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飛ぶ 160mバンド(1.8/1.9MHz)スローパーアンテナの秘訣!
スローパーアンテナ 架設の要点を分かりやすく文章改訂 Ver.5.2 '24/11/05
SLPマジか? 戯言か? 部分変更 Ver.5.1 '19/12/12
5代目スローパー Ver.5.0 '19/01/10
スローパーアンテナ 考察<マジか? 戯言か?> Ver.4.3 '19/01/05
アース棒1〜6本打ち込み Ver.4.2 '18/11/08
アース強化 Ver.4.1 '18/02/03
4代目スローパー Ver.4.0 '17/01/20
3代目スローパー Ver.3.0 '16/10/22
Ver.2.1 '16/09/22
失敗作 2代目スローパー Ver.2.0 '16/07/17
初代スローパーはここ
JA3OOK 中村 利和
160mバンド スローパーアンテナ 5代目 2019/01記
4代目スローパー(SLP)は飛びと耳のバランスが良く気に入っていましたが、弱点はSWRが
1.8〜1.9に上がっていて、いくら調整しても下がらないこと。
どうもアースを強化するほど悪くなってきているように感じる。エレメント長さや位置を工夫
しても良くならないので思い切って、架設し直しました。
架設の要点 '24/11/05
友人と160mバンドスローパーについてデスカッションし、友人がスローパーを上げました。
SWR調整結果も試験的QSOの結果も良好なので再現性が高いと推測し、
本「架設の要点」を分かりやすい文章に改訂しました。 '24/11/05
・タワートップで給電する。 つまり
同軸ケーブル芯線を空中エレメントに接続。
外被をタワートップのボルトにナットで接続。
同軸ケーブルは鉄塔に沿って下へ下ろす。
・空中エレメントについて
長さ 約36m。
(試行錯誤してカットしたり足したりしているので、推定の長さ)
特に給電部からの水平部分(実際は斜めですが)をなるべく高く長くを維持する。
敷地の狭さからエレメントを途中で曲げざるを得ないが、直角より狭くならないように曲げ、
Uターンになる場合はエレメント同士をなるべく遠ざける。
中央および先に行くほど低くせざるを得ないがなるべく高く維持。(保安基準も守ること)
・アースエレメントについて
アース棒を複数、タワーから2m〜8mくらい離して相互にも離して地中に打ち込み、
それぞれを銅線でタワー基部のボルトにナットで接続。
アースエレメントの本数をなるべく多くし、それぞれをタワー基部のボルトにナットで接続する。
アースエレメントの長さは 1/4波長−給電点高 を原則とする。
アースエレメントの途中にアース棒を打ち込み接続するのも良い方法。
アースエレメントやアース棒はタワーを中心になるべく放射状の位置に引く。
・調整方法
基本方針として、飛びをよくするためには空中エレメントをなるべく高く保持することを念頭に置くこと。
SWR計で調整する。
空中エレメントの長さや引き回し位置や高さを試行錯誤する。
アースエレメントの位置、長さ、アース棒の位置も影響する。
試行錯誤の最初は 空中エレメントの長さを1.84メガの1/4波長から始めるのが良いとの
説が多いが、調整によりだいぶ短くカットすることになる。
・保安アースについて
感電防止目的であるリグやリニアの保安アースは上記のアンテナタワー基部のアースとは別に作成してください。
地面に浅く短く銅線を埋める程度でOK(接地抵抗は高くても良い)。
(保安アースとタワー基部につながるアースまたはアースエレメントとは接続してはいけません)
・参考 私の場合
地上高15mの三角タワー CD社 KT15C。その上に
20/15mバンド4エレ八木 CD 214C
10mバンド4エレ八木 CD CY104 → 後に6mバンド6エレ八木 CD CL6DXに入れ替えたが
本スローパーへの影響は感じなかった。
タワー自体のアースとして、基礎穴2mの底にアース棒0.7mを3本打ち込み、
