144MHz2λロンビックアンテナ(資料)

短波帯国際通信の花形アンテナを超短波帯で実験

はじめに

 衛星通信網が完成するまでの国際通信には主に短波帯が使用されていました。シャープなビーム特性を持ち、しかも広帯域な周波数特性から優れたアンテナとして多用されてきたのが、このロンビックアンテナでした。欠点は動作原理上、非同調の進行波型アンテナであるため構造的に小さくできないことです。

 しかし、50MHz以上の周波数であれば実験的に実現することは困難なことではありません。ここでは10年ほど前に144MHzで1辺が2λのものを製作し特性を測定した結果を資料としてお見せします。

 

各部の構造

アンテナ全景

クロスマウント部

アンテナ頂点部

スペーサー部

給電部

終端抵抗部

指向性特性

 長崎市稲佐山からはFM放送、テレビ放送の電波が発射されていますので、これを受信して製作したロンビックアンテナの指向特性を測定しました。

FM長崎 (79.5MHz)

NHK総合3CH (107.75MHz)

アマチュアバンド (145.7MHz)

NBC5CH (181.75MHz)

 

写真中央が稲佐山

NIB25CH (547.75MHz)

 周波数によりパターンが変化する様子が分かります。

 FM放送の周波数帯では設計周波数よりかなり低い周波数(約半分)のためサイドローブは少ないものの、メインビームの他に左右にメインビームと同程度のビーム(これもサイドローブと言えますが…)が生じています。

 3CH、アマチュアバンドではメインビームが良く分かるようになってきました。しかし、アマチュアバンドでメインビームの方向が70度ずれている原因は分かりません。むしろ、ずれていると言うよりサイドローブが何らかの影響で電界的に大きくなり、相対的にメインビームが小さく見えているようです。

 5CHではサイドローブが大きく、25CHでは細かいサイドローブが多数見えるようになっています。これはこの周波数では1辺が7λ程度になり、1辺から輻射される指向性がそもそも多数のサイドローブを持つようになるためです。

 

測定器とVSWR特性

スイーパーとオシロスコープ

電界強度測定器

リターンロスブリッジと検波器

 左の写真はリターンロスブリッジでの測定結果です。

 垂直軸の校正結果は時間が経っていますので忘れてしまいました。水平方向のラインが反射がない(VSWR=1)ところを示します。この写真では120、140、280MHz付近で反射が少なくなっています。

周波数特性(0〜500MHz)


 この内容は10年ほど前に実験したものですので、結果の一部しか記録が残っていません。

 実験して非同調の広帯域アンテナと言われるロンビックアンテナでも、その周波数特性には限界があり、さらに周波数によりエレメント角度の最適値が異なるため、理想ののパターンを求める時は同調形のアンテナと同様、単一周波数のアンテナとしてしか使用できない事が分かりました。ただし、設計周波数では作りっぱなしで調整もしなくて比較的優れた指向性が容易に得られるアンテナと言えます。

(2000.5.19)