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モータードライブでチューニング 完成

以前の記事に書いたように、Qが非常に高いマグネチックループアンテナでは周波数を少しでも変えるごとにチューニングが必要です。MLAであるAlexLoopアンテナをベランダに設置して運用するには、机に向かったままベランダのアンテナのチューニングを行う必要がある訳です。今回はステッピングモーターを利用することにしました。

バリコンにモーターを接続

バリコンにモーターを接続

まずはチューニングボックスまわり。これまではグリップ(ループの外側)の方に出ていたツマミを上(ループの内側)に向け、そこにベーク板で固定したステッピングモーターのシャフトを繋ぎます。試験的な意味もあったので、かなりad-hocな見た目になっていますが気にしない方向で。

モーター固定 拡大

モーター固定 拡大

この写真では分かりにくいですが、ベーク板からスペーサで1cm浮かせたL字ブラケットでモーターを固定しています。ケーブルがちょっと貧弱なのが気になります。頻繁に着脱すると壊れそうなので、もうちょっと頑丈そうなコネクタで中継できればよいのですが、中継コネクタはどうも苦手です。

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モータードライブでチューニング 作成2

前回の記事に続き、合間合間に作成を進めています。

ケースについては、千石でタカチの開閉式のプラスチックケースOP-125を購入しました。プラケースなのでドリル等での加工が簡単そうです。ケーブルについては、当初はΦ0.5mm 6芯リボンケーブルの予定でしたが、ケーブルが太くてコンタクト(圧着端子)をうまく付けることができず、Φ0.3mmのものに変更しました。

部品が揃ったら実装開始です。まずモーターのマウントから。いい感じのマウント用のプラ板が見つからず、サンハヤトのt=1.0mmのベーク板を使うことにしました。薄いために微妙にしなるのが気になりますが、気にしない方向で。チューニングボックスをマスト(グリップ)に固定するバンドの穴の位置をベーク板に書き写して、そこにドリルで穴開けです。

次に、ベーク板を取り付けて、モーターとバリコンのシャフトを異径カップリングで繋いでみます。モーターの固定には、マックエイトのL字ブラケットと10mmのスペーサを使いました。これでど軸の高さがんぴしゃ揃いますので、スペーサーを固定するための穴の位置を決めます。一旦べーク板を外して穴を開け、再度ベーク板を固定して今度はモーターを固定します。ぴったりです。モーター(チューニングボックス)側の作業は以上です。

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AlexLoopアンテナ 50MHz対応

AlexLoopアンテナは40m (7MHz) ~ 10m (28MHz)に対応していますが、6m (50MHz)には対応していません。KX3は50MHzにも対応していますので、このアンテナのループを少し小さくして6mに対応させようかと考え中です。

寸法などはこれから検討する必要がありますが、オリジナルが直径90cm、ループ長が約270cmです。真ん中のジョイントを外せば直径45cm、ループ長がおよそ140cmで半分となります。こんな単純でいいのか分かりませんが、周波数がおよそ倍→波長は半分→ループ径も半分、とかこんな感じでいいのでしょうか?

よく分かりませんが、モータードライブよりは安価に実験できそうですので、M型コネクタ(オス)2コと適当なジョイントを入手して、ヒマな時に実験してみたいと思います。問題なさそうならオリジナルのループと太さの近い8D-2Vも購入してEスポのシーズンに備えたいですね。

まあ、無理にMLAに拘らず、いっそ一思いにヘンテナでも自作するという手もなくはないのですが。

AlexLoopのチューニングボックス

モーターをどう固定するか検討するために、AlexLoopアンテナからチューニングボックスを外してみたり、チューニングボックスを開いてみたりしています。

AlexLoopアンテナ チューニングボックス内部

AlexLoopアンテナ チューニングボックス内部

ボックス内にはバリコンが鎮座ましましております。これなら、大型のボックスに交換してモーターを内蔵してもよさそうですが、前述のように移動運用では手動チューニングで済ませたいので、やはりモーターは外付けですね。

写真では下部の方にループ、上部がグリップ(持ち手)側になります。つまみのあるグリップの方にモーターを置くとアンテナをベランダに固定する金具と干渉しますので、ボックスの上下を入れ替えてループ内部にモーターを配置すればよさそうです。

写真にも写っているように、グリップとボックスはボルト・ナットで固定されていますので、上下の入れ替えは簡単です。この時にグリップとボックスの間にモーターを固定するアクリル板か何かを挟み込めば、モーターの固定方法も簡単に解決しそうですね。

モータードライブでチューニング 構想2

昨日発売のCQ誌の特集がマグネチックループアンテナ(MLA)でした。何たる偶然! というタイミングです。しかし正直に申し上げて、雑誌として情報がまとまっている以上には……

