黒点相対数

　　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。

 

モクソン風 21MHz 2エレ八木アンテナの試作

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。



 

W735に追加した21MHzダイポールアンテナの現状

昨年W735に追加して設置した21MHz用のアンテナについての記事は、2020年6月にあります。



　中央のバランから斜め上に延びているのが、もともとのW735のワイヤー。斜め下に延びているのが21MHz用のワイヤー。

これのSWRがあまりよくありません。
VNAで測定した結果が次の画像です。



長さ35ｍの同軸ケーブルのリグ側で測っています。
ケーブルの影響がよく分からないので、このデータだけでは、状況はよく分かりません。

それでもとりあえず推測してみます。
以前測ったこのケーブルの共振周波数は3.56MHｚ（2020年1月の記事）でした。この測定データが正しいと仮定すれば、このケーブルは21.36MHzでちょうど３λになります･･･ただしディップメータで測ったものなので精度がイマイチです。それに、周波数によって短縮率が変化するのかどうかも気になります。これらについても機会があったら調べた方がよさそうです。NanoVNAをを使えば測定可能です。

測定前には、インピーダンスの抵抗分が低くなっているのではないかと想像していたのですが、このスミスチャートを見ると逆でした。
21.376MHz　で　78.0Ω　　384pF（-ｊ19.4Ω）
使用ケーブルが実際に何波長なのかがわかりませんので、この数字は仮の数字です。スミスチャートの中心を中心とした円の上のどこかという事です。
このケーブルの21MHzでのロスは0.95dBくらいです（2019年12月の記事参照）

この21MHzのアンテナについては現在リグ内蔵のアンテナチューナーを使っているので実用的に問題はないのですが、あまり良い状態ではありません。

アンテナのインピーダンスの抵抗分が本当に高いのであれば、それは、給電点の地上高がちょうど入力インピーダンスの高い位置になっていることによる可能性があるので、給電点をもう少し高く上げて入力インピーダンスが低くなる高さ（0.6λ＝8.5m）にすれば改善するかもしれません。（2020年1月19日の記事のグラフ参照）
いちばん上の写真ではバランが宙ぶらりんですが、ポールを立ててバランをプラス1.5ｍくらい持ち上げる感じです。ちょうど手頃なポールを持っているので出来ないこともありません。
VNAの画像を見る限りでは、共振点がずれているというよりは抵抗分が高いという感じなんですよね･･･

でなければ、現状をもっとはっきりさせるために、一度同軸ケーブルをバランからはずして、ケーブルの先端でVNAを校正してから測定すればＯＫです。それの方が無駄がなさそうですね。
ただし、NanoVNAに付けた35ｍの同軸ケーブルの先端で校正して、測定に悪影響が出ないか･･･よく分かりませんが、たぶん大丈夫でしょう。
こんな便利な測定器が安価で手に入るようになるなんて、3年前は想像もしていませんでした。アンテナ調整についての劇的な変化です。
なお、せっかくそこまでするのなら、バランなしのダイポールアンテナの状態にして測定した方がアンテナの特性はよりはっきりしそうです。
涼しくなったら挑戦してみますか。21MHzの季節は終わってしまいますけどね。