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[Radio] ラジアル・アース

2019年04月15日 01時 更新

1.8/1.9MHzにおいては、逆Vのほかに 逆Lスローパーモドキも使っている。
このアンテナは 接地型アンテナなので、タワーの接地抵抗がアンテナ効率に関わってくる。

そこで、いくらかでも効率をUPさせようと、ラジアル・アースを敷設してみた。*1

タワー建設時に測定した接地抵抗は、イマイチの11Ωであった。これを半分の5.5Ωまで下げることができれば、動作利得は1.6dB程度上がるはずなのだが、相当本格的な施工が必要であり現実的ではない。

逆三角形はタワー基部。赤は1.5~2φ裸銅線で、西方向 約36m、東方向 約33m。青はアース棒。

今回は、とりあえず簡単にできること・・というわけで、まずはタワー基部からラジアル・アースを1.5~2φ裸銅線で西方向に約36m、東方向に約33m引っ張ってみた。*2

裸銅線は、深いところでも地表から20cm程度であり、地表に露出している箇所もある。平均の深さは5cm程度か。

また、5~10m間隔でアース棒を計8本打ってある。このアース棒は、ホームセンタにあった長さ30cm程度の簡易なもの。これを垂直に打ち込み、棒のアタマで深さ15cm程度になるように埋めた。*3


皮算用は次のとおり。
資料によると、一般的な30cm長のアース棒を地表下10cmまで埋めた場合の接地抵抗は325Ωだという。ある程度離して 8本並列になっているので、接地抵抗は 1/8。これを41Ωとすると、タワーの接地抵抗とパラにして・・約9Ωとなる。*4

さて、接地抵抗 11Ω→9Ωということになると動作利得の差は約0.5dBでしかない*5。これでは飛びの改善は ほとんどないだろうなぁ・・ でも、まぁいっか。(^^;)*6



2016.03.29 追記:

05時JST頃ワッチ開始。

1.8MHzのハード島 VK0EKは高速かつ快調にパイルをさばいているが、かなり弱い。この強さでは万が一コールバックがあったとしても怪しい。もっとも、それ以前に このパイルを抜くのは不可能と思われる。

逆Vとの比較では、わずかにスローパーモドキのほうが了解度が良い。

昨夜はWが少し聞こえたが、どちらのアンテナでも同じ程度で入感。呼んでも反応無し。CQも空振り。まぁ、先は長い・・・



2016.03.31 追記:

ハード島、19時JST頃 21MHzCWで弱々しく聞こえていたので比較的混雑してない周波数で数回呼んだらできた。とてもコールバックがあるとは思えなかったが、いやぁ、呼んでみるもんだなぁ。

嬉しいけれど 当方の現在のモードは DXerモードではない。

1.8や3.5でも聞こえているものの浮き沈みが激しすぎ。昨日は比較的良かったのだけれど当地では空電がひどくてNGだった。

ロウバンドのVK0EK追いつつ 03時JSTまで某作業して、05時に起きようとしたけど起きられない。コンテストとは違うか。

ラジアル・アース方面は、使われていない灯油用の銅管を発掘。これにも接続してみた。接地抵抗はそれなりに落ちたと思うのだが・・ あとはやはりパワーか・・



2016.04.05 追記:

現在03:20JST。02時JSTを回ってから1821kHzで FT4JAがQSBをともなって聞こえて来た。Juan de Novaも 12,000km離れている。よく聞こえるものだ。

Eu方面と多くやってるようだ。何度か呼んでみたけれど、JAのkWerですら交信できなくて呼び続けているのに当方が勝てるわけもなし。(^^;)

逆Vとスローパーモドキでは、スローパーモドキの方が確実に了解度が上がるものの、その差は大きいとはいえない。しかし、受信で差がわかるということは、飛びではかなりの差がありそうな気がする。

かなり眠い。さらにDXer気分に浸るより、もう寝ちゃおうかしらん。



2016.04.07 追記:

銅線を追加で埋設し現時点では次の図のようになっているが、これ以上は無理。*7

ラジアル追加後。赤は1.2~2φ裸銅線。青はアース棒。

ラジアル埋めてから いろいろ聞こえてはいるけれど、まだQSOできてない。北米とかとやったのは 逆Vのほうだし (^^;)。なんで北米は逆Vの方がFBなの?

