field_ant 製 MLA

field_antの村吉さんが出品している MLA-2A AM というのを購入した。メインループのパイプがいい感じに太く、見た目もかっこいい。

基本は28MHzとして売られているもので、ベランダに設置する場合サイズ的には直径77cmは結構ぎりぎり感がある。とはいえ台風のときはベッドの下に入れて保管できるサイズ。

コンデンサの付け変えて14MHz 18MHz 21MHz に出れるが、下のバンドになるほど放射抵抗が下がり、効率は著しく落ちると思われる。

field_ant 製の MLA の場合、コンデンサが特徴的で、ベースの容量確保用のコンデンサ(10D-2V同軸)と、それに並列に入る「トロンボーン型」と説明されているアルミパイプと同軸によるバリコン (アルミパイプ2本は直列コンデンサになっており分圧されて耐圧をあげつつ容量変化がマイルドになるようになっている) からなっている。

もし 0〜350pF ぐらいまで連続可変できて高耐圧なコンデンサが作れるなら、バンドチェンジで同軸を交換する必要がなくなりそうだが、そのようにすると、巨大かつ調整がシビアになるために、このような構造になっていると思われる。

設置方法

設置場所はマンション 1F のベランダ、給電点は地上高で1m程度しかない。

• http://home.j00.itscom.net/kce/files/MLA48_letter32.pdf
• http://home.j00.itscom.net/kce/files/MLA48_letter33.pdf

このへんを読むと、導体面に対し垂直にMLAを設置するのが良く、水平に設置すると損になるということが書いてある。

導体面というのは大地とかマンションの壁だとかだと思うが、1F ベランダだと大地も壁も近いので、どちらの影響が大きいかは微妙なところに思える。このような環境だと、どのように設置しても渦電流損がでて性能が十分に発揮されないかもしれない。

調整

14MHz帯・18MHz帯・21MHz帯とそれぞれ一度はあわせてみたが、どれも SWR は簡単にあわせられた。出ている局が多く信号が聞こえやすい21MHzでとりあえず使用感を得ようと、細かく調整。

アナライザーを使いながらしっかり追いこむ。SWR よりは RX を見て X (リアクタンス)が 0 ぴったりになるようにキャパシタを調整してから、R が 50になるように結合ループを調整した。ただ、輪っかだけだとどうしてもRが完全にピッタリいかないことがあって、壁からの距離を調整したらほぼピッタリにあうようになった。SWR=1.05 ぐらい。

とかをやりつつ、丁度コンテストだったので、アンテナマストを手で持ってふりまわしながら (ループ自体は軽いので振り回しやすい) いろいろ信号をきいてみたが、局によって垂直がよかったり水平がよかったりする。偏波が関係ありそうな近い局で調整しても、自分の用途ではあまり意味がないので、6エリアあたりの局を探したところ、水平のほうが信号が強かった。

モービルホイップのように、カウンターポイズのような再現性の低い調整をしなくて良いので、大変簡単に調整できる。ループ単体で完結していて周辺環境に影響され難いのは本当に楽。一方で、帯域が狭いので細かい調整が必要になるのはやはり面倒くさい。

受信

以下比較にでてくる「モービルホイップ」とは調整済みのマルチバンドモービルホイップのUHV-6のことです。

6エリアの局(免許状みると50Wのよう)は、モービルホイップでS2〜S5、MLA で S4〜S7 と平均的に S2 ほど上がった。ちなみにノイズはS1ほどMLAのほうが少なく、感度が高くなったからといって即ちノイズが増えるというわけではなかった。ただし、モービルホイップは少し同調点からずれた位置 (調整するのが面倒なので) なので、公平な比較ではない。

ベランダ内でのアンテナの設置場所もいろいろ試したが、場所によっては非常にノイズを広うこともあった。条件がよくわからないが指向性の方向にノイズ源がきてたのかもしれない。

調整した点から外れると急激に性能が落ちるらしく、なかなか厳しい。ちなみに短縮モービルホイップの帯域よりもさらに非常に狭い。

送信

しっかり共振点をあわせこんで 50W を入力してみたが、しばらく送信していると共振点が徐々に上にずれることがわかった。最初は風の振動でバリコンが抜けてくるのかと思ったが、どうやらコンデンサの特性が変化している?

耐圧の問題かと思ったので計算してみたが、このループは 77cm 22mm パイプなので 21MHz で 50W 入れると、おそらく 2.5kV ほどコンデンサに電圧がかかる。10D-2V は 3kV 程度までは試験されており大丈夫そうだし、バリコン部分も分圧されている分余裕はありそう。

そもそも急激にSWRが下がるというわけではなく、ゆるやかに共振点がずれていくので、絶縁破壊が起きている感じではない気がする。コンデンサが誘電体損で温度が上昇して比誘電率が微妙に変化している?のかもしれない。共振点が上がっていくということは、容量は減っている。ポリエチレンの誘電率の温度特性がよくわからないので確かな原因かわかってない。

あるいは、スパークしない程度の耐圧は足りているのだから、自動でSWRを調整するシステムをつくれれば、温度変化に対応して追従することで、ある程度これは解決できるかもしれない (もし原因が温度変化であり、一定以上の温度にならないのであれば)。