三角タワー縦鉄骨3本それぞれに接続してある(基礎工事の一環)。
アースエレメントの本数は
フルサイズ(約25.8m) 3本。
25.8mの理由は 1.84メガの1/4波長 − 給電点の地上高
=40.76m − 私のタワーの高さ15m
タワートップのボルトナットに同軸外被を接続している。
もしタワーへの接続位置がトップでなければ、
接続位置からタワー基部までの長さを40.76mから引き算する。
アース棒と接続している短めのアース線 4本。
アース棒は長さ1m 6本。
空中エレメントの線材は サガ電子 AW-3.5
サガのこの線は太くて機械的に強いので湿った雪の着雪による断線が無かった点でFB。
電気的性能面では細くても良いのかも。
空中エレメントの支えにグラスファイバーポール(釣り竿など)を活用。
アースエレメントの線材 裸軟銅線 1.2φ 一部にエアコン用の銅パイプを使用
地中に埋められる所は浅く埋め、埋められないところは地上を這わせる。
40mバンドSLP、30mバンドDP、17mバンドDPは160mスローパーと共存できるように
それぞれのエレメント位置を工夫する。
(20/15mバンド4エレ八木、10mバンド4エレ八木は元々上がっている)
目標周波数を1.900くらい (FT8が流行り出してからは1.840を目標)として空中エレメントの
高さと長さと位置の調整を繰り返し、 SWRが1.6まで下がりました。 あとはリニア内蔵のATUで自動調整。
地上高(北から南方向と先端部分)を低くするとSWRが上がります。地上高をなるべく高くしたい目標と
反せず良かったです。
30mバンドDPからは影響を受け、SWR0.2くらいは悪化するようですが我慢です。
5代目スローパーとアースの見取り図 5代目スローパー MMANAによる放射パターン図
5代目スローパーの成果(割と遠い所、難しいところ)は、
黒字:FT8 赤字:CW 出力:700W〜1kW
2019/01/09現在
Getできたところ F4GTB、F6BPZ、IT9GSF、F5IN、LA3WAA、XE2K、CT3MD、CT1EEB、CT1APE
受信できたところ HK3W(開けた時間が短くて残念)、TY2AC、ZS1LS
2019/01/20現在
Getできたところ KV4FZ、D41CV、UA2FZ、VU2BGS
受信できたところ HK3PJ(開けた時間が短くて残念)
2019/02/21現在
Getできたところ FO5QB、LU5VV(17,597km 初の南米)、PY2XB(18,717km)、V84SAA、IS0FWY、CT7ANG
受信できたところ C6AGU、PJ4P、ZP5DBC(尻切れ 残念)、HK3PJ、V31YN
2019/03/31現在(彼岸すぎても開けている!)
Getできたところ A5A、OA4TT、CN2FA
受信できたところ KV4FZ、ZP5DBC、3V8SF、JX7J(いずれも開けた時間が短くて残念)
2019/12/12現在
Getできたところ OJ0R,ZK3A,CX6VM,C31CT
スローパーアンテナ 考察 <マジか? 戯言か?> 2019/01記 2019/12部分変更と追記
スローパーでもアースが重要!
スローパーのアースを強化するとSWRが上がる!?(スローパーにアースは悪影響?)
なぜ?
スローパーは接地型アンテナとして動作しています。
(タワー全長が1/4波長(40m)もあればもしかしたらアースは要らないかも・・・)
調整されたスローパーのアースを強化すると、アース強化により、大地と空中線の間の
容量が増加しSWRを悪化させるから、と私は考えます。なので空中線の地上高を高くする
ことによりSWRが良くなるのです。(もちろん高くしすぎても悪化するでしょう。)
スローパーの空中線を地上高すれすれに低くしないとSWRが下がらないケースがあります。
私の2代目がそうでした。アースが不良だったので、低くしないと容量が不足したのでし
ょう。
アンテナの+−のエレメントは、DPや八木のように双方が一番離れている方が性能が良い!?
