2006年07月01日

マイクロアンテナの実験?

最近暇が無くブログの更新が滞っています。m(__)m
実験中のネタですが公開します。

T-REXのアンテナですが受信機付属のアンテナリードは970ミリあります。
皆さんその処理にはお悩みのことと存じます。(自分だけかも。。。?
適当に折り返しても果たして受信感度は???
半分くらいになれば取り回しが良くなりますね。

エアクラフトさんにMicroAntennaがありますが、インドア・パークプレーン用です。
T-REXには少し短すぎる様な気がします。(受信感度が高ければ良いのですが。。。)

いつも巡回するブログの「R/C 小型電動飛行機 News」にも関連記事があります。
http://blog.so-net.ne.jp/kanamonoyarc/2006-06-30
http://blog.so-net.ne.jp/kanamonoyarc/2006-06-17-2

で、実験しました。
以前作った簡易スペアナで測定してみました。
まず送・受信側アンテナを作ります。
同軸ケーブルの芯線にアンテナを付けます。ラジアルリード(グランド)は付けません。
長さは、1/4λ(ラムダ=波長)=1,030oにしました。波長短縮率は掛けていません。
SP(スペアナ)TG(トラッキングジェネレータ)とも同じ長さで共振状態を確認しました。
アンテナ距離は10pです。
大体72MHzアンテナとして動作していますね。

DP1.jpg

今度は短縮アンテナの実験です。
送信(TG)側は先に作った1/4λアンテナを使います。

まずエアクラフトのMicroAntenna(72MHz用)です。
根本はAWG24線で40oです。
収縮チューブを取り去ると、アキシャルリードタイプのインダクタ(コイル)が付いています。
φ3×6.5oの2.7μH(マイクロヘンリー)です。
TDKの同タイプの規格によれば、自己共振周波数は95MHzです。

アマチュア無線をやっておられる方はお分かりでしょうが、95MHzトラップ付ホイップアンテナと同等な動作をするはずです。
インダクタがLC並列共振回路(トラップ)として動作します。
つまり95MHzより低い周波数ではL成分がローディングコイルとして動作し、95MHzより高周波数ではC成分が短縮コンデンサとして動作します。
また、95MHz付近ではトラップとして動作するのでこれより先の部分に電波は乗りません。
↑自分のおぼろげな記憶によればです。間違っていたらご指摘下さい。by JH7II*です。(^^ゞ

DP1A.jpg

ピークは69MHzですが、測定結果は周囲の状況に大きく左右されるので72MHzとして問題無いと思われます。
また自己共振周波数の95MHz付近で大きく減衰しています。

DP3.jpg

手持ちの2.2μHインダクタで真似をしてみました。
写真一番上です。赤いのが、エアクラフトのMicroAntenna(72MHz用)です。
下のは全長1,030oのリード線を竹串に巻いてみました。

DP5A.jpg

2.2μHインダクタアンテナ

DP4.jpg

1/4λ全長1,030oのリード線を竹串に一部巻いた状態
(表示スパンを100MHzに広げてあります。)
ピークが80MHzあたりになります。真っ直ぐの状態よりも共振周波数が上に上がります。

DP5.jpg


全部巻いたらどうなるか?

DP6.jpg

アンテナは天井より吊した状態で測定しましたが、電波は周囲の影響をもろに受けますので測定結果はあくまで参考値です。
全コイル状のアンテナを床においた場合の測定結果は下のようになります。
写真一番下の状態です。

DP6A.jpg

DP7.jpg

以上の結果から、T-REXクラスのヘリ用なら受信機のアンテナリード線をノイズレスパイプにでも適当に巻けば良いのではと考えます。
ただし、共振周波数は上がりますので、よりマッチングを気にするならリード線を長目にすれば良いでしょう。

次回はアンテナリードと同じタイプの電線を探して、実際に作成する手巻きアンテナ作成用データを取る予定。

【追記】

次回記事も待ちきれない方もおられるようですので。。。(^^ゞ
とりあえず、付属アンテナをコイル巻きにする方法の一案です。
ノイズレスパイプに穴を開けて写真の様に巻付けて上から収縮チューブを被せます。
写真のように密巻きでも良いし、間隔を空けて粗巻きでもお好みの方法で。。。
またパイプの長さもご自由に。
巻く位置によってアンテナ効率や共振周波数の変化が違ってきますがT-REXクラスなら問題なし???と思います。