その逆Vも、仮設状態から常設にすべく再び設計を開始した。*8


23時JST少し前に 10MHz CWでハード島 げっと。
アンテナは1.8MHz用のスローパーモドキを使用した。このアンテナの10MHzでのSWRは1.2くらいでチューナは不要*9。ただし、この周波数では 接地抵抗のゲインへの影響は ほぼ無いといってよく、ラジアル・アースのおかげではない・・のよね。



2016.09.14 追記:

アース棒追加後。赤は1.2~2φ裸銅線。青はアース棒。

オール秋田コンテストの前に 気になっていた部分を修正し、アース棒を追加した。



2016.10.07 追記:

赤は1.2~2φ裸銅線。青はアース棒。マゼンタは床下へ差し込んだ 5~10m長の2φ銅線。

以前 床下を通す作戦が失敗しているが、今回は銅線を通すということではなく単に 5~10m長の2φ銅線を通気口から差し込んでみたのである。左図中 マゼンタで示したのがその箇所だが、床下で うねっているのか とぐろを巻いているのかは確認できていない。

ただ、床下で直線状になりやすいように銅線は電動ドリルのチャックで挟んでかなりの回数捻り 硬度を上げている。

また、東側(図では右側)の端も 3mほど延長し、東西ともに約36mと1.8MHz帯の ほぼ 1/4波長となった。

しかしながら、今回の改修でノイズが減ったとか DXに良く飛ぶようになった・・などということについて 気のせい以上の有意なデータは収集できていない。(^^;)

アース作戦については、さすがに これで打ち止めと思われる。



2016.12.20 追記:

最終形態-2。

これで打ち止め・・と書いたが、これが真の最終形態。

車庫の中を通して Eu方向に引っ張った。地中に埋めるということはできず、コンクリートの上に接着剤で少し止めただけ。これ以上引くとしたら 折り返すしかない。・・折り返すってのはどうなのかな?

とにかく、ラジアル・アース作戦は これにて完了!



2017.03.31 追記:

真・最終形態-1

以前使っていた灯油の銅管の一部が埋まったままだったのを発見してしまったので、それにも接続した。実質的には ほとんど変化無しと思われる。

なお、ラジアル・アースのほかに 自宅一階のトタン屋根にも接続してある。



2018.04.16 追記:

真・最終形態

JIDX CW 2018の直前、自宅の北側にラジアル・アースを拡張した。これ以上は さすがに無理だし、メリットもないだろう。

なお、右端の部分は違う方向に引っ張ったハズのラジアルが近接平行するのを嫌って既設の一部分を撤去した。なんたって、ラジアルだから・・

トタン屋根は切り離してみたりもしたが、特段変化は無いように思える。
ただ、40kHzのJJYは切り離した方がS/Nが良い。しかし、同軸ケーブルの芯線だけにするとSが上がるので、これはトタン屋根を接続した方がコモンモードノイズを抑える動作になっているのではないか。
1503kHzのNHK秋田はSに変化は出ないが、トタン屋根接続の方がノイズの影響が小さい気がする。
また、SWRについては切り離した方が若干良いものの、ほとんど誤差の範囲であり、SWR最小になる周波数には変化がない。



2018.09.24 追記:

新・真・最終形態

高架 (エレヴェイテド)ラジアルについても考えてみたのだが、ウチのロウバンド用アンテナは地上高が低く 水平部分もあるせいで 上手く動作しない気がする。

そうなると 基本線は 地表面のラジアル・アースの本数を増やすしかない。もちろん放射状に引っ張るのが理想なのだろうが、自宅敷地内に納めるためには 適当に妥協せざるを得ない。