その通りだと思います。理由は開口体積が一番大きいから。
これの裏付けのために MMANAを使って格闘しましたが、納得できるところまでいきませ
んが、間違いないでしょう。
なので、スローパーの空中線もなるべくタワーから離し地上高もなるべく高く張るべき
と考えます。SWRだけに注目するとタワーの根元へ引き下ろし、地上高すれすれに展開す
ばSWRは低くなる場合がありますが、それはダミーロードみたいなアンテナだと思います。
空中線をタワー本体からなるべく離すことのもう一つの利点は「受信ノイズレベルが下が
る」こと。理由は「エレメントの垂直系部分が少なくなるから」と考えます。3代目から
4代目に変更して改善されたことを実感しました。飛びは垂直なタワーに期待!
給電同軸ケーブルとリグのアースのとり方に留意!
スローパーへ給電する同軸ケーブルをリグに直結し、リグの保安アースをタワー基部に直結す
ると(つまり、保安アースとアンテナアースを兼ねる)、アンテナとして正常動作しないこ
とが予想されます。
これを図で説明します。
−−−−−−−−− −−−−−−−−−
|| |
|| |
リグ−−−
・スローパーをダイポールに見立てたとし、リグと接続する。
・リグの保安アースをタワー基部に接続する。(右側のエレメントがタワー)
そうすると、上図のようにリグ保安アース端子を空中線の一方に接続したことになる。
リグ〜アンテナ給電点〜タワー基部〜リグアース端子の間に効果と動作が不確かなループが
できていて変なダイポールアンテナ! これがアンテナとして正常に動作するとは思え
ない。
上図で右側のエレメントが半分以上地中に埋まっていたらどうだろうか?
不完全導体の大地なら、ダイポールと同じように変なアンテナになるでしょう。
完全導体に近い大地であっても、ループができていて変なアンテナに変わりない。
どちらの場合も盛大にコモンモード電流が電力線などへ流れるでしょう。
では解決策は?
a リグの保安アースにチョークコイルを入れる。→間違い。入れてはいけない。次項参照 2019/12/12。
b 保安用アースはタワーアース(アンテナ用アース)から独立させ、接地抵抗を
低くしない。
c 同軸ケーブルにコモンモードフィルターを入れる。
で解決する(低減する)と考え、私はこの対策をとっています。
2019/12/12 追記
スローパーの耳と飛びの改善およびSWRの改善に長く取り組んできました。その試行錯誤の
中で見つけたSWRを下げる一つの方法が、「上記の a のチョークコイルを入れる方法」でし
た。(SWRが改善すると言っても0.1程度で、誤差または気休めです)
保安アース端子チョークコイルを入れることは、接地型アンテナには理にかなっていると
考えて上記 a,b,c としてまとめたのです。
記録を読み返すと、a のチョークを入れた2018年11月中旬から
・IC-PW1で PAユニットのバランスくずれ
が出始めていたのです。初めはチョークのインダクタンスが少なかったので顕著ではなかった
のです。
このことに気付かないまま、その後も試行錯誤を重ね、インダクタンスを大きくすると400W
程度までしか出せなくなりました。さらに大きくすると700W程度まで、運が良いと1kW出せる
場合がありましたが安定してはとても出せません。
他にも
・送信中にリグやマイクの金属部に触れるとピリピリと感電する問題
も発生していました。
発生状況を観察すると、
1 160mバンドなどのスローパーが発生しやすい。
2 なおかつ、FT8で発生しやすい。
3 なおかつ、パワーを大きくするほど発生しやすい。
4 八木アンテナでは大パワーでも稀にしか発生しない。
5 リグへの高周波の回り込みによる発振などの自覚症状はない。
ようです。
これらの状況から、PW1そのものは壊れていなくて、接地型アンテナの場合に保安アースに