一応、地上での感度テストはお願いします。ご利用は自己責任で(^^ゞ

MINI-ANT.jpg

posted by かんぼ at 19:46| Comment(17) | プロポ・サーボ
この記事へのコメント
僕もアマ無線(JR2H**)の免許持ちですが、難しぃ〜。
スタートは30年前の中3の時ですが、知識は退化するのみで進化なしです(^^ゞ。

僕はこのミニアンテナを使っていました。
http://www.geocities.jp/aerohawk_7/x400/arkphoto021.jpg
シグナルロスは9%と紹介されていましたが、400クラスのヘリには充分な性能、ノーコンの経験はありませんでした。
RunRyderなどでよく見るヘリは、ほとんどがミニアンテナを装着しているか、ノイズレスチューブなどにクルクルと巻き付けていますよね。
X-400水没でミニアンテナも無くしてしまい、今のHDXではアンテナ線真ん中で180度折り返し、直線を保つようにV字で配線しています。
でも可能ならクルクルさせて短くしたいところですが、知識もなく出来ずにいます。
V字の配線するよりはクルクルの方が感度が良かったりって事があったりして...、
かんぼさんの手巻きアンテナの記事を楽しみにしています。
Posted by もっちん at 2006年07月02日 09:56
もっちんさん、こんにちは。
実は、結果というか結論は決まっていたりして。。。(^^ゞ
アンテナ線をなるべく根本の方で短くしたい分だけノイズレスパイプに巻き付けて収縮ツチューブ被せて固定して下さい。(ベースローディングですね。)
残り部分はスキッドのノイズレスパイプに通すだけでOKです。
ノイズレスパイプの受信機側に巻付ける方法もあります。(センターローディング)
どちらにしても共振周波数は高くなりますが大丈夫でしょう。
墜落してアンテナ線が切れたら長目のリード線を巻けばマッチング取れますから、最初からリード線を交換しなくて良いのでは?
折り返しよりは、コイル巻き方式が良さそうです。
元からインピーダンスや周囲(フレームなど)環境がめちゃくちゃですから。。。
受信感度低下するのは当たり前ですがグライダーみたいに遠くに離すわけでもないし、半分ぐらいまでなら短くしても問題はなさそうです。

コツはやはり従来から言われているように、なるべく機体(フレーム)から離す事です。
機体搭載状態で受信感度比較するには、受信機から高周波信号を取り出し、受信強度(Sメーター)を計る必要がありますから大変面倒です。
その昔、HFアンテナのVSWR調整しましたが。。。それみたく(^^ゞ

また、全ての受信機を確認したわけではありませんが元から340oぐらいの波長に対して短いアンテナリード線が付いている受信機には内部にインダクタが内蔵されて物もありそうです。
そのタイプの受信機にはマイクロアンテナをそのまま付けるのは問題がありそうです。
短縮しているのをさらに短縮する結果になりますから。。。
Posted by かんぼ at 2006年07月02日 13:15
かんぼさん、今回もとてもありがたい記事です。φ(.. )メモメモ
僕が以前使っていた市販のミニアンテナは、ノイズレスチューブにコイル状に線が巻き付けてあり、熱収縮チューブで覆ってあるだけでした。
アンテナの説明書には、受信機のアンテナ線を10〜15cm残してカット、そこへミニアンテナを取り付けると注意書きがありましたが、9%のロスだけなら小さなヘリには充分実用的でした。

今使っている受信機はFutabaのR146iPですが、これに付いているアンテナ線の長さは、たぶん72Mhzに理想的な長さになっているとは思いますが、それを単純にチューブに巻き付けるだけでも、V字にして必死にアンテナ線を伸ばすよりはより良い訳ですね?