ちょいちょい試しているが、まだ十分交信できるほど時間がとれてない。21MHz で DXは既にできている。このときはモービルホイップよりもMLAのほうが強く聞こえた。送信はMLAでしかやっていないので比較できない。14〜28MHz は基本国内QSOが殆ど聞こえないので、なかなか試しにくい。

調整の遠隔化

やはり調整のたびにいちいちベランダに出るのは面倒なので、とりあえずモーターで駆動するように少し改造した。モーターユニットも販売しているみたいだけれど、モーター制御を自分でやってみたかったので試行錯誤した。

いずれ自動化したいなあという気持ちがあるので AVR でステッピングモータをまわす感じにしてみた。

使ったのはちょっと前に秋月で買ってあった300円ぐらいの小型ステッピングモーターで、それを適当に固定し、元々ついているM4ステンレス長ネジにカップリングで繋いである。

コンデンサと繋がっているアルミパイプは端が潰してあってネジが切ってあったので、長ネジを固定して回せば、そのまま調整に使える。ただ、ネジが浅くてすべることがあったので、万力で潰しなおして、自分で M4 のネジを切り直した。

使ったステッピングモーターのトルク的に 600pps ぐらい (1秒間に約1.6回転=100rpm) で動かすのが限界っぽく、あまり早くは動かせなかった。とはいえものすごく遅いというほどでもないのでとりあえずはあまりストレスなく使えてる。

ブーム側にモータを置くと伝達するシャフトがどうしても長くなってしまうので、ちょっと無駄だけどお手軽な改造で実現できた。まだ基板がブレッドボードのままなのでなんとかしたい。

雨対策にとりあえずタッパーを被せてある。モーターにだけ水がかからなければ、たぶん大丈夫かな。

まとめ

書いたこと以外にもいろいろやってみてる。14MHz 帯でもだいたいS2ぐらいモービルホイップよりも上がる感じだった。18MHz 帯はもともと常時外来の人工雑音がひどくどうしようもないので殆ど試してない。

まだ自分のところの環境で十分に使えるかはわかってないが、すくなくとも環境があまり良くなくても既設のモービルホイップ以上の性能はでていそうなことがわかったので、地道に交信を重ねたい。

ノートPC用モバイルバッテリー

スマフォ用のモバイルバッテリーは大変たくさん種類があるのだが、5V 2A 出力がいいとこなので、全く足りない。12Vに昇圧する場合効率80%だとしても0.67A程度しかとれず、使えない。

ノートPC用のモバイルバッテリーの場合、12V 16V 19V あたりをサポートしつつ 5V も出せるものが少し存在する。

謎の 77Wh モバイルバッテリー

まずはアマゾンでレビューが良さそうなこれを買ってみた。結論からいうと液晶が不良品で返品したので殆ど使ってない。

ソフトケースまでついていて、届いたときは「おっ意外といいな」と思ったのだけど、液晶の表示がぶっこわれており、出力電圧がアテにならないので怖くて使えない感じだった。

一応電圧をテスターで見つつ試してみたけど、12V 設定時の出力電圧は 12.0V で 2A程度流して 11.4V だったので、中身は悪くないような気がする。

ちなみに説明書に製造元も販売元も書いてないのでお察しくださいという感じだった。

MobilePower 74Wh モバイルバッテリー

「日本トラストテクノロジー」または「電池企画販売」というメーカー・販売元で売られているもの。

このシリーズは容量違いがある。

88.8Wh (24000mAh 3.7V)

59.2Wh (16000mAh 3.7V)

ちょっと高めで、アマゾン以外のほうが安い。自分が買ったのは、なんか異様に安いやつだったけど、一回開封済み？みたいな感じだった。

説明書に販売元やサポート先の記載があり、どうも6ヶ月保証がついてる。あと「本製品は各社のライセンス製品ではありません」と書いてある。OEM 元？のようで、実は同じ仕様のモバイルバッテリーがサンワサプライブランドでも売っている。

59.2Wh

まだ少ししか試せてないが、12V 設定のとき出力 12.3V、2A 出力時 11.7V ぐらいだった。定格では4Aまでとれると書いてあるので結構余裕そう。

DCプラグをOUTPUTコネクタに接続することで、12V出力が有効になる(ケーブル接続がスイッチになっている)。しばらく電流が流れないと自動でオフになるらしいけど、どのぐらいが閾値なのかわかってない。

ノイズ

この手のモバイルバッテリーはスイッチングレギュレータを使っているため必然的にノイズが発生する。とはいえ、少し試した限りではとても気になるというレベルのノイズはなかった。

ただ、1つ目のモバイルバッテリーは、アルミ外装に触れているときだけ非常にノイズレベルが上がるという現象があった。運用中は触らない工夫がいるかもしれない。2つ目のモバイルバッテリーは今のところそういう現象は観測できていない。

基本ケースがアルミでシールドされているから、電源ケーブルにだけコアを十分巻けばよさそうではある。そういう点に見ると、1つ目のバッテリーは完全にアルミ外装というわけではなく、一部合成皮っぽい部分があるので、もしかするとそれがスリットになって不要輻射が大きくなっていたのかもしれない。2つ目のバッテリーはほぼ全面アルミ外装で、電圧切替のスイッチ部分がスリットになっており、もしかすると周波数によっては影響があるかもしれない。

その他

上2つのバッテリーいずれも、付属している電源ケーブルのコネクタはちゃんと大電流対応の音叉型で挟みこむタイプになっていた。