの通販で手に入ります。
◎ ステンレス針金 0.9mm径
ダンポールを塩ビパイプに固定したり、ダンポール同士を固定するのに使いました。
太さは0.9mmくらいが使いやすいと思います。
同じ太さの銅線を持っていたので試してみましたが強度不足でした。ステンレスは強いです。
8mm径のダンポールに針金を取り付ける
ダンポールの表面の樹脂は少し柔らかいので、針金を締め付けると位置が決まります。
塩ビパイプへの取り付けは、塩ビパイプに穴をあけて、その穴に針金を通しました。
なお、ステンレス針金の端部はナイフの刃のように切れますから、取り扱いには十分な注意が必要です。
◎ 銅線 単線 2.0mm径
VVFケーブル（２芯）を裂いて使いました。ダンポールに沿わせて使うのでより線よりも単線の方が形状を保ちやすいと考えました。
アンテナに使った材料は、この程度です。
なお、マストとブームの固定には直交用の単管クランプ（商品名：パイプくめーる）を使いましたが、もっとしっかり固定するなら適当なアンテナ取付金具を使うと良いと思います。
2エレですから、そのゲインはダイポールアンテナと比べてプラス（3dB＋α）くらいのものなのだろうと思います。これはリグのメータにするとひと目盛くらいのはずですから、苦労したわりにあまりメリットを感じられないかもしれません。
だからと言って3エレではブームが長くなり本格的になります。ブームが長くなると塩ビパイプでは無理だと思います。
当初からある程度予想していたことではありますが、全体に強度不足が気になりました。台風が来る時には早めに下した方が良さそうです。
作ってみて初めて気づくこと・わかることがたくさんあったので、実際に作ると勉強になります。