流れる高周波電流が大きくてPW1筐体の電位が不安定になり「パワーバランスくずれ」を
誤って検出しているのではないかと疑い始め、考えを整理し直し、
前記の解決策 a リグの保安アースにチョークコイルを入れる を止めて
保安アース線をPW1のGND(アース)端子と直結する(b、cは継続)
ことで、解決しました。(誤検出していたようです)
保安アースとコモン/ノーマルモード電流対策のやり方を間違えるとトンでもないことになる
教訓を学びました。
重要なことなので、PW1のトラブルとフィルタの取扱い と題して別途記載しました。(2019/12/12)
余談
1 電力合成しない真空管アンプや半導体アンプを使っている場合は、ピリピリ感電問題
だけだったかも知れません。
2 直接は関係ないことですが、オーバードライブは禁止です。1kW出力を越えないよう
に、ALCに頼らず、ドライブ電力を常に適正にして保っています。ALCにダイオードを
追加する改造は行っていません。
160mバンド スローパーアンテナ 4代目 2017/01記
3代目スローパー(SLP)は ZL7GやZL7/W1XGI(Chatham island) もGetできた良いアンテナで
したが、他のJA局にきこえていても当局には聞こえないことが多いように思いました。
原因はノイズレベルが高いのではないかと考え、思案の末にこの4代目に張り替えました。
張り方のポイントはタワートップからの水平部分(厳密には水平ではなくて斜めですが)を
なるべく高く、長くするようにしました。
先月12月25日に張りなおして1カ月弱運用し、その成果は
Getできたところ OH0Z、XW4ZW、HB9BLQ、5B4AMM、OT4A
聞こえたところ G3PQA(呼んでも届かず)、F5IN(弱くて届きそうにないので呼ばず)
です。
3代目スローパーに比べて受信ノイズレベル、特にノイズのピークが低くなったように感じま
す。これは受信用巨大MLAで聞いた場合に感じたことと似ていますが、巨大MLAの場合は
ノイズだけでなく目的信号も下がりました。4代目はそんなことはなく、ノイズのピークが下が
った感じです。
他のJA局との比較では、スーパーJA局には耳も飛びも太刀打ちできませんが、普通のJA局並
みの飛びと耳のように思います。
総合評価では合格点かなと思いますのでこのWebに載せました。
<これらの比較条件は、季節もコンデションも移り変わっているし相手のDX局も異なるうえに、
測定器で測ったわけでもないので厳密ではありません。私の感想です>
4代目の材料等は次のとおりです。
aエレメント線材(3代目を活用)
サガ電子工業のAW-3.5
透明ビニール被覆径3.5mm 導体径2.4mm 0.8mm銅線×7本 導体断面積3.5u
実測抵抗値約0.15Ω(長さ37mにおいて。純銅の場合の計算値0.16Ω)
b給電点
従来通り(3代目と同じ)でタワートップ(地上高15m)。
同軸も同じものを活用。
cエレメントの張り方
・できるだけ高いところを通りたかったので、木造2階建ての上空を通り、ひさしに立て掛
けグラスウール製釣り竿の7mの位置に留めました。
そこから90度曲がって2本目の釣り竿の地上高3m位置まで引いています。
その先もなるべく地上に平行になるように引いています。
要は水平方向をなるべく長くし、垂直方向をなるべく短くしています。
詳しくはf見取り図を見てください。
・3代目と同様にエレメントをタワー本体からなるべく離しています。しかし、エレメント
とタワーの間に建物が入ってしまいました。
・性能に悪影響するかもしれない3.5メガSLPと7メガSLPなどはなく、あるのは14/21、28メ
ガの八木のみ。(これも3代目と同じ)
e調整後のSWR値
1.811 1.818 1.824 1.910
4代目 1.50 1.55 1,58 2.4
