50MHz LFA Yagi Koichi Seki JJ1NNJ 5el LFA Yagi 2015.2.21 Stacked 5el Yagi パターンがきれいだというLFA(Loop Fed Array)Yagiを試作して簡単な評価を行いました。 Feed Point 50MHz 5el LFA Yagi 出典は DUBUS 「TECHNIK Ⅸ」 G0KSCの記事です。 25年以上前のCD社のCL6DXを利用し、パイプ径の違いをMMANAで補正しました。(※) 原典は同軸を数ターン巻いたチョークで給電していますが、試作品はバズーカバランを採用しました。 1/4λ Al tub 評価方法 評価の相手は5el Yagiのスタックで、約30mの間隔で対向させました。 片方のアンテナにSGを接続し、もう一方のアンテナには無線機に接続します。 評価アンテナを360度回してSメータをプロットしました。SメータはあらかじめSGで校正しました。 SGと無線機をつなぎかえることで評価アンテナのTX/RXの特性をとりました。 おことわり 相手の5el YagiはJA7KPIのブログ公開データを勝手ながら引用させていただき(公開Tnx JA7KPI) 手持ちのナガラ八木のパイプ径の差をMMANAのシミュレーションで補正して作成しました。 しかし作成した後でパイプ径の設定を間違えていたことがわかり(ご指摘Tnx JR1LZK) 間違えて作ったものを正しくシミュレーションした結果を掲載しています。従って引用させていただいた元の5el八木はもっと良い性能です。 ※パイプ径を間違えシミュレーションをして作成してしまいましたが出来上がりを再シミュレーションしたところオリジナルに比較し許容内でした。 1 / 9 ページ 2015.02.07 ビームパターン(RX) LFA6m5 12mH 初期状態 210°方向パターン膨らみは? peak=0dB 330 SG: MSG2580 ⇒ 2x 5el yagi LFA6m5 ⇒ IC575 SSB Freq: 50.260MHz SG level: -55dBm 方位角 測定値 補正 正規化 deg S-Unit dBm peak=0dB 0 9+15 -78 -4 15 9 -88 -14 30 5.5 -99 -25 45 3 -104.5 -30.5 60 1 -109.5 -35.5 75 3 -104.5 -30.5 90 2 -107 -33 105 5 -100.5 -26.5 120 4 -102.5 -28.5 135 3 -104.5 -30.5 150 6.5 -96.5 -22.5 165 7 -95 -21 180 7 -95 -21 195 7 -95 -21 210 8 -91 -17 225 8.5 -89.5 -15.5 240 8 -91 -17 255 7.5 -93 -19 270 9 -88 -14 285 9+10 -82 -8 300 9+18 -76 -2 315 9+20 -74 0 330 9+20 -74 0 345 9+18 -76 -2 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 165 150 180 peak=0dB 330 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 180 165 150 86 deg @-10dB 2 / 9 ページ ※赤丸が怪しいとにらんで、次で改善 パターン図上下はレベル軸の最小目盛の違い レベル軸は対数表示ではないので シミュレーションのようなスマートな図にはならない 2015.02.08 ビームパターン(RX2) LFA6m5 12mH タワー回り改善 peak=0dB 330 SG: MSG2580 ⇒ 2x 5el yagi LFA6m5 ⇒ IC575 SSB Freq: 50.260MHz SG level: -55dBm 方位角 測定値 補正 正規化 deg S-Unit dBm peak=0dB 0 9+15 -78 -4 15 9+5 -85 -11 30 4 -102.5 -28.5 45 3.5 -103.5 -29.5 60 0.5 -111 -37 75 0.5 -111 -37 90 1.5 -108 -34 105 5.5 -99 -25 120 5 -100.5 -26.5 135 0.5 -111 -37 150 4.5 -101.5 -27.5 165 4.5 -101.5 -27.5 180 3.5 -103.5 -29.5 195 3 -104.5 -30.5 210 6 -98 -24 225 7.5 -93 -19 240 7 -95 -21 255 5.5 -99 -25 270 7 -95 -21 285 9+8 -83 -9 300 9+15 -78 -4 315 9+20 -74 0 330 9+20 -74 0 345 9+18 -76 -2 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 165 150 180 peak=0dB 330 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 180 165 150 89 deg @-10dB 3 / 9 ページ ※まだ左右がアンバランス 何かがおかしくバランの影響があることを考える 2015.02.11 ビームパターン(RX3) LFA6m5 12mH コア追加 peak=0dB 330 SG: MSG2580 ⇒ 2x 5el yagi LFA6m5 ⇒ IC575 SSB Freq: 50.260MHz SG level: -56dBm 方位角 測定値 補正 正規化 deg S-Unit dBm peak=0dB 0 9+12 -80 -6 15 9+2 -87 -13 30 2 -107 -33 45 