シャックから見える西の空・・・夕焼けが終わりそうです

久しぶりに飛行機雲が見えました。

 

短い飛行機雲です

 

 

北西の方角ですから九州へ向かうのでしょうか

 

 

 

 

 

拡大してみました

二本に分かれています

 

 

 

続いて、中波帯(475K)の小笠原村父島での交信記録です。

交信時間、RST等を省略しています。

 

JA1BVA/JD1の交信記録

 

 

136Kでは、JA7NIさんとの2XCW交信は出来ませんでしたが、

475Kでは計4回、交信出来ました。

 

 

 

中波帯(475K)のJA~JD1間の最初の交信は、

JD1BLYさんによって行われています。

      ① JT9モードで、2 MAY 2018  JA0HXVさんとの交信

      ② CWモードで、15 FEB 2019  JR1IZMさんとの交信

         この交信の半月後に、JD1AHCがJA局との初交信に成功しました

 

 

 

同一アンテナで両バンドを送信すると、アンテナの効率が大きく異なります。

475Kの効率は、136Kの場合の約12倍と計算されます。

この違いは「巨大」です。

475K帯でのEIRPの1W以下は、それほど難しくありませんが、

136Kでは、アンテナの効率が1/12となるため困難性が高くなります。

 

 

 

JA7NIさんのQSLと自作送信機の写真です

 

 

 

父島の運用場所は、民宿の土地にアンテナが自由自在ですが、

草刈りが年末だけとなっているので、夏季から年末前の運用では草刈りが必要です。

年末になると雑草が腰まで成長しているので、特に、ラジアルの展開が大変です。

年明けの運用では、草刈りが終わっているので、アンテナ作業は楽勝です。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

小笠原(父島)での136K帯の交信記録をまとめました。

同一局との複数回の交信がありますが、交信時間等は省略です。

長波帯(136K)での

JA~JD1間の最初の交信は、JA1CNMさんとの交信です。

 

また、交信距離では、JA7NIさんとの交信が最遠です。

この日のJA7NIさんのCW波は、父島で完全コピー出来ましたが

父島からのCW波が届かなかったので、

止む無くDFCWのモードで電鍵送信した交信です。

 

参考:DFCWモードとは、dual frequency CWの略で

中心周波数をダッシュ(長点)で+0.25Hz変化させ、

ドット(短点)でー0.25Hzとして、送信します。

相手局ではパソコンのディスプレイ上で受信します。

 

この表以降も昨年まで、136K帯を運用していますが、交信はゼロです。

来年2月には、この表に複数の交信を追加したいと思います。

JA7NIさんとの2×CW交信を最大の目標としています。

 

来年2月の父島運用に向け、

自作や実験を終了し、運用リグの動作点検、必要な調整を行います。

まずは、受信コンバータです。

 

 

 

 

親受信機K2の上に、長中波帯受信コンバータです。

緑のツマミが136K用、赤が475K用のボリウム。

写真では、136.52kHzを受信しています。

最上位の「7」は読み捨てます

 

 

 

472.51kHzを受信しています。

最上位の「7」を読み捨て、次の「1」を「4」に読み替えます。

 

 

 

 

内部上面

右方が136Kのユニット(BPF,OSC,SBM)、左方が475Kです。

中央のスイッチで切り替えます。

 

 

 

 

 

136K用のBPF回路図です。

基本は、LC共振回路の4段ですが、

確実な調整と動作の安定を考え、バッファーを挟んでいます。

本回路は、

CQ誌2011年9月号のJF1DMQ山村さんの記事を参考にしました。

この回路で使用しているコイルは、

故JH1FCZ大久保さんのFCZ研究所から入手した純正品です。

本機の4個+2個(在庫)の計6個が

使用可能な大久保さんの「遺産」です。

 

現在の製品では、サトー電気の「FCZ136」が良好です。

 

 

 

 

 

475K用のBPFです

コイルは、サトー電気で扱っている455IFTを使っています。

初段のL1と3段目のL3には、455IFT(黒)を使います(必須)。

L2とL4には、同(黄)を使っていますが、(黒)(白)も使えます。

コイルの一次側の巻き数は、(黒)が37回、(黄)と(白)が7回です。

一次側の巻き数の小さい(黄)(白)をL1,L3に使うと、

利得が小さくなります。

 

 

純正のFCZ455を使ってみましたが、

一次側の巻き数N=4が非常に小さいため、L1とL3に使えません。

L2とL4には使える結果でした。

 