ちなみに私はAlexLoopアンテナを使っていますが、実はチェコのMLA-Mの購入を検討したことがありました。製造元にコンタクトを取ったところ、直販していないのでドイツの代理店 WiMoを紹介されたという経緯があります。ちなみにMLA-MをWiMoから購入する場合、送料だけでMLA-Mの価格以上のコスト(500EUR弱?)が掛かります。国内で取り扱いのあるラジオパーツジャパンや複数の個人輸入代行業者なども当たりましたが、コストはWiMoとほとんど代わらず、総額で10万近くになるため購入を断念したという経緯があります。

WiMoではAlexLoopアンテナも扱われていますが、AlexLoopアンテナは作者のAlexさん (PY1AHD)から直接購入できます。代理店経由ですと日本への送料込みで 340EUR ですが、直販ですと多少安くて送料込みで $399 です。南米ブラジルからの発送になりますので、EMSなのに1週間ほど掛かるのはご愛嬌ということで。Alexさんのメールでのレスポンスが非常に早いのもポイントが高いです。

閑話休題。前回の記事でドライバをアンテナ側に置くことを考えていましたが、はやりボックスを複数作成するのが面倒臭くなり、ドライバは手元に置くことにしました。ドライバからモーターへ6本のラインが延びることになり、パルスが鈍るんじゃないかとかノイズ源になりやしないかという点は心配ですが、その時に考えることにします。安直ですがノイズはフェライトコア(パッチンコア)を噛ませておけば大丈夫?

また、もし今後MLAアンテナを自作することになった場合、ドライバが手元にあれば使い回すことができるかも知れませんし。

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モータードライブでチューニング 構想

AlexLoopアンテナ(に限らずMLAアンテナ一般)はQ値が高いためにSWRの低いポイントが狭く、アンテナに付随のチューニングボックスでチューニングを取りながら運用することが必要です。 ポータブル運用時はチューニングボックスに手が届く距離にアンテナを設置しますので、あまり問題になりません。しかし自宅でAlexLoopアンテナを使う場合、ベランダに設置します。当然、屋内からはチューニングボックスに手が届きません。

そこで、屋内からチューニングできるようにしようと考え中です。 単純に考えれば、バリコンのつまみにモーターを接続し、屋内からモーターを回転させることができればOKです。モーターについていくつかrequirementを挙げてみると、

  • 低速で回転
  • 止めたい所でピタリと止められる
  • CW/CCWが自在

という感じですので、通常のモーターではなくステッピングモーターが向いていそうです。秋月電子で捜してみたところ、ドライバも含めていい感じのものが見つかりました。

これに12V程度の電源があれば問題なさそうです。丁度、KX3の電源用に改造しようと購入して改造できなかったスイッチング電源が余ってますので、これを流用しましょう。実際に組み上げるためには、

  • モーターとバリコンのジャフトの接続 (異径カップリング)
  • モーターとドライバ、スイッチの設置・配線

あたりも検討する必要があります。モーター(3mm)とバリコン(6mm)の異径カップリングについては、安価なジュラコン・スペーサを流用する方法がありますが、ここは千石電商にあるアサ電子工業のユニバーサル・カップリングを利用することにします。ちょっと値が張るのが欠点ですが、軸のぶれやずれを吸収してくれるのは大きいです。

ドライバをアンテナ側に置くか手元に置くかも考えなければなりません。前者の場合、CW/CCWのスイッチを手元に引っ張るラインが必要になります。後者ではこのラインは不要ですが、ユニポーラのモーター制御のためのコードを6本、手元からモーターまで引っ張る必要があります。このラインにはパルス信号が乗りますし、数mの長さになることを考えるとノイズ源になる可能性もあります。

とすると必然的に前者でしょうか。アースを共通にすればラインは4本で済みますし。一方でケースはアンテナ側と手元の2つが必要になりますが、それはそれということで。

BNCコネクタ 交換

AlexLoopアンテナに取り付けられているBNCコネクタがあまりにもアレだったので、ちゃんとした同軸構造のBNCコネクタに交換することにしました。

AlexLoopアンテナ BNCコネクタ(旧) 外観

AlexLoopアンテナ BNCコネクタ(旧) 外観

↑ぱっと見は普通のコネクタで、スプリングも奢ってあり、ケーブルへの負担も小さくなっているように見えますが……

 AlexLoopアンテナ BNCコネクタ(旧) 内部

AlexLoopアンテナ BNCコネクタ(旧) 内部

中身はこんな感じで、まるでインピーダンスを意識しなくてよいオーディオ用のフォーンプラグのような構造です。これではケーブルやコネクタでインピーダンスを管理している意味がなさそうです。そこで、ちゃんとしたBNCコネクタに交換することにしました。

 AlexLoopアンテナ BNCコネクタ(新) 作業中

AlexLoopアンテナ BNCコネクタ(新) 作業中

コネクタはマルツで購入しました。製造元のドキュメントに従ってケーブルを加工し、センターピンを半田付けし、ナットを締め付けて完了です。同軸ケーブルの加工は久し振りでしたが、カッターとニッパーだけでも何とかなるものですね。

将来的には半田付けの不要な圧着タイプに移行したいところ。工具が高価なので二の足を踏んでいますが。