4 -102.5 -28.5 60 4 -102.5 -28.5 75 5.5 -99 -25 90 5 -100.5 -26.5 105 5 -100.5 -26.5 120 3.5 -103.5 -29.5 135 0.5 -111 -37 150 4 -102.5 -28.5 165 4.5 -101.5 -27.5 180 2 -107 -33 195 0.5 -111 -37 210 3 -104.5 -30.5 225 6.5 -96.5 -22.5 240 6 -98 -24 255 4 -102.5 -28.5 270 7 -95 -21 285 9+8 -83 -9 300 9+15 -78 -4 315 9+20 -74 0 330 9+20 -74 0 345 9+18 -76 -2 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 165 150 180 peak=0dB 330 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 180 165 150 83 deg @-10dB 4 / 9 ページ ※1/4λ シュペルトップにパッチンコア追加 フロントのビーム幅も改善 2015.02.11 ビームパターン(TX3) LFA6m5 12mH コア追加 peak=0dB 330 SG: MSG2580 ⇒ LFA6m5 2x 5el yagi ⇒ IC575 SSB Freq: 50.260MHz SG level: -56dBm 方位角 測定値 補正 正規化 deg S-Unit dBm peak=0dB 0 9+12 -80 -6 15 9+2 -87 -13 30 2.5 -105.5 -31.5 45 4 -102.5 -28.5 60 3.5 -103.5 -29.5 75 5.5 -99 -25 90 5 -100.5 -26.5 105 5.5 -99 -25 120 4 -102.5 -28.5 135 0.5 -111 -37 150 4 -102.5 -28.5 165 4.5 -101.5 -27.5 180 2.5 -105.5 -31.5 195 0.5 -111 -37 210 2.5 -105.5 -31.5 225 6.5 -96.5 -22.5 240 6 -98 -24 255 4 -102.5 -28.5 270 7 -95 -21 285 9+8 -83 -9 300 9+15 -78 -4 315 9+20 -74 0 330 9+20 -74 0 345 9+18 -76 -2 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 165 150 180 peak=0dB 330 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 15 TXで評価してもRX(Page4)とほぼ同じパターン (これはほかのページの測定でも一緒であった) 30 45 コア挿入でシミュレーション結果に近づいた。 1/4λ バズーカバランの性能が十分でなかったか? 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 180 165 150 83 deg @-10dB 5 / 9 ページ コアを給電点近くにも挿入すれば もう少しパターン改善の可能性があるかもしれない。 (変わらなければ周囲の影響が考えられる) 2015.02.07 ビームパターン(RX) 2x 5el yagi 13mH (center) peak=0dB 330 SG: MSG2580 ⇒ LFA6m5 2x 5el yagi ⇒ IC575 SSB Freq: 50.260MHz SG level: -57dBm 方位角 測定値 補正 正規化 deg S-Unit dBm peak=0dB 0 6.5 -96.5 -22.5 15 5.5 -99 -25 30 2 -107 -33 45 4.5 -101.5 -27.5 60 6 -98 -24 75 5.5 -99 -25 90 8.5 -89.5 -15.5 105 9+10 -82 -8 120 9+15 -78 -4 135 9+20 -74 0 150 9+20 -74 0 165 9+15 -78 -4 180 9+10 -82 -8 195 7.5 -93 -19 210 5.5 -99 -25 225 4.5 -101.5 -27.5 240 6 -98 -24 255 1.5 -108 -34 270 7 -95 -21 285 7.5 -93 -19 300 8 -91 -17 315 8 -91 -17 330 7.5 -93 -19 345 4.5 -101.5 -27.5 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 165 150 180 peak=0dB 330 345 315 300 285 270 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 15 30 45 60 75 90 255 105 240 120 225 135 210 195 180 165 150 81 deg @-10dB 6 / 9 ページ 半径直径を取り違えて最適化をしてしまい オリジナルよりFB比が悪い。 