 

 

 

発振回路(OSC)と単一平衡型変調回路(SBM)です。

キャリヤーNULL回路で、親受信機へ出力する不要信号・・・

キャリヤー信号(局部発振周波数)を抑えています。

 

 

 

回路図は136も475も同じですが、

水晶発振周波数と調整コンデンサーの値が異なります。

 

 

 

 

周波数特性の確認

136K帯

空間雑音を受信して、

ー1.5kHz、+3kHzになると、静かになります。

 

 

475K帯

 

各バンドとも、CW信号が出ていないので、耳での生受信が出来ません。

机上で発振器を電鍵操作して、受信動作を確認しています。

各バンドの定常雑音は受信出来ます。

137.7付近と475.7付近には、

夜間、デジタル波と思われる連続信号が耳受信出来ます。

 

 

JD1直前には、各バンドでアクティヴな方に運用日程を連絡して、

より多くのCW交信を成功させたいと思います。

 

 

朝から曇り 風が無いのでウオーキング開始

 

 

 

 

11月も半分

相変わらずブラシの木が赤いです

真夏と同じ雰囲気です

 

 

 

 

電線にハト

上空に自衛隊のヘリ

 

 

 

 

 

 

赤い花かと思ったら、葉が赤く変化しています。

 

 

 

 

 

工事現場

このぐらいの136Kの垂直アンテナを立てたいです

15mくらいでしょうか。

 

 

 

 

 

カラスが柿をついばんでいます。

自分と家族の命

 

 

 

 

 

タネは苦手のようです

 

 

 

 

 

曇りでしたが、おだやかな一日でした。

 

2時間 10536歩

水平エレメントに延長コイルを追加する案を

等価回路で確認します。

まずは、LとCを各2個使っているので、

共振周波数がどうなるのか、複数になるの?か。

 

 

 

 

全体の回路図。

各エレメントには、電線本来の静電容量があるので、

これを計算に含めます。CHとCVです。

 

 

 

 

コイルと静電容量で構成した等価回路

L1とCHが直列共振回路を作り、

これがCVと並列になってL2と直列共振回路を構成しています。

CHとCVの値は、一般的な係数で計算しています。

CH、CVは、環境の静電容量が加算されてより大きな値になります。

それを想定して、手持ち品を使います。

CH=325pFには470pFを

CV=60pFには、(50+20=)70pFを使用しました。

いままでの運用で、全体のCH+CVは480~550pFでした。

時期により変動・・・夏は増大、冬は減少します。

 

 

 

 

 

手元にあるコンデンサーでCVとCHを構成し、

疑似回路を作り、共振を確認します。

 

      結果は・・・

   ① 回路の共振周波数は、137.4kHzで1個のみ。

   ② 共振時のL2=1826μH・・・計算値のー8.2%             

   ③ コンデンサーの実測・・・(70+470)→537pF

   ④ 実測値のL(1826+703μH)とC(537pF)の

     共振周波数(計算)は136.6kHzで、実測値のー0.6% 

     以上により、本回路の共振周波数は1個で、合計したLとCの値で

          その値を計算できる事が分かった。

          すなわち、LとCを2個ずつ使った回路であるが、当初の

          アンテナ構成(一個のL、一個のC)と等価となる。

   ⑤ 共振時のコイル(L1+L2)の損失抵抗=12Ω

     この値は、昨年11月時の値(11Ω)とほぼ同じ。

   という結果で、水平エレメントに延長コイルという方式は、

   実用出来る可能性があるので、来年2月の父島運用で

      やってみよう!!  ということとしました。

 

   ただし、条件があります。

① 交信相手がいるかどうか。受信だけでも挑戦してくれる局があるかどうか。

  現状、136K帯での交信報告は、ネット上に見当たりません。  

② 今回の結果を使うと、EIRP=494mW×2.8=1383.2mWになり、

  規定値をオーバーするので、送信機出力を低減しなければならない。

  ②は容易ですが、①は運を天にまかせるしか、ということです。

  事前に136K帯を運用している方に連絡を取りたいと思います。

 

 

 

 

 以下、測定風景

L1とL2の磁束交差が起きないように配置しています。

 

 

 

XR-2206を使用したCR発振器

発振範囲:73~1090kHz

 

 

 

 

インピーダンス(Z)計

長中波帯の必需品です。

このZ計により、

EIRPの計算に必要なアンテナ全体の入力抵抗RINを測定します。

延長コイルの損失抵抗も測定出来ます。

 

