穴をあけずにロングワイヤーアンテナを設置したい。

ATU+ロングワイヤーアンテナを設置したい。でも家に穴をあたくない。

すきまケーブルも能がないから、窓ガラス自体を使うことにした。90年代でも車のリアウインドウに貼り付ける「ウィンドウマウントアンテナ」みたいのがあった。貼り付ける台が結合装置になっててケーブルを通さなくても電波の送受信ができる。便利そうだけど流行った感じはないし、第一電波のは生産終了。特許検索すると似た感じのものはいろいろ出てくるが、ほぼ車両の放送受信用アンテナか、UHF以上のTV受信および移動通信アンテナ。短波の送受信用ってのは海外も含めてやってる人が居ないか調べてみたがリサーチが足りないのか見あたらない。

今回設置したいのは短波用のATU+ロングワイヤーなんで、エレメントの中間を”窓で構成したコンデンサ“で電気的に透過させる。使い物にならないからかもしれないが、他では同じようなものが見つけられなかったし、世界初かもしれないから「TYKスタイルアンテナ」と呼称しよう(大袈裟)。概念図としては次のような感じ。

銅板二枚を極板として窓ガラスを挟んだものをロングワイヤーのエレメントに割り込ませる。ATU、RFアース(ラジアル)は室内に置く。これで建物に穴を開けることなく屋外にエレメントを伸ばせる。屋外のエレメントは屋根を使って上方向に伸ばしても良い。

カップリングコンデンサみたいなものだが、ローバンドや中波受信にも使いたいし静電容量がある程度必要になるからちょっとだけまじめに検討する。中波ゲルマラジオの電灯線アンテナには100~200pFを挿入してたし、手動のアンテナチューナーや例の人工RFグラウンドでも280pFあたりを使っている。これらのことから、このコンデンサの容量は100pF~200pF以上を確保したい。

静電容量の目標を200pF以上、ガラス窓の厚み4mm、比誘電率を6 (ガラスの比誘電率は5.4~9.9)として、計算できるところで極板の面積を求めてみると20,000㎟で260pF以上になるらしい。手持ちの銅板(厚さ0.3mm、普通のハサミで切れる)の幅が200mmなので100mmの短冊にするとちょうど20,000㎟。銅板そのままだと酸化してしまうから表面保護テープで覆って端子部分はハンダメッキ。

実測で280pF程度。計算値と10%未満の差で、まずまずの出来。


これを窓に貼り付けたら、近くにATUを設置して室内側の極板にATUのアンテナ端子を接続、屋外のワイヤーエレメントの一端を屋外側の極板に接続。ATUのGND端子は3mくらいのラジアル線を接続。ラジアル線はバンドごと1/4λの線を複数用意してもよいが、人工RFグラウンドを使うと1本でも良いのですっきりする。

窓のコンデンサはライデン瓶と同じ「ガラスコンデンサ」で、窓枠から十分離れており乾燥した状態なら200Wくらいなら耐えられるはず。アンテナ系としては「短縮コンデンサ」として機能する。

良いところ。
・建物に穴をあける必要がない。
・屋外の設備が単純。
・機器類を室内に設置できて劣化が防げる。メンテナンスしやすい。
・短縮コンデンサの働きで実効長が増加。
・調整はATUに任せられる。
・保安用アースに壁コンセントのアース端子が使える。

悪いところ。
・コンデンサで損失が生じる。
・室内の電界が強く建物内の機器にインターフェア(障害)が出やすい。
・室内のケーブル類の高周波電圧に気を遣う。
・送信時に極板が外れると電気的に危険。

使用上の注意。
・二重ガラスは不可。線入りガラスや金属蒸着ガラスは不明。
・ATUとケーブル類の周囲は電波防護の観点から送信時には近づかない。
・ATU、エレメント、コンデンサ、ラジアル線は高電圧がかかっている可能性がある。感電や放電による火災に注意。
・放電や発熱など異常がある場合は送信を停止して状態を確認。
・無線機や家電への回り込みに注意。ラジアル線からも電波が出る。

バリエーション。
・もう一つコンデンサを作り、RFアース(ラジアル線)も外に出す。(アンテナ側とは離す)
・磁石でコンデンサを固定して取り外しやすくする。
・銅板をアクリル板やガラス版に載せて密着性を確保する。
・増設用極板で静電容量を増加しローバンドの損失を減らす。
・ハイバンド中心なら極板のサイズを小さくできる。(13cm×13cmで100pF程度)
・ATU1ではなく1:9バランで整合して手軽な中波/短波受信アンテナに。

受信で確認したところ中波放送も受信できる。1:9バランで受信機のR8600につなぐと調整無しに短波帯だけでなく夜間は中波放送も聴き放題。窓に近い位置にR8600配置できればハイインピーダンスアンテナ端子(ANT3)で直結できる。

損失についてはもうちょっと検証が必要。これ以上の踏み込んだのテストはこれから。

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