デルタループアンテナ？

無手勝流でループアンテナを実験した

　λ（ラムダ）ループアンテナ（一波長ループアンテナ）というアンテナがある。一波長の線を輪の形に伸展し、その始点と終点から給電するアンテナである。折り返しダイポール（フォールテッドダイポール）を広げて輪の形にした様なアンテナだ。このアンテナはダイポールアンテナよりも利得が高いと言われている。給電点のインピーダンスは100～110Ωのようである。
　エレメントの長さは1波長より一割ほど長めで同調が得られるようだ。一波長と言うと3.5MHzでは80m、7MHzでは40m程になり、輪にするとそれぞれ直径が27m、13m程になるので巨大なアンテナになってしまう。実際には縦に設営するだけではなく横に寝かせて設営する場合もあるようだが、大きなアンテナではある。
　輪の形にするのが放射効率が高いと言われているが、設営の利便性から三角形に設営するものもある。その形がΔ（デルタ）に似ていることからデルタループアンテナと言われている。
　さて、効率の良いアンテナが欲しいのはやまやまだが、設営できなくては始まらない。ランダムレングスアンテナがあるように、その周波数に同調していなくても、入力インピーダンスを出来るだけ合わせることで、取り敢えず電波の出るアンテナができないかと考えた。すなわち、一波長になっていないがそこそのの長さのワイヤーで輪を作り、給電点にインピーダンス整合のためのチューナーをつけたループアンテナである。
　今回は移動運用などで使うアンテナを念頭にしている。ループ部分を三角形に形作るために、以前MLAで使用した三角帆型を使うことにした。グラスファイバーのポールに沿わせたラインと、ラインの途中をパラコードで横に広げることで三角形を形作る。給電点はポールの根元になるようにし、ここにチューナーを配置し整合を取る。

　実際に製作してみた。ワイヤーの長さはまず8mほどで試した。EFHWで使ったチューナーで整合を取り、どうにか使える程度のSWRに調整できたのは10MHzから24MHzであった。7MHzではどうしてもSWRが下がらない。そこでよい長い17m程のワイヤーで試した。7MHzや10MHzで十分に使用できるSWRに下げることができたが高い周波数ではSWRが高かった。チューナーを替えたらと思い付き、ロングワイヤー用のものを試してみた。するとどちらの長さのエレメントでも7MHz～28MHzまでSWRの下がるところを見い出せた。このアンテナではBLTのようなチューナーが適しているようである。

　7MHzで使ってみた。受信は良好である。送信もMLA等コンパクトなANTに比べてよく飛んでいるように感じる。さすがに大きなアンテナほど利得が大きいようだ。このアンテナはGNDから浮いた状態で動作している。そのためか、アナライザーやリグの筐体に触れると動作が不安定になるようだ。リグの筐体をGNDに落としておくと動作が安定する。

　エレメントの長さがランダムで、使う周波数に同調してはいないのだが、給電部のインピーダンス整合をすることでアンテナとしては機能しているようである。本来の一波長ループアンテナとはなっていないのだが、スケールメリットを生かしたアンテナであると言えるだろう。このランダム長のデルタアンテナもどきは、ダイポールのように横に長く伸展する場所がとれない場合、同じくらいのワイヤー長を三角形に伸展することで設置できるので地面の専有面積を狭くできる。状況によって使い分ける選択肢にはなるのではないだろうか。
　