 

 

 

 

デジタルテスターで周波数を測定しています。

1MHzまで測定可能なので、長中波帯に重宝しています。

テスターは移動運用の必需品ですが、

このおかげで、他の(高価な)周波数計を持参しなくて済みます。

 

 

 

 

コンデンサー

マイカ(茶)と高圧セラミック(黄)ですが、

ここに積層を使うと、なぜか回路の損失抵抗が

 大きくなって現れるので、積層は使いません。(原因不明)

 

 

 

残りの確認作業は、

L1(708μH)の水平エレメントへの取り付け方法です。

475Kの運用時には取り外せるようにします。

空中に置くので、コイルの防水も必要。

 

 

 

 

長中波帯の免許では、

等価等方放射電力(EIRP)が1W以下に規定されています。

昨年11月の父島の運用では、136K帯でEIRP=494mWでした。

これを1Wに近づけるには、次の3点が考えられます。

            ① 送信電力の増大

            ② アンテナの巨大化・・・特に垂直高

            ③ 接地抵抗(ラジアル抵抗)の低減

      この内、①は、規定の最大値200Wで運用しているので、増力不可。

          ②は、現地の環境では難しい。

                         例えば、垂直高を2倍にするとEIRPは4倍に

             なりますが、現状ではほとんど不可能。  

          ③が、最も実現可能な要素で、次回の父島運用では、

             ラジアル抵抗の低減を目標にしています。

             (現在の23Ωを半分に)

 

こういう状況の中、現状のアンテナでの改善が出来ないか、

考えていました。

一つのアイディアが浮かびました。

それは、水平エレメントに延長コイルを挿入する、という方法です。

現在は、垂直エレメントと送信機の間に延長コイルを使っていますが、

この延長コイルを水平エレメントにも使うと、

EIRPの増大の可能性があるのではないか・・・。

以下に、書き込みます。

 

 

なお、EIRPは、計算で求めるだけで、測定器は存在しません。

総通への免許(変更)申請の場合には、

所定の計算によって1W以下であることを記載しています。

 

 

 

父島で現用のアンテナから紹介します。

10m長の釣り竿(グラスファイバー製)を使って展開しています。

垂直エレメントが無線シャック内に入り、

アンテナエレメントの静電容量と延長コイルを

136K帯に共振させています。

共振した時のアンテナ入力抵抗RIN=34Ωで、

これを50Ωに整合(ステップアップ)して送信機に接続しています。

 

 

 

 

 

現用の延長コイル

2個のコイルを結合して2700μHを得ています。

タップで調整しています。

このコイルは、直径22cmの塩ビ管にリッツ線を巻いています。

紙を巻いて、線材を保護しています。

この他にL2(2800μH)がありますが、

アンテナが短い場合に併用します。

 

 

 

 

 

まず初めに、現用の延長コイルの効果を確認しました。

現用のエレメントの全長は65+10=75mなので、

あと475m長ければ、136K帯1/4λの550mとなります。

よって、2700μHの延長コイルの働きで475mの延長が行われ、

電気的に全長550mとなって、送信機に整合していると考えました。

延長率という聞いたことのない言葉が浮かびました。

1μHにつき17.6cmの(電気的な)延長が行われます。

 

 

 

 

 

次に、エレメントと電波放射の関係は、

    ① 水平エレメントからは電波放射しない。コンデンサーCとして働く。

    ② 電波の放射は垂直エレメントから。

という事から、垂直エレメント10m部分の放射を考えます。

全体が1/4λなので、正弦波の1/4を描くべきですが、

三角形で代替し、直線としました。

この三角形について、10m部分の面積S1が

放射エネルギーに相当する、と考えます。

10m部分の面積S1の大きさは、1.27ですが、単位は考えません。

大きなのみを意識します。

 

 

 

 

本題に近づきます。

浮かんだアイディアは、

水平エレメントにも延長コイルを使ったらどうなるか?

