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144MHz帯 垂直ダイポールアンテナ / 設置工事

アマチュア無線 144MHz 帯の垂直ダイポールアンテナを製作しました。これを屋外へ設置するための工事を行ないます。

昔は、アンテナ建てるならちょっとでも高くしたいと思い、屋根の上にルーフタワーおいて 3.6m のマスト立てて、と元気だったです。いまはもうそんなことはできません。ガレージの屋根の上、登りやすく手の届くところに設置しようと思います。地上高で 4.5m ぐらいになるでしょう。
工事も体力に合わせて少しずつ数日かけてやっていきます。ケガなどないように、十分注意してやりましょう。

アンテナマストの取り付け

パイラックの取り付け
写真1. パイラックの取り付け

H 形鋼の梁にパイラックを取り付け、横の穴からボルトを出してます。
通常の使い方じゃないので、ボルトがともまいして締め付けできないかなと思ったのですが、バネ座金を入れることでうまく固定できたようです。

なんとなくやっちゃうんだけど、ボルトが締められるかとか、スパナが回せるかとか、ドライバーが入るかとか、ちょっと意識しておくことが必要です。

マスト取付金具の取り付け
写真2. マスト取付金具の取り付け

穴あけ加工と塗装を施した鋼板をパイラックに取り付けます。鋼板は厚さ 2.3mm です。

マスト取付金具は DX アンテナの MW17 です。亜鉛メッキ品は高いですからね、塗装品でいいです。金具の取り付け、ちょっと傾いてません? 梁には勾配がついてるので傾いて見えますが、取付金具は垂直になってます。
ビス、ボルト、ナットなどはステンレスを使いました。

アンテナマストの取り付け
写真3. アンテナマストの取り付け

マストポールは E25 ねじなし電線管、長さ 1.8m です。

E25 は厚さが 1.2mm なので、ちょっと強度が気になります。風吹くと折れそう。取付金具のビスを強く締めると食い込んでしまうので、そこそこに。軽さと価格は魅力なんですが、せめて C管 (薄鋼電線管) にしないとダメですかね。

ちなみに、取付金具の推奨取付高さは 25cm 以下 (UHF アンテナ 風速 45m/s) です。1.8m なんてダメですよ。自己責任でどうぞ。

同軸ケーブルの配線

同軸ケーブルをさばく
写真4. 同軸ケーブルをさばく

同軸ケーブルは 5D-2V です。予定の長さは 20m なのですが、将来的にもう 1 本引く必要あるかなと思い 50m 巻を購入しました。

ケーブルが雑然としていますが、さばいて撚りをとった状態です。ちゃんとさばかないとケーブルがねじれたり絡んだりしてしまいます。5D-2V の太さは CAT6A の LAN ケーブルと変わりないのですが、可撓性がちょっと低いので扱いにくいですね。

リグ付近
写真5. リグ付近

リグをおいてある場所から配線を始めます。
室内は基本的に露出配線ですが、ケーブルはきちんと固定します。天井裏へ入れば隠蔽配線もできるのですが、楽な方法を選択しました。同じルートに LAN ケーブルも数本走っているので、並走する箇所は 50cm 以上離して配線します。

ちなみに、我が家の主要な LAN ケーブルは CAT6A の UTP を使っています。通信速度は 1Gbps ですが、伝送帯域は 500MHz、特性インピーダンスは 100Ω です。ツイストペアなので平衡線路です。
メインチャンネル 145.00MHz に断続的にキャリアが入るので調べてみたら、NTT 西日本のホームゲートウェイ PR-S300HI が発生源でした。こいつが LAN ケーブルを通しても放射されているようなので、ちょっと面倒なんですよねぇ。
同軸ケーブルとどの程度干渉するかはわかりませんが、とにかく接近しないほうが良さそうです。

