ヘンテナ VS 2/3λヘンテナ

最初の開局当時から2/3λヘンテナが好きで、これまでに何度か作った。

ようやくV/Uのアンテナを上げた。144がJ型、430が2/3λヘンテナ。 SWRは、144は1.1以下で、完璧。430は、仮...

でも、これがほとんど知られていない様子。ということで、シミュレートして比較してみる。

標準のヘンテナ

ヘンテナの構成は、長辺が1/2λ、短辺が1/6λ、給電点が長辺の一端から0.15~0.2λというのが標準。給電点の位置を動かして調整する。これは、1λのループにマッチング用のスタブが付いた形と解釈できる(jh8jnfさんに教えてもらった)。

433MHzで各寸法を計算するとこうなる。

波長 長さ[m]
1 0.693
1/2 0.346
1/6 0.115
0.2 0.139
0.15 0.104

シミュレート、その1

これで433MHzでマッチングが取れているわけだけど、各部の長さは標準の計算値よりも短い。特に、給電点は標準値の0.139~0.104mからだいぶズレて0.06m。

シミュレート、その2

全体的に長さを若干いじったパターン。

エレメントを長辺も短辺も少し長くしたもの。それにともなって給電点がズレる。長辺は標準の計算値よりも若干長め。短辺は標準値よりも短い。

両者の比較

上の二つを比較すると、後者のエレメントが長いほうが利得が高い。前者が5.2dBiに対して、後者は5.23dBi。まぁ、誤差の範囲かもしれないけど。またバンド幅も広がる。SWRが1.5以下の範囲が、前者は5.35MHz、後者は5.89MHz。このことから、エレメントが長めの方が性能は良いと言えそう。

2/3λヘンテナ

こちらは、その名が表す通り、長辺を2/3λとしたもの。給電点は長辺の中央になる。短辺は基本的には標準と同じ。

各寸法を433MHzで計算するとこうなる。

波長 長さ[m]
1 0.693
2/3 0.462
1/6 0.115

早速シミュレート。

計算どおりとはいかないが、これでマッチングが取れた。

標準タイプに比べてゲインは若干高く5.5dBi。もう少し高くなるのかと思っていたけど、そうでもなかった。

それよりも特筆すべきは帯域の広さ。SWR 1.5以下が13.2MHzもある。430MHz帯を丸々カバーできる。また、帯域が広いということは、少々ラフに作っても大丈夫、再現性が高いとも言える。このあたりが、2/3λヘンテナを気に入っている理由。

その他としては、標準タイプだと若干の水平偏波分も見られるが、2/3λだとそれはない。サイドの切れ、と言うか、切れなさはどっこいどっこい。

ちなみに、2/3λヘンテナの給電部の長さをゼロにし、他のエレメントの長さや形を調整するとツインループアンテナやツインデルタループアンテナになる。ツインデルタループではサイドがバッサリ切れる。詳しくはこちらの記事。

2/3λヘンテナって、1λループを二つつないだものだろうと、以前の記事で書いた。 1λループを二つつないだと考えれば、他にもある。ツイ...

リアルグラウンドでのシミュレート

これまでは自由空間でのシミュレートだったので、最後にリアルグラウンドの様子も見ておこう。地上高は5mとしてみた。それ以外はそのまま。

標準タイプ

2/3λヘンテナ

どちらもゲインが高くなった(10.21dBi、10.54dBi)。Z軸のマイナス方向に消えていたものが上に出てきたのだろう。SWR 1.5以下の帯域はほんの少しだけど広がる傾向。

まとめ

ヘンテナの調整って実は結構シビア。6mのヘンテナを実際に作ったことがあるけど給電用のエレメントを何度も動かした思い出。仮設ならクリップ等で動かせるようにしておけばいいだろうが、常設だとしっかり固定したいので、そのときはハンダ付けして大変だった。

一方、2/3λヘンテナは給電ポイントは中央なので「ずらして調整」はない。調整するとなるとエレメント全体の長さを買えることになる。しかし、低SWR帯域が広いので、寸法通りに作れば無調整で実用できる。実際、これまで作った2/3λヘンテナで調整したことはない。