赤城のブルーベリー園へ

赤城山麓　萩原ブルーベリー園

　梅雨明けが宣言されたが、猛暑が続いたり台風が来たり不順である。天候だけではない。Covid19の感染者数がまた増加し始めている。さまざまな規制が解除され、元の生活に戻れそうな気配を感じていたのだが怪しくなってきた。
　ともあれ、感染防止対策をしながら日常を取り戻したいものだ。ここ数年出かけることを避けてきたのだが、思い切ってブルーベリー狩りに出かけた。赤城山麓にある果樹園で、土日には近くにある農産物販売所も開設されるため多くの人で賑わう。ウィークデーなら混み合うこともないだろうと出かけたのだ。高速道を利用して１時間半ほど。インターを降りるとすぐというアクセスの良さだ。周りは林や蒟蒻畑に囲まれ、周り中からさまざまな鳥たちの鳴き声が聞こえてくる静かな果樹園である。有機栽培をされているようでブルーベリーの株の周りは背の低い草が生い茂り自然豊かな風情である。
　果樹園に着いたのだが、誰もいない。仕方なくオーナーに電話を入れ、摘み取りの許可を得る。下草の露で足下は濡れるが、爽やかな風で気にならない。まだ口開けなのだろうか、大きな実がたわわに生っている。株の間を歩きながら熟した実をつまみ、口に入れる。酸っぱさと甘さが口いっぱいに広がる。株によって多少甘さが異なるようだ。甘い実を見つけた株から摘み取っていく。色の濃い完熟したのものを選びながら一粒一粒掌に納める。そして、時々口の中に放り込む。摘み取っているうちに果樹園のオーナーの軽トラが到着。「お久しぶりです」と挨拶をし、それぞれ作業を継続する。薄雲があり、日差しが柔らかで爽やかな風である。夢中になって摘んでいたのだが篭からこぼれ落ちるほどに摘み取れたので終了とした。
　オーナーに声をかけ計量してもらう。1kg毎にパック詰めされていく。同乗者の分と合わせて、4つと半分ほどの収穫だった。これで我が家の１年分を賄うのだ。しばらくは生食で味わい、残りは冷凍にする。小分けに冷凍にしておいて何回もジャムにして楽しむのだ。自家製ヨーグルトにブルーベリージャムは我が家の定番になっている。
　精算を終えオーナーと話をしていると、新しい品種があるという。ピンクレモネードという可愛らしい名前である。紫色の実ではなく熟してもピンクがかった赤い色なのだという。まだ株の数が少なく出荷していないとのことだが味見させてもらった。酸味をほとんど感じない甘さである。ブルーベリーとしては私的には物足りなさを感じる味だった。
　ブルーベリーの収穫は人の手で一粒一粒行うので市販されるときにはその分価格が高くなる。摘み取りをさせてもらうととても安価で自分好みの実を選んで収穫ができる。もっとも高速道路代の方が高額になってしまうのだが爽やかな風と小鳥たちのさえずりの中で甘酸っぱいフレッシュベリーを味わう醍醐味は価格以上のものがある。コロナ下、人と交わることもほとんどない久方ぶりのリフレッシュであった。

V bandを使ってみた

Leonardoでパドル・電鍵アダプター

　VBANDと言ってもスマートウォッチではない。況して化粧品でもiPhoneのアプリでもない。Ham Radio Solutionsが提供しているインターネット上のコンテンツである。

　A1クラブのメーリングリストで話題になっていたので、覗いてみたのだ。
　このサイトには「このプロジェクトは、CWを学びたい（またはもう一度学びたい）と思っていましたが、互いに交信し練習するための設備を持っていなかった2人の友人によって作成されました。現在の電信の技術レベルでは電波に乗せるには少し恥ずかしかったのです。そのためインターネットを使いキーボードでモールスコードを送信できるようにしました。もちろん、普通のパドルが使えるようにするUSBパドルインターフェイスをストアで提供しています」と記されている。
　実際に電波を出すことなく、インターネット上でモールス符号の送受信をして練習ができるサイトである。当然、QSBもなく、いつもクリアに信号が聞こえ、混信することもない。サイトにはいくつかの部屋が設けられているので、その部屋に入れば、誰とでも交信することができる。モールス符号でやり取りするところが普通のチャットと違うところだ。
　私も最初は使い方がわからず、キーボードボタンをいろいろと押しているうちに、キーヤーの短点と長点を出せるようになった。しかし、思い通りに符号を生成することは難しい。やはりパドルを使いたい。
　このサイトのストアーを見るとUSBパドルインターフェースが売られている。USAなら$30とのこと、他の地域については要問合せだという。キーボードの特定のボタンとパドルを接続するだけなので、自作できるのではと情報を探した。すると、ArduinoUNOでもOSを入れ替えれば使えるということが見つかったが、なかなか面倒そうである。ArduinoUNOはPCに接続してもUSB機器として認識されないことがネックのようだ。そこでUSB機器として認識されるLeonardoというArduinoの仲間を使うことにする。アマゾンで1500円で購入できた。スケッチはOZ1JHMさんが作られたものが公開されている。これを使わせていただき、IDEからLeonardoにスケッチを書き込み、パドル操作でサイトのIambicキーヤーを操作できるようになった。なおこの装置はモード切替機能を持っていて、パドルではない普通の電鍵操作にも対応している。
　このサイトには練習の部屋があり、インターネットで他の人とではなくロボットを相手に交信の練習をすることができる。符号の速さもこちらに合わせてくれる。人を相手にしているのと異なり、話題が限定されてロボットとのやり取りは難しいこともあるが、それなりのラバースタンプQSOをすることができる。　
　さて、実際の交信だが部屋に入っていると誰かが入室してきて呼びかけてくれる。インターネットなので誰から呼びかけられるかドキドキだが、モールス交信の度胸をつけるには結構楽しい。また、モールス符号なので和文も打てる。ただしデコーダーは和文に対応していない。チャンネル5,6にはデコーダーが使えない部屋が準備されているのでQOD6を指定して入室すれば和文によるチャットも可能だ。
　アマチュア無線の交信とは異なったものなのだが、モールス符号を用いたコミュニケーションとしてこのサイトを利用させていただくのもなかなか面白いと思った。