写真6. ネットワークセンタ

我が家のネットワークの中枢部。ケーブルはここから天井裏へ上がります。
左の白い筐体が悪さしているホームゲートウェイです。どうしましょうかねぇ。

引き込み口カバー
写真7. 引き込み口カバー

以前、ネットワークカメラを外に設置したときに LAN ケーブルを配線したのですが、そのときにちょっと大きめの穴にしておいた引き込み口です。古い木造家屋ですが、それでも外壁貫通は面倒ですよね。
同軸ケーブルもここから屋外へ出してアンテナマストまで行きます。屋外でも LAN ケーブルと並走するところがあるので、できるだけ離すように配線しました。

アンテナマストへ配線
写真8. アンテナマストへ配線

概ねマスト先端までの長さをとって、とりあえず下で巻いておきました。アンテナを取り付けてから固定します。

BNCコネクタの取り付け
写真9. BNCコネクタの取り付け

少し余裕を持って同軸ケーブルを切断、BNC コネクタを取り付けました。
上はこれまで使っていた RG58A/U、下が今回配線した 5D-2V です。BNC コネクタはトーコネの圧着タイプを使いました。RG58A/U のコネクタは AliExpress で購入した安いものです。価格差は信頼の証でしょう、ね。

同軸ケーブル長さの測定
図1. 同軸ケーブル長さの測定

配線した同軸ケーブルの長さを NanoVNA で測定しました。測定方法については過去記事を参照ください。今回の測定では周波数範囲を 50KHz ~ 100MHz と設定しています。
長さは 18.8m と表示されました。145.0MHz で 13.6λ に相当します。ちなみに、マーカーは 0.4m 間隔で動くので 18.8m ±0.2m ということ?かな?

アンテナ本体の取り付け

アンテナ本体を取り付け
写真10. アンテナ本体を取り付け

アンテナ本体を取り付けました。
まだこれから調整などしたいので一部は仮付けですが、だいたいこんな感じが完成形。

アンテナマストと HIVP 管をつなぐクロスマウントは、ホームセンターでみつけた適当なステー鋼板を加工して U ボルトを取り付けたものです。強い風が吹くと回ってしまいそうなんですが、そのあたりも経験してみないとなんともわかりません。
マストからの張り出しは 50cm です。λ/4 離れていればいいかなと思うだけで、根拠はないです。

全体的に強度が気になるところです。かといって各部材をゴツくするのもなんだかなぁ、バランスが悪くなるような感じだし。ま、何事も経験。1年は様子をみましょう。

調整

アンテナ直下で測定しようとしたんだけど、屋外は明るくて NanoVNA の画面がまったく見えません。影にしてみたり透かしてみたりしてなんとか確認はできそうですが、体の位置がアンテナに影響してまともな測定ができませんでした。
でも、共振周波数が少し低いか、整合回路のインダクタンスが大きいか、なんとなくそんな感じです。

送信機からみたスミスチャート
図2. 送信機からみたスミスチャート

送信機側で測定した結果が図2 です。インピーダンス 52.6+j10.0Ω で、まぁいい感じですね。反射係数は 0.03+j0.09、VSWR にすると 1.22 です。
同軸ケーブル長は全体で 14.1λ (19.5m) です。つまり、反時計方向に 1/5 回転だけ移動したところがアンテナ直下でのインピーダンスになるわけですから、共振周波数はやっぱりちょっと低い?のかな?

送信機からみたスミスチャート (調整後)
図3. 送信機からみたスミスチャート (調整後)

エレメントの長さは 94cm のまま変更はしないでおきます。気になっていた整合回路のコイルを直径 5mm、巻数 2 に変更しました。コンデンサは 8pF のままです。
変更後に送信機側で測定したのが図3 です。インピーダンス 49.0+j5.9Ω、反射係数 -0.01+j0.06 (VSWR 1.13) と、少し改善し、軌跡がより小さな円になりました。

後記

今回は、製作した 144MHz 帯垂直ダイポールアンテナを屋外に設置する工事を行ないました。

アマチュア無線局の免許状を得て 6ヶ月、アンテナを設置してようやく「開局」に至った気分です。手探りの製作でわからないことだらけ反省点もたくさんありますが、いろいろ勉強できたし今後の糧にもなりそうです。
やっぱり、自分が必要としているものを作るってのは楽しいし、やりがいありますね。また違うアンテナも作ってみたくなりました。

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