ということで、ほぼ無調整でSWRが下がり、ゲインも若干ながら高い2/3λヘンテナ。ぜひ、試してみてください。バランを付けるなら、分岐導体バランがお手軽です。

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コメント

  1. なか より:

    はじめまして。こんにちは。
    2019年より、ずっとこちらのページを拝見させていただきながら、2/3λのヘンテナを作りたいと思っていて、やっと年が明けて、作ることができました。
    SWR3未満の帯域が非常に広くて、まだシングルですが、初回としては満足しています。

    ブログの記事はこちらです。
    https://wofnaka.exblog.jp/239939656/

    今後とも参考にさせていただきます。
    ありがとうございました。

    JA1TOE なか

    • jh4vaj より:

      ヘンテナはとてもメジャーなのに、2/3λヘンテナはマイナなので、作ってくれる方がいらっしゃるとは嬉しいです。

      できれば、なかさんのブログ記事からこちらの記事にリンクを張ってもらえると嬉しいです。

  2. なか より:

    返信、ありがとうございます。
    こちらのブログと記事の中にリンクを貼らせていただきました。

    住宅街の穴蔵のようなところでアマチュア精神だけで無線をやっています。
    アンテナの真下に来ないと、アンテナ全体が見れないという環境です(笑)。

    今度は1200MHzの2/3ヘンテナを作ります。

    • jh4vaj より:

      リンク、ありがとうございます。
      1200MHz、楽しみですね。私も試しに作ってみました。給電ポイントが変則ですが。

      https://www.jh4vaj.com/archives/14308

      これでいいのかどうか、いまいち判断できないのですが…。

  3. なか より:

    むかし、ハムフェアに出かけた折に、FCZ研究所の方から、この本をあげるから作ってね、と言われてもらった「ヘンテナⅢ」が手元にあります。
    ここにはふんだんに2/3のヘンテナが掲載されてました。特に1200について。
    ただ、私は測定器をまったく持ってなく、確実なアンテナを探しては作って交信している具合です。今まで作った1200のアンテナで確実に動作したのは、AWXとコーナーリフレクターぐらいですね。
    AWX:https://wofnaka.exblog.jp/19299940/
    コーナーリフレクター(1枚目の写真):https://wofnaka.exblog.jp/21349518/

    次の休みには作ってみようと思います。1200の2/3ヘンテナ。

  4. なか より:

    自粛期間はアンテナ作りに精を出しております。
    https://wofnaka.exblog.jp/240274653/

    今日(5/5)は、145MHz帯の2/3ヘンテナを作成。我が家にはデカすぎました。
    少し幅を取りすぎたようでしたし、建物の影響をかなり受けたために、横幅がかなり短くなりました。あとは、上げる場所がいまいちだったので、交信状況はこれからになります。
    上の方に、145/430MHzのAWXが上がっていますが、このAWXの地上高が高いので、2/3ヘンテナの方が劣る結果になってしまっています。

  5. JR7GDU より:

    はじめまして.いつも勉強になります.
    会社のクラブ局で長年50MHzターンスタイル1/2λヘンテナを使ってきました.
    サイズは960×3080位,給電点は下から760位です.
    ローテーターが使えない環境の中で50MHzの水平偏波無指向性アンテナは一つの理想であり,申し分ないパフォーマンスでした.
    1/2λヘンテナの調整は,大ループ(主に共振周波数に寄与)と小ループ(主にインピーダンスに寄与)を別々に調整することで比較的簡単に追い込めることを発見しました.給電点をスライドさせるのは普通のアンテナでエレメント長とマッチングセクションを同時に動かしているのと同じで,何をやっているかわからなくなります.
    さて,今回この記事も参考にしながら,一層の性能向上を目指してターンスタイル2/3λヘンテナに変えました.寸法は1080×3800位です.
    調整途上ながら,1/2λより明らかに1ランク上の性能です.シミュレーションでゲイン差が0.3dBしかないとは信じられません.特に受信時の弱い信号の浮き上がりが印象的です.