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設営3分、交信30秒、撤収2分

下の2つのバッグを本体に収納する

　移動運用が目的ではなかった。もし時間があったらGoBagを使ってみるつもりだった。自宅からほぼ１時間のところにある墓参りをすることになった。高速道で近くまで行き、しばらく一般道を走る。霊園は段丘の斜面に作られていて、坂道を上ったところに車を止めた。
　コロナ禍でなかなか来ることができなかったので、掃除から始めた。敷石の間の草取りをし、墓石を濡れタオルでごしごしとこすりさっぱりとさせる。花と線香を手向けて一安心である。ちょうど昼になっていたので霊園の中の休憩所になっている東屋で昼食をとることにした。家から持参したサンドイッチだ。
　私は早々にべ終えたが、同行の者はまだ食事中である。この機会を利用して運用してみる。GoBagを広げ、アンテナの設営。アルミ線を輪の形にしてキャパシタユニットと接続。東屋の藤棚からパラコードを垂らしてアンテナを吊す。トランシーバーに電源、イヤフォーン、パドル、アンテナからの同軸ケーブルを接続して設営完了。
　バンドの中を覗くと移動局がCQを出しているのが見つかった。呼びかけると応答があった。レポート交換をして交信成立。　給電ユニットに取り付けた出力表示のLEDもしっかり点灯していた。アルミ線をだいたいの輪にしただけだがMLAとして整合していたようだ。相手局は愛知県あま市の公園に移動しているとのこと。互いにRSTは599のレポートであった。この霊園のJCC番号を調べてこなかったので平文で市の名称を送ることになってしまった。それでも30秒に満たない交信であった。メモ帳に交信データを記載する。
　そうこうしているうちに、同行の者が食べ終わり、片づけを始めている。撤収である。機器相互の接続を外し、アルミ線をまとめ、それぞれバッグに収納する。撤収終了。
　その後はゆっくりお茶を飲んで吹き抜ける爽やかな風を楽しんだ。

　移動運用が目的で出かけたのならその事に集中して過ごすことも出来るが、他の目的で出かけた場合はゆっくり運用というわけにはいかない。GoBagの使い勝手の検証ということで今回は1交信のみの運用であった。まずまずの結果だったと満足している。7MHzの波長40mの電波が直径70cm程のアルミ線の輪から愛知県まで飛んでくれたのだ。リグはQCXminiで出力は2W程度だった。こんなシンプルな設備でも手軽に交信が楽しめることを体験した。いかにコンパクトに設備をまとめるかというGoBagの取り組みも楽しいものだ。なお、このGoBagの中身は「達成感」で使ったものと同じ設備である。