です。

水平エレメントが(電気的に)延長されると、

前図のS1が右方向へ押しやられ、面積が増大する。

これにより放射エレルギーが増大するのではないか? と。

水平エレメントの延長コイルをL1とし、

   垂直エレメントの延長コイルをL2として、解析してみます。

 

具体的に計算するため、L1用のコイルを製作しました。

垂直エレメントの上方に置くので、小型・軽量、防水などの条件が必要ですが、

708μHのコイルとなりました。

 

水平エレメントの延長コイル L1

 

 

 

 

先述の延長率を使うと、このL1による延長の長さは125mとなります。

当初、S1は水平エレメント先端から65mの位置にありましたが、

L1の延長作用によって、

125mだけ送信機方向に移動し、下図のS2になります。

S2は、S1より大きいです。

 

 

 

 

S2を計算し、S1と比較しました。

水平エレメントに延長コイルを置き、

垂直エレメントの延長コイルと共用すると、

垂直エレメント上のエネルギー面積が大きくなることが示されました。

 

 

 

 

実際のアンテナのイメージは下図7です。

垂直部の釣り竿(10m)の頂部にL1を置き、

L1から垂直エレメントを下ろして室内へ入り、

L2を経由して送信機という接続になります。

L2の所要インダクタンスを第2図の延長率を用いて計算します。

350mの延長となるには、L2=1989μHが必要となりますが、

これはシャック内でSWR=1.0になるように(微)調整します。

 

 

 

 

垂直部の釣り竿  2022.11

釣り竿2本を束ねて強くしています。

11月なので、木々の葉が多いです。

これらはEIRPを吸収する一因ですが、2月になれば見通しが良くなります。

地面も見えて来ます。

 

 

 

 

どうなるか、まずは、やってみよう !!ですが、

L1もL2もアンテナエレメントの静電容量Cとの間で、

136K帯に共振する必要があるので、これを机上で確認します。

Lが1個、Cが1個の共振回路は何度もやっていますが、

C-L-C-L はやったことはありません。

 

 

 

 

JD1AHC(父島)での過去10年間の

空中線系のデータ(長波帯)をまとめました。

 

 

2018年以降は、交信ゼロです

 

 

 

説    明

    ① 2019年まで、10t給水車のタンク部分を埋設したものを

      接地体として使いましたが、年ごとに抵抗値が上昇したので、

      2020年からラジアル線に変更しています。       

    ② 今後は、EIRPの増大(現状(2021,2022年)の約2倍)を目標に、

      特にラジアル抵抗の低減を目指します。 

    ③ このため、ラジアル線の総延長が2021,2022年の総延長を

      超えるように、計画しています。

      現在、30m×55本を確保しました。総延長 1650m。

 

 

       追 記

     中波帯(475K帯)では、同じ空中線とラジアル線を使用しています。

     送信機は100W機を低減して23Wで送信し、EIRP=0.99W

     という計算結果で運用しています。EIRPが制限値一杯なので、これ以上、

     アンテナや接地を改善する必要がありません。少しでも改善すると、

     EIRPが1Wを超えてしまいます。最大のEIRPで電波が飛ばなければ、

     相手局に届かないなら、もう出来る事はありません。

     電離層のご機嫌次第です。

    

良い天気です

11月最初のウオーキング

 

 

 

自然が描いた・・・

 

 

ビックリマーク?

 

 

漫画のキャラ

 

 

 に見えますが

 

 

 

 

今日の休憩場所  荒川河川敷

正面の富士山は見えませんでした

 

 

 

10時に出発して、ちょうど1時間 

過日、息子がこれを見て、

「まだ、こんなの使ってるの」と驚いていた。

最近は、スマホで、歩数、距離、使ったエネルギーまで分かるらしい。

スマホ必要なし、これで十分。

 

 

 

 

荒川の向こうにヘリポートがあるようです。

赤いヘリがホバリングしていました。

 

 

 

 

御成橋を赤いトラックが走っています

ほぼ11時に飲料メーカのトラックです。

この方向、赤城の山も見えませんでした。

 

 

 

 

廃屋   去年の夏には、屋根が全部、あったような

 

 

 

 

 

今年5回目の開花が続いています。

金宝樹  ブラシの木

 

 

 

 

 

のんびりウオーキング

2時間 10737歩

穏やかな日です

 

 

久しぶりに北本市の桜公園へ

 

 

 

コブクザクラが咲いていました

 

 

 

 

春のような秋です

 

 

 

 

子福桜 

「秋から春にかけて2度開花します」と書いてあります

 

 

 

 

 

ウオーキングコースにあった電話BOX

これは先月20日

 

 

 

 

遂に、お役御免です。

この地に越してきて20何年。

この電話BOXで電話している人と見たことがありません。

 

 

 

公園でゆっくり

 

1時間50分  10543歩