3代目 1.14 1.12 1,12 2.2
2代目 1.20 1.19 1,19 1.67
初代 1.48 1.42 1,38 2.6
・調整の余地がありますが、これ以上はとても難しいのでこのまま使用しています。
f見取り図
・長さ調整は先端を折り返す方法で行っています。
・エレメント全長は折り返しも含めて36.1m。
g参考 MMANAでのパターン
・MMANAも接地アンテナのインピーダンス計算は苦手のようなのでSWRは気にしないこと。
・3代目と比べると、仰角が1度高くなり、パターンがわずかに北方向が弱くなった。
しかし、わずか0.55dBゲインが高くなった。
hアンテナタワーのアースを強化しました。<2018/02/03 記>
・30mほどの裸銅線をタワー基部にボルトで接続しグシャグシャにした状態でタワー
基部から3mほど離れた湿った地中に埋めました。アース棒がなかったから。
・25mほどの被覆銅線をタワー基部にボルトで接続し、スローパーの空中線方向の地
上に伸ばしました。線端はアースしていません。裸銅線で同様に伸ばした時は雨の日
に雨粒が当たるようなノイズが増えるように感じたので今回は被覆銅線です。
同時にスローパーの空中線の先端を2mほど折り返して1.908MHzのSWRを低くしました。
小雪が舞ったり時雨たりのこの時期、三日間ほどに分けて作業しました。効果を期待したい
です。
iアース棒1〜6本打ち込み<2018/06月 〜 11月>
今冬のシーズンに向けて、アース棒6本と裸銅線径1.2mm100mを買い込み、6月から
アース棒を順次打ち込みました。
裸銅線の長さの基本は 1/4波長−タワー高さ15m=24.3mとしました。
さて、効果は・・・ WebSDRでモニターすると2〜3dBほど有るような無いような・・・・。
なにしろ昼間でもいつも深いQSBがあるので・・・ 効果は確実にあると思うけど
数値はわかりません。
160mバンド スローパーアンテナ 3代目 2016/10記
初代スローパー(これ)を3シーズン運用し、それなりの成果を出してきまし
たが10,000kmの壁にぶつかっています。DXCCも50そこそこで頭打ちです。
現状をアンテナの改善で乗り越えたくて、今までより太い線材を使って作りなおしました。
3代目スローパーです。(スローパー・アンテナをSLPと略します)
(2016年7月に作った2代目は失敗作でした。参考のために書き残しておきます)
aエレメント線材
サガ電子工業のAW-3.5
透明ビニール被覆径3.5mm 導体径2.4mm 0.8mm銅線×7本 導体断面積3.5u
実測抵抗値約0.15Ω(長さ37mにおいて。純銅の場合の計算値0.16Ω)
参考 1代目の線材
灰色ビニール被覆径1.8mm 導体径0.7mm 極細銅線×20本 導体断面積推定0.38u
実測抵抗値1.7Ω(長さ36,5mにおいて)
断面積で約10倍太くなり、抵抗値も約1/10に減少しました。
表皮面積は・・・?
b給電点
従来通りでタワートップ(地上高15m)。同軸も5D2Vで長さも今までと同じ。
cエレメントの張り方
・引きおろし方向とエレメントの位置をできるだけタワーと建物から離しました。
その訳は、3.5メガSLPの飛びと耳が人並みかそれ以上の感じで、大変気に入っていたから
です。
具合が良かった、私なりに推測する理由。
引き下ろし地点がタワーから比較的遠く(つまり引き下ろし角度がゆるく)
そこから先のエレメントの地上高も全体的に高かった(平均4m)。
このことは、つまりタワーとエレメントと地面が形成する空間が広いことを意味して
いる。
同じ形式のアンテナなら、
「エレメント間の空間が広いアンテナは性能が良い」
「SWRが良いアンテナは性能も良い、とは限らない」
と、一般的に言える。と、私は考えている。
さらに、その空間に建物が無く畑だけなので、ノイズレベルが低いのかも!