2015.02.11 ノイズレベルをAF出力でプロット LFA6m5 12mH 2x 5el yagi 13mH (center) 参考 LFA vs ノーマルYAGI 315 300 330 345 -14 0 15 -16 30 45 -18 60 -20 TS850 + CONV SSB NOISE METER MN-445A Freq: 50.260MHz 方位角 Audio output level (dB) LFA6m5_RX2LFA6m5_RX3 2x 5el yagi deg 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 -17.5 -17.5 -18 -19 -19.5 -20 -19 -18.5 -18.5 -18 -17 -15 -14.5 -14.5 -15 -15 -14.5 -14 -13.5 -14 -14.5 -15.5 -16 -17 -21 -21 -21 -20 -19.5 -19.5 -20 -19.5 -20 -19.5 -21 -20 -19 -17 -16.5 -16.5 -16.5 -17 -15 -14 -16 -16 -18 -20 285 270 75 -22 ピーク -24 方向 90 255 105 ノーマルYAGIは最適化 できていないので参考 であるが、リア側のパ ターンがきれいなほう がノイズ源と思われる 方向以外のレベルが低 い。 ノイズ状況は日により 随分と変わり乾燥した 日は別の方向のノイズ が強烈で違った様相と なる。 240 120 -17 -17 225 135 -18 210 150 2x 5el yagi -19 195 165 180 LFA6m5_RX3 -20 -20.5 -20 LFAの給電部違い 0 [RX2] 不平衡電流でパ 345 -14 15 -19.5 ターンが乱れており 330 30 -18.5 (Page2,3参照)全方向で -16 315 45 -17 ノイズレベルが高い。同 -18 -16.5 300 60 軸から垂直偏波成分も -20 -16 拾っている可能性大 285 75 -16 [RX3] パッチンコア挿入 -22 -15.5 で改善(Page4,5参照) 270 90 -24 -16.5 この比較は単純にパ -16 255 105 ターンの差だけではな -15 いかもしれない。 240 120 -14.5 -14.5 225 135 -15 210 150 LFA6m5_RX2 -16 195 165 180 -17 LFA6m5_RX3 -18 -18 グラフの軸は2dBステップ、2dB差は耳ではっきりわかる コア追加によるノイズレベルの改善効果は絶大 ※AGCは効いていない領域の測定 7 / 9 ページ 345 330 0 -10 315 300 -20 285 -30 270 -40 255 240 225 210 195 345 330 0 -10 315 300 -20 285 -30 270 -40 255 240 225 210 195 0 180 0 180 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 LFA5el 2x 5el Yagi 2015.02.11 VSWR LFA6m5 12mH 1.8 1.7 IC575: 5W RW211A Direction 240deg 180deg MHz VSWR VSWR 50.0 1.1 1.05 50.1 1.1 1.05 50.2 1.1 1.05 50.3 1.09 1.05 50.4 1.09 1.07 50.5 1.09 1.07 50.6 1.1 1.08 50.7 1.15 1.1 50.8 1.25 1.22 50.9 1.48 1.45 51.0 1.85 1.8 1.6 LFA6m5c ⇒IC575 SSB 1.5 240deg 1.4 180deg 1.3 1.2 1.1 1 50.0 50.1 50.2 50.3 50.4 50.5 50.6 50.7 50.8 50.9 51.0 コア4個追加した状態 リターンロスで確認すると、 コアなしのときは方位角によっては急峻なディップが発生していたが、(VSWRはよくなる傾向だった) コアを追加することで安定した。 50.7MHzから高い周波数で急激に悪化するのでFM帯では使えない。 8 / 9 ページ 2014.12.14 VSWR (参考) 2x 5el yagi 13mH (center) 1.8 1.7 IC575: 5W RW211A Direction 240deg 180deg MHz VSWR VSWR 50.0 1.05 1.05 50.1 1.08 1.05 50.2 1.1 1.08 50.3 1.15 1.13 50.4 1.18 1.2 50.5 1.19 1.22 50.6 1.19 1.24 50.7 1.15 1.23 50.8 1.17 1.2 50.9 1.19 1.2 51.0 1.2 1.2 51.1 1.25 1.22 51.2 1.3 1.3 51.3 1.4 1.4 51.4 1.5 1.5 51.5 1.6 1.65 51.6 1.63 1.75 51.7 1.68 1.8 51.8 1.65 1.78 51.9 1.6 1.68 52.0 1.53 1.55 52.1 1.45 1.45 52.2 1.4 1.4 52.3 1.4 1.4 52.4 1.5 1.52 52.5 1.8 1.8 1.6 LFA6m5c ⇒IC575 SSB 1.5 240deg 1.4 180deg 1.3 1.2 1.1 1 50.0 50.1 50.2 50.3 50.4 50.5 50.6 50.7 50.8 50.9 51.0 1.9 1.8 1.7 1.456311 1.485149 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1 50.0 50.5 51.0 75Ω の同軸ケーブルによる分配でスタック化したもの。 単体アンテナの特性もほぼ同じ傾向。 ガンママッチで給電。 FM帯は低い周波数で何とか使えそう。 9 / 9 ページ 51.5 52.0 52.5
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