オーバーシーズ

伝播状況に恵まれればQRPでも････

　私の貧弱な設備では海外局（オーバーシーズ）と交信する機会はめったにない。それでもWSPRのような器械によるシステムでは北アメリカまで電波が届いていることは確認できている。しかし実際に遠い外国の局と信号の授受ができたのは数えるほどである。

　この日は世界的なコンテストが行われていた。どのバンドもたくさんの局が参加していて、特に21MHzバンドではどこも信号に満ちていて割り込む余地がないほどだった。どの局もコンテスターらしく無駄のない見事なキー捌きで交信している。コンテストナンバー交換だけのほんの数秒の交信である。このコンテストは交信ごとにナンバーが増えていくコードを送り合うのでその局がどのくらいの交信をしているかが一目瞭然である。恐る恐る聞こえる局に呼びかけてみるが殆ど無視される。私の弱い信号では相手局に認知されないのだろう。それでも呼びかけ続けると、応答をもらえることがある。相手局からのナンバーは数百番代であるが、こちらから送るナンバーは１桁番である。力の差を見せつけられる。結局、14MHz、21MHzでの交信で、ハワイやブラジル、USAなどの局と繋がった。

　夕方になってバンドを覗いてみると、だいぶ静かになっている。21MHzバンドではいくつかの信号が聞こえているが信号強度は弱くなっている。呼びかけをしても全く反応がない。電離層は時々刻々と変化し伝播状況が変わってしまったようだ。7MHzバンドに移ってみる。国内は電波がスキップしているようで、普段なら多くの局で賑やかなのだが、ほとんど信号が聞こえない。シーンと静まり返っている。静かなバンドの中を彷徨っているとくぐもったような遠距離からの独特な信号が聞こえてきた。カナダの局のようだ。CQを繰り返している。ダメ元と考えて呼びかけるとQRZ？が返ってきた。さらにこちらのコールサインを送信する。すると私のコールサインの一文字が異なる応答がきた。私の信号がかすかながら届いているようだ。コールサインを繰り返して送る。すると私のコールサインにクレッションマークがついて送られてきた。嬉しくなってOKを重ねて送る。私の信号がカナダまで届いたのだ。その後、ナンバーの交換を数回のやりとりで行い交信を終えた。

　7MHzなど低い周波数では比較的地表に近い電離層と地面の間を電波が何度も反射しながら伝わっていく。反射ごとに電波は減衰し、私の小電力かつ効率の良くないアンテナからの微弱な電波はとてつもなく小さくなって伝わったのだろう。相手局は高性能なアンテナでノイズに埋もれる私の微弱な信号を拾って相手をしてくれたのだ。逆に相手局からの電波は私の数10倍、数100倍の出力だろうがQSB（周期的な電波強度の変化）を伴いながらもしっかりと届いていた。
　数秒で終わるはずの交信に数分掛かってしまった。微かな信号でも意志が伝わる電信だからこそできた交信であった。コンテストであるにもかかわらず、カナダの局がじっくりと相手をしてくれたことに感謝である。アマチュア無線の面白さはこうした非効率ではあるが偶然性や自然の営みを感じながら電波の振る舞いを感じることなのだと思う。相手局に負担をかけながらではあったが、心に残る交信であった。

MultiBand EFHW？

1本のエレメントで3ﾊﾞﾝﾄﾞ対応のEFHW

　EFHW(終端給電半波長アンテナ)の半波長という部分に囚われすぎていたようだ。半波長のエレメントに給電するのだからと、その長さになるよう切り替えスイッチを付けたりトラップをつけたりして複数のバンドで使えるアンテナを作ってきた。ところがダイポールアンテナとこの半波長アンテナの違いを考えている時、エレメントへの電波の乗り方は同じではないかと気づいた。ダイポールの場合は4分の1波長のエレメントを左右に広げる形で真ん中から給電する。EFHWの場合は2分の1波長のエレメントの端から給電する。電波の乗るエレメントの長さは同じである。ただ、給電点が異なるのでそのインピーダンスが異なるのだ。
　ダイポールではその基本周波数の整数倍の周波数でも動作することが知られている。整数倍の周波数では整数分の１の波長になるので基本の周波数に調整したエレメントの長さに具合よく電波が乗ってくれるからだ。EFHWでも同じではないか。そこで実験をしてみると案の定、整数倍の周波数でも整合点が出ていることを確認した。理論的には当たり前のことだったのだろうが、素人はこうした実験をして初めて気づくのである。