とにかく今の状態ではアンテナ線が邪魔で、手で何度も引っ掛けたりもしています。何かのついでにミニアンテナを注文する予定でしたが、もし巻き付けるだけでOKなら自作で充分ですね。
アンテナ取り付け位置は、メカやフレームから離れるスキッド後部にするつもりでいますが、何か他に気を付ける事はあるでしょうか?
もし、受信機付属のアンテナ線を使わずミニアンテナを自作するのであれば、300/72=4.16m、これでは長過ぎるので、1/2の2mか1/4の1mの線でグルグルした方が理想的ですか?
質問ばかりでスミマセン。
Posted by もっちん at 2006年07月02日 14:14
基本は1/2波長ダイポールですが片側をグランドにするので、アンテナ長は1/4波長
(モービルホイップアンテナと同じ)となりますので、約1メートルです。
これを巻く場合はもう少し長くなります。
巻き方に一例を追加しました。
Posted by かんぼ at 2006年07月02日 15:27
>次回記事も待ちきれない方もおられるようですので
ぎゃははぁ〜(^^ゞ。
追加記事ありがとうございます。
何だか記事に書いてある事を質問しているし...。
次回記事も楽しみに待っています。
Posted by もっちん at 2006年07月02日 15:44
かんぽさん、ご無沙汰しています。
もっちんさんにもご無沙汰で・・。
 でも、電動小型ヘリを始めるに当たってお付き合いを願った人や、それ以前からの皆さんのブログ、ホームページは毎日欠かさず巡回しています。
 マイクロアンテナの記事、大変参考になりました。私もV字型の取り回しで直線距離を稼いでいますが、ノイズレス・チュウブに巻くだけで短縮できるなら、それに越したことはないですね。
 さっそく試してみます。
Posted by sugi at 2006年07月02日 19:05
こちら7K1Bxx 内容コピーしましたが、昔「ラジ技」でお勉強した程度の知識しかなく、かつ脳の老化も進んでいるので完全理解は諦めました。(笑)
1/4波長のホイップアンテナに近い物をチュウブヘの巻きつけで作る訳ですね。続きと実験結果が楽しみです。
今手元にエアクラフトの72Mhz用マイクロアンテナが一個あるのですが、これをヘリに使うか否かずっと悩んでいます。
http://aircraft-japan.com/shopexd.asp?id=3288
受信テストをちゃんとやればいいんですが、アマラジ時代の大型アンテナ信仰から抜け出せないのでどうもコイルローデットホイップアンテナを理由もなく見下してしまいます。偏見ですね。そういう意味でもかんぼさんのトライ結果が楽しみです。
私も解らない乍、一生懸命昔屋根の上のHFアンテナのSWR調整しました。少しづつ素子の長さ伸ばしたり縮めたり、屋根の上に脚立の乗せてその上に立ってやっていたので怖いのなんの。懐かしいです。
Posted by Peewee at 2006年07月03日 11:21
sugi さん、ご無沙汰しています。

次回は、屋外で各種短縮アンテナの受信感度比較する予定です。
V形折り返しタイプとコイル巻短縮タイプ
どちらが損失が少ないか、結果が楽しみです。
Posted by かんぼ at 2006年07月03日 23:00
Peeweeさん今晩は。
>こちら7K1Bxx…
おぉ・・・皆さんHAM仲間でもあったんですね〜!ビックリ。

自分はアマ無線でも、かなり凝り性でした…(^^ゞ
アンテナ自作は言うに及ばず、ローカル局と一緒に1.2GHzのレピーターも作りました。今も自作無線機で5.7GHzまで免許持っています。
なのでラジコン受信機のアンテナにも興味がありましたが、調べてもほとんど情報が無いんですね。
ならば、自分で実験と言うことで簡易スペアナ作りました。
Posted by かんぼ at 2006年07月03日 23:17
>自分はアマ無線でも、かなり凝り性でした…
○疑う余地ありませーん。凄かったのでしょうね。

>1.2GHzのレピーターも
うわっ、すごい

>今も自作無線機で5.7GHzまで免許持っています。
うわっ、殆ど電子レンジの世界ですね。これを指向性の強いビームアンテナで鳥に向けて照射すると、、、焼き鳥ですね。塩でお願いします。

>ならば、自分で実験と言うことで簡易スペアナ
○スペアナを見たときに、ただ者ではないと思っていましたが、やはり強力なHAMのバックグランドお持ちだったのですね。
受信機からもれる高調波を捜索ブザー代わりに使うアイディアはどう思われますか?実用的でしょうか?
Posted by Peewee at 2006年07月03日 23:51
>受信機からもれる高調波を捜索ブザー代わりに使うアイディアは
Foxハンティングですね。
理論的には可能ですですが、受信機局発の漏れ電波は超微弱ですね。
超高感度受信機と指向性の鋭いアンテナが必要です。
しかしながら、他の電波を拾う可能性が高いです。
自分の携帯電波を拾うかも。。。(^^ゞ
Posted by かんぼ at 2006年07月04日 21:47
>受信機局発の漏れ電波は超微弱ですね。
やはりそうですか。手元にStandardのAX400Bと言うふるい広域帯受信機があったので試して見たのですが、SSB受信出来ない問題もあり、FMではせいぜい2mまで近づかないとSメーターが上がりませんでした。やはり高感度受信機といいアンテナ必要なんですね。
やっぱりアラームが無難みたいですね。
コメントどうもでした。
Posted by Peewee at 2006年07月05日 00:10
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