ということで、愛・地球博コンテストの前後に作業してみた。まあ、ラジアルに関しては これで完全に終わりかな・・と。(^^;) *10



2019.03.14 追記:

完・最終形態

何度でも再起動してくる まるで ブギーマンのようなラジアルアース・・ (^^;)

たぶん これでホントに おしまいだろう。*11



2019.04.14 追記:

まだやるか


JIDXコンテストの途中、隣家に お願いして お宅の裏にラジアルを埋めさせてもらった。
大昔 FMIを出してしまったりもした お宅だが、普段からの円満なお付き合いの成果であろう。(^-^)

ラジアルを埋める・・といっても、その深さは 浅いところでは 約3cm。本当は それなりに高いところに設置して エレヴェイテド・ラジアルとするのが良いのかもしれないが、当方の敷地環境では絶対無理。*12

結果、ラジアルは 北方向に 13m伸びたわけだが、しかし、これによるゲイン上昇は おそらく 0.1dB未満・・ ま、積み重ねと自己満足の世界・・ (^^;)


*1 ラジアル・アースと呼称するのが正しいかどうかは不明。しかしグラウンド・スクリーンというほどでは・・(^^;) グラウンド・ラジアル?

*2 南北にも引っ張れればいいのだが、敷地ないので無理。また、裸銅線はピンと張っているのではなく、ある程度うねっている。

*3 ラジアルアース~タワー間では0.4V程度の電位差があり直流抵抗は測定不能。アンテナアナライザで0.01μFのコンデンサを介してインピーダンス測定してみたら約40Ωだった。

*4 裸銅線部分もそれなりの領域を占めているので もう少しイケるかもしれないが、この敷設方法だと接地抵抗計では誤差が大きくなるため数値的に確認することは困難か。

*5 MMANAにて計算。

*6 1820kHzでのSWRのディップは 少し顕著になった。接地抵抗が下がって帯域が狭まったのか?

*7 通気口から床下に電線を入れ、北側の通気口から出して・・というのを検討したが、床下に入れない。以前、漏水したとき水道屋さんが床下に潜ったので可能と思ったのだが、進入口が狭くてどうしても入れないのだ。そんなに小柄な職人さんでもなかったのだが・・ けっきょくこの作戦は断念した。(^^;)

*8 一年前(2015/04/03)に作ったコイルを改造する予定・・ だったのだが、けっきょく 逆V設置は中止。

*9 14/18MHzでもSWRは2程度だが、10~18では 打ち上げ角が高いので DX向きではない。

*10 ラジアルアース~タワー基部間のインピーダンスを アンテナアナライザで0.02μFのコンデンサを介して測定してみたら、1.82MHzでは 約23Ωで、ラジアル・アース敷設当初の 40Ωから かなり改善している。また、3.51MHzでは 約35Ω、7.01MHzでは 約50Ωだった。もちろん理想大地では ゼロΩになるべき値で、低いほど低損失と考えられる。

*11 敷設後、ラジアルアース~タワー基部間のインピーダンスを測定してみたが、前回とまったく変化無し。てことは これ以上は無駄??

*12 なんぼエレヴェイテド・ラジアルでも 低ければダメ。また、一方向だけに張ってもダメだと思う。実際の大地には 純抵抗成分があり、近接して設置されたラジアルに高周波電流が流れることで大地には逆向きの電流が流れ、それによって大地で電力が消費されロスってしまう。大地に接続してないからロスは無い・・ってのは違うだろう。やはり定石どおり できるだけ多数のラジアルを できるだけ放射状に設置するしかない。エレヴェイテドが可能な場合でも最低2方向、できれば3方向以上に設置するのが良いのでは?

Tada/JA7KPI : 2016年03月27日(日)

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