・この3.5メガSLPの特徴になるべく似せて3代目を張りました。
引き下ろし地点をできるだけタワーから離す。(4.5m)
引き下ろして固定する位置を高くする。(7m)
そこから先のエレメントも畑の上を、地上高く引き回す(平均4.5mほど)。
(これらは空間を広くすることにつながる)
エレメントを曲げる角度を90度よりなるべく大きくする。
(これは他のバンドも含めた今までの経験、空間を広くする効果もある)
畑の上空に架設してノイズレベルを下げる。(ワラにもすがりたい)
・エレメント支えにグラスファイバー製釣竿を使用していることは初代から同じ。
・性能に悪影響するかもしれない3.5メガSLPと7メガSLPを撤去し、あるのは14/21、28メガ
の八木のみ。
d同軸ケーブル外皮のタワー根元へのアース
・JA4XGC OM のWebの160m band スローパーの記事の中に
『同軸ケーブルの外皮はタワーの根っこと先端でアースする』
と書かれています。
・このアイデアを借用しタワーの根っこでもアースしました。即ち、
タワートップから鉄骨に沿って下ろしてきたケーブルを同軸プラグとレセプターを介して
地上4mにあるアンテナ切替リレーに接続しています。
そのレセプターの外皮部分から太い銅線(エレメントと同じAW-3.5)を延ばしてタワー根
元のボルトにアースしました。
(ケーブルをタワー根元まで引き下ろすことはせず、手抜きしたわけです)
・この効果は!
SWRの違いに気づきません。
ノイズや耳、飛びに影響しているのかどうか不明です。機会があれば付けたりとったり
して比較したいですが、実験作業がとてもメンドウで・・・
e調整後のSWR値
1.811 1.818 1.824 1.910
3代目 1.14 1.12 1,12 2.2
2代目 1.20 1.19 1,19 1.67
初代 1.48 1.42 1,38 2.6
・小数点第2位は測定誤差ですが、傾向を知りたくて測っています。
・2代目の1.910が良すぎたことが分かります。
・3代目の1.910が割りと良いのは線材が太くなったせいだと考えています。
f見取り図
・長さ調整は先端を折り返す方法で行っていて、1mほど折り返してあります。
・エレメント全長は折り返しも含めて36.1m。
g評価
・飛びと耳はシーズンまで待たないと何とも言えません。
でも、LY、UA4、N7、VKができました。まだ10月なのにです。2代目に比べれば良い
ようです。
h参考 MMANAでのパターン
・MMANAも接地アンテナのインピーダンス計算は苦手のようなのでSWRは気にしないこと。
・2代目と比べると、パターンはほぼ一緒、ゲインは悪いがインピーダンス計算の苦手と
どう関係しているのか私は分かりません!
160mバンド スローパーアンテナ 2代目 2016/07記
初代スローパーで一応の成果は出ていましたが、より良く飛ぶアンテナにしたくて作り直し
たのが2代目です。
結果はダメでした。引き回し位置が悪かったようで、失敗の記録として書き残しておきます。
aエレメント線材
サガ電子工業のAW-3.5
b給電点
初代と同じでタワートップ(地上高15m)。同軸も5D2Vで長さも今までとおり。
cエレメントの張り方
引き下ろし地点が従来よりタワーに近くなりました。
d調整後のSWR値
1.811 1.818 1.820 1.824 1.910
2代目 1.20 1.19 1,18 1,19 1.67
初代 1.48 1.42 ---- 1,38 2.6
・小数点第2位なんて測定誤差ですが、傾向を知りたくて測りました。
・初代と大きく異なるのは有効帯域が広がったこと。1.9でもなんとか使用できそうです。
(初代は1.910でSWR2.6ほどありパワーを入れては使用できませんでした)
しかし、帯域が広がったことが本来の1.8MHzに良いことなのか、悪いことなのか・・・
e見取り図
・長さ調整は先端を折り返す方法で行っていて、調整の結果0.7mほど折り返してあります。
エレメント全長は折り返しも含めて36.1m。
f評価
・DXでの効果は今秋まで待たないと何とも言えません。
→失敗作でした。V6 Micronesia には飛んでいますが、かすかに開けてきたUA4 European
Russia まで飛びません。かすってもミス・コピーされます。
SWRは良いのですが、どうもダミーロード状態になっています。再考します。
線材のせいではないはずです。
g参考 MMANAでのパターン
参考文献
1 サガ電子工業
2 JA4XGC ASA.COM
3 JE3HHT MMANA
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