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改良マグネチックループアンテナが完成

改良したマグネチックループアンテナのアルミパイプ版が完成(もう1つの版はトロイダルコアが必要で材料待ちとなっている)

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今回は理解と性能改善のため主に以下のサイトを参考にさせてもらった

(情報サイトは,マグネチックループアンテナ,MLA,スモールループアンテナ,微小ループアンテナで検索可能)

形状

アルミパイプ版として以下の形状になるように設計

SS20230508_001.png

メインループは(既に作製済の)15㎜アルミパイプで直径が約640〜660㎜,給電ループはS4CFBで直径140㎜のファラデーループにした(シールド結合)

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骨組みは下方にボックスを置き,メインループの開放側を固定

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柱として垂直にVE菅を設置

VE菅は上部をアルミパイプに接続し易いよう削り,上部から140㎜の位置にケーブルを通す開口を作る

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下方設置のボックスにVE菅を結合,給電ケーブルをVE菅を通しボックス内へ

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ボックスにSMAメス端子を付け,給電ケーブルと結線

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調整①

形状の設計変更がありうるので,まずはこの時点で調整

メインループのインダクタンスを測定

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5~6μHとなったが,この計測器(DM6243)の10μH以下は信用できないことが判っている(こちら

なので自作Lメーターで確認すると1.4μFであった(誤差はあると思うが1.4μFで進めていく)

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測定したインダクタンス値で同調周波数を算出するとC(キャパシタンス)は以下のとおり

SS20230508_004.png

つまり7MHzを受信するとしたら369pFのコンデンサをアルミパイプの開放側に接続すれば良いことになる

同調周波数の変化を確認するため,バリコン(Qは悪いがポリバリ使用)を接続してNanoVNAで確認

IMG_20230507_212130.jpg

ところがバリコンを回してもまったくNanoVNAの画面は420MHz付近の同調から変化しない・・・コンデンサ(1000pF,470pF,220pF等)を直接接続しても変化はなかった

NanoVNAでは測定できない?のかとも考えたがYouTubeで調整している動画があったので問題ないようだ

実際に受信してみるとFMのみが良好ともいえない形で聴こえる程度だったので失敗を実感

再度,参考にしたサイトを見直して対策を練った結果

  • 給電ループを単線にする → ファラデーループは調整が困難,非シールドもシールドと大差ない
  • 給電ループを大きくする → メインループの1/5が基本のようだがSWRが下がらないため1/3にしたとの情報
修正

給電ループをIV線に(別件で使用しようとしていた8sqがあったので)変更しメインループの1/3となる直径220㎜(全長700㎜)にする → 線が高価で余分など無いので駄目なら短くする方向でやっている後でS4CFBを単線のように使えば良かったかと・・・

新たに上部から220㎜の位置にケーブルを通す開口を作る

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給電ケーブルはRG174を接続

調整②

今後はバリコンでNanoVNAの画面が変化した(万歳)→ 後でビデオ撮り

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上はバリコン+コンデンサで7MHzに合わせた画像で,メインループを直結した場合は以下のような感じになる(単位はMHz)

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ここで逆計測,数値が判明しているコンデンサを接続して同調周波数をNanoVNAで確認してメインループのインダクタンスを割り出す

SS20230508_002.png

約1.65μHとなった

この数値で再度同調周波数をバリコンで操作できる範囲を確認

SS20230508_003.png

3.5MHz~30MHzの範囲をカバーするキャパシタンスを考える(1000pF,220pF,47pF,10pFを選択)

実際に受信してみると部屋内中心アンテナ設置で7MHzのアマチュア無線が受信できたので問題ないだろう

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最終加工

全体構成のメドが立ったので最後の加工を行う

調整用のバリコンとしてボックス外から操作可能に設置,補正用コンデンサは付け替えできるようにした

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バリコンは13~156pFと5~49pFの切り替えSW付

コンデンサはピンソケット化(3並列まで)

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ボックスはめくら版を付けて完了

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周波数調整映像

5~49pFモードでの調整画像(現状SWRはあんまり下がらない)

(NanoVNA,Center7MHz,Span500kHz)

反省点
  • メインループの浮遊容量を考えていなかった
追加(2023.5.13)

室内であるが使ってみて結構良く聞こえるので,バンド切替を簡単にできるようにロータリースイッチを設けることにした

手持ちが2回路6接点のロータリースイッチだったので6バンドの切り替えとして補正用コンデンサを調整

WS20230515_001.png

①中波(1070kHz)②3.5MHz(3440-2640kHz)③3.8MHz(3740-4010kHz)④7MHz(5980-7240kHz)⑤7.2-10MHz ⑥10MHz-30MHz

とした

コンデンサはロータリースイッチにダイレクトに接続して空中配線

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良い具合に空いた場所がありロータリースイッチを設置

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正面から

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判り易いようにバンドを記載して受信

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アマチュア無線のコンテスト中(HF)だったので7MHzは賑やかだった(3.5MHzのCWもFB)

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