　7MHz用のEFHWを作った。半波長のエレメント長を求める簡易式【142.5　÷　7.020(MHz)　＝　20.299(m)】から20.3mのエレメントとし、49:1のトランスフォーマーを整合器として付けたものである。ポールに取り付けて伸展し測定すると7.020MHz付近でSWRが下がり整合がとれていることが確認でした。14.040MHz付近、21.060MHz付近でもSWRは低くなっている。切り替え器もトラップもつけていない1本のエレメントでも複数のバンドで使える終端給電アンテナとして使えそうである。
　
　理論から入った人からは笑われそうなことだが、名称の「半波長」という言葉に拘ってしまったことから陥ったミスであった。整数倍という制約があるので10MHzや18MHz、24MHzというバンドへの応用は難しいが、マルチバンドとして1本のアンテナが使えるのはありがたい。
　次はWARCバンドを含む複数のバンド対応にするにはどうするか試行錯誤を楽しもうと思う。　

達成感

こんな小さな設備でも･･･

　毎日無線の交信を楽しんでいる。さまざまな方とお空でお会いしているのだが、思い出深いのは結構苦労して交信できた時のことが多いようだ。厳しい状況の中でやっと繋がった喜び、達成感である。

　先日、奈良県宇陀市の移動局と繋がった。何回も呼び掛けてやっと繋がった交信である。アンテナを自作していて、直径70㎝ほどのループにしたアンテナの実験である。MLA（マグネットループアンテナ）という大変に小さなアンテナなのだが、より簡易にしたらどうだろうと取り組んできたものだった。輪にしたアルミ線にキャパシタを接続し使用する周波数に共振させる。そこにトロイドコアを介して給電する仕組みである。この時に使った周波数が7MHzで波長は40mになる。それを70cmのループから放出しようというのだから効率が良いわけがない。それでも、この形式のアンテナはそこそこ実用になると言われている。

　WSPR（Weak Signal Propagation Reporter）という仕組みがある。弱い信号で自分のコールサインや発信場所を示すグリッドロケータ、送信出力などを定められたプロトコルで送信すると世界中に配置された局が受信をしてそのデータをネット上の掲示板に返してくれるものだ。常時コンピュータによって動作しているのでアンテナの性能を確認することなどに使われている。私もこのシステムに実験中の小さなアンテナから電波を出しどの程度飛ぶか確認をさせてもらった。14MHzでの結果では2W程の出力で台湾やUSAのカルフォルニア、ユタなどから、国内では北海道からのレポートがあり、8000kmほどは飛んでいることがわかった7MHzではコンディションが開けていなかったようで、町田市や兵庫県三田市からのレポートであった。ともかく、こんな小さなアンテナからでも電波は出ているようである。

　さて、宇陀市の移動局への呼びかけだが、呼びかけをすれども他の強力な局の陰に隠れてしまうようで返信がもらえない。他の局が呼びかけていないタイミングを狙わなければならない。呼び掛けている局がいないと思ってコールするが、他の局へのコールバックがあったりする。当然、相手局の聞こえているのはこちらとは違うのだ。ひたすら呼びかけを繰り返す。するとサフィックスの一文字を繰り返して”？”が送られてきた。どうやら私の呼びかけが聞こえたようだ。こちらのコールサインを繰り返す。二文字わかってくれた。さらに自局のコールサインを送信する。QSBという信号が大きくなったり小さくなったりする現象があるのだろう。伝播が強くなる時に信号が届いてくれればと願う。そしてやっと私のコールサインが相手に伝わり、信号強度などのレポートを交換することができた。相手局に大変な手間を取らせてしまったが達成感のある交信であった。

　商業通信ではこのような非効率、不安定な通信は排除されてしまうが、アマチュアは技術的興味、自然条件への興味などからこうした交信も楽しませてもらえるのだと思う。不確実性への挑戦から達成感を味わうのもアマチュア無線の醍醐味と言えるだろう。