    • jh4vaj より:

      ターンスタイルヘンテナ(λ/2)、1λターンスタイルヘンテナは聞いたことがありますが、2/3λのものは初めて聞きました。面白そうですね。画像(写真やシミュレーション画面)があれば添付してもらえると嬉しいです。

    • JR7GDU より:

      お返事ありがとうございます.
      6Dコンテストの際に調整を行いますので,その後写真等共有いたします.
      6/20(日)21:00からの1エリア6mAMロールコール(50.55MHz)でキー局JQ1YNVがこのアンテナで武蔵野市からオンエアします.お住まいが1エリアでしたら実際の信号をお聞き頂けるかもしれません.
      ターンスタイル1/2λヘンテナは宮崎のビーコンが有名ですが,1λは聞いたことがありませんでした.

    • JR7GDU より:

      MMANAの画面はありましたのでご参考まで共有いたします.
      自由空間のシミュレーション結果です.

      • jh4vaj より:

        ありがとうございます。指向性、ほぼ真ん丸ですね。面白いです。
        調整ですけど、ターンスタイルの場合、一つずつ行ってそれを接続するのでしょうか?

        1λのものは書籍で紹介されたようです。それを作ったという話を掲載したブログがありました。
        https://ameblo.jp/jj3olb/entry-12353921867.html

      • JR7GDU より:

        調整はターンスタイルに組んだ状態で1本ずつ行います.
        基本ではありますが,位相差をつけるためケーブルが短い方はその分延長した上で,給電点から測定点までのケーブル電気長が1/2λの整数倍になるようにしています.
        2本とも調整が終わったらQマッチを組みます.
        エレメントは2mmΦのIV線です.上下の水平部分は塩ビパイプを通した後上下に引っ張ってテンションをかけて形状を保ちます.
        ターンスタイル1λのご紹介ありがとうございます.430でしたらサイズも手頃ですね.50MHzでターンスタイルをやる人は1/2λでもなかなかいないようです.ワッチ用アンテナとして最適だと思うのですが.
        なおつい先日まで上げていたターンスタイル1/2λヘンテナの写真はCQ誌2019年11月号77ページに載っています.作りは上げたばかりの2/3λと同じです.

        • jh4vaj より:

          なるほど、やはり一本ごとに調整するんですね。全体を組み上げてからだと何が何やらわからなくなりそうに思いましたので。
          CQ誌はときどきしか購入しておらず、あいにく、その号は持っておりません。2/3λのものの写真を楽しみにしています。

    • JR7GDU より:

      まずはターンスタイル1/2λヘンテナの状況を共有します.
      2/3λヘンテナの設置場所に行けるのは少し先になります.
      一基の寸法は,外形960×3080,下エレメントから給電エレメントまで760です.
      上ループと下ループの長さを独立に変えられるようになっています.
      飛び,安定性とも申し分ありませんでした.
      水平偏波が主である50MHzのワッチ用にピッタリのアンテナと思いますが,宮崎のビーコン以外に使っている方はまだ聞いたことがありません.

      • jh4vaj より:

        ありがとうございます。壮観ですね。Twitterでシェアしました。

      • JR7GDU より:

        Twitterの投稿拝見しました.
        6Dコンテスト後に現用2/3λの状況を共有します.
        2/3λは調整前ながら非常に好調です.
        ヘンテナの標準は2/3λであり,1/2λ(1λもですが)はそのバリエーションととらえるのが自然なのではないかと思いはじめました.
        発案者の最初のアイディアに近いのも2/3λですよね.

        • jh4vaj より:

          そうなんです。発案者さんの最初のアイデアが上下に二つの1λループなんですよね。それに気づいたときに、こちらの記事を書きました。

          https://www.jh4vaj.com/archives/1858

          上下1λのループをやや変形させて縦に伸ばすと2/3λになったところでマッチングが取れるということなんだと思います。これをさらに変形させて真ん中を絞って一点にするとツインデルタループになります。