160mバンド・スリンキー・ダイポール・アンテナ  (SLINKY ANTENNA)        2010-02-02

居宅の拡張工事に伴い160mバンドのスローパーを撤去することになりました。
ベランダにも設置できそうなUSAガレージ商品のスリンキーアンテナを使って160mバンドのアンテナを試作してみました。


スリンキー(SLINKY)は元々1945年に米国海軍エンジニアのRICHARD JAMESが階段を自在に降りる不思議な
80feet長のspring of flat steel wire(鉄製スプリングバネ)を発見したことに始まったと記録されています。
米国ではこれを玩具にして大変人気なヒット商品となりました。

ところがUSAのアマチュアハムはこのスプリングバネ状のオモチャを誘導短縮コイルとして用いました。
なるほど、この伸縮自在のコイルは宝の山となりそうな予感は十分です。

現在Type S(85feet長のflat steel wireを巻いたもの)やType L(150feetのflat steel wireを巻いたもの)の単巻き
スリンキーアンテナの他に、アマチュア無線用のダイポールアンテナ仕様の製品などが入手できます。

        Type S  と Type L
   

今回入手したダイポールタイプはバランの左右にφ65mm(2.75inch)、巻き数83ターン(計算では約17m=57feetの
flat steel wireを83turnしたもので最圧縮長は60mm)の板状スプリングコイルが付いています。
このスプリングコイルは最大4.5m(15feet)までヒズミなく展張でき、入力耐圧は50W程度と言われていますが定かでは
ありません。

   Slinky stanndard type L : 150feet
  真空管ラジオのアンテナ端子に繋ぐと受信
   が著しく改善されました。

    こちらがアマチュア無線用ダイポールタイプ
    これは使えそうな予感がします
    屋外用にスチールコイル部を防錆塗装しました
       

色々調べていますとこのスプリングアンテナは米国ではかなりアマチュア無線での使用実績があるようで、スプリングコイルを
左右に其々1.5〜4.5m(5〜15feet)伸ばすことによって7〜8MHZ帯で使用可能となることや、左右にもう1本スプリングコイルを
追加して9m(30feet)とすることで80mバンドに対応可能であること等が報告されています。

まさにコイル=空中線という理解できるような、できないような驚きのアンテナです。

短縮型室内アンテナ用として大変性能が秀逸であるが最大フルサイズダイポールにはかなわない旨の記述もありました。


筆者はこのスリンキーの基本性能を検証すると共に、更に長波長の160mバンドアンテナの試作をトライします。

手始めに、スリンキーのスプリングコイルだけでバネを伸び縮みさせて同調波長を確認し、続いてこのスプリングコイルの
先端にワイヤーやコイルを追加して最終的に160mバンドのベランダアンテナとしての適用を試みます。

2階の木製ベランダ中央の屋根下にバランを吊るすと共に左右のスリンキー・スプリングコイルの中にクレモナロープを通して
左右のスプリングを同じだけ少しづつ伸ばして行ってスプリングバネの長さと同調周波数を調べました。



 実験結果

スリンキーのバネの伸び長さ
 数字は片側の長さを表示
 追加ワイヤー等 (スプリングバネの両端に)  同調した周波数(SWR) インピーダンスΩ
  6 cm (最短) なし
  50 cm なし
 100 cm - 9.34MHZ (1.4)
 200 cm 8.70MHZ (1.1)
 250 cm 8.12MHZ (1.1)
 340 cm ※1 7.01MHZ (1.25)
   7.03MHZ (1.20)50Ω
7.08MHZ (1.20)
7.12MHZ (1.30)
7.15MHZ (1.50)
7.20MHZ (1.75)
 100 cm ※2  2.5mワイヤー+72μHコイル+16mワイヤー
 ☆72μHコイル+16mワイヤーは160m用DP
  
使用したものを転用しました
1.810MHZ(2.60) 70Ω
1.825MHZ(2.30) 80Ω
1.9075MHZ(5.00)170Ω
1.9125MHZ(5.30) 170Ω

※1 両端のスプリングコイルを伸ばすに連れて同調周波数が徐々に下がって行くのがわかります。
    スプリングコイルを左右に各々340cmに伸ばした時点で7MHZ帯の同調点に到達しました。
    7MHZ帯の短縮アンテナで整合範囲がここまで広い(広帯域な)のは初めてです。 驚きです。
    しかもベランダ内設置という建物最接近の悪環境下です。
   
   

※2 160mバンドアンテナ試作のために、100cmに伸ばしたスリンキーコイルの先端に2.5mの電線を繋ぎ更にその先に
    72μHの自作コイル、更にその先端に16mの電線をつなぎました。

    アンテナ全体が2階にある木製床ベランダ(全幅は7m)内に収まるように、スリンキーコイルとその先につないだ2.5m
    のワイヤーと、それに続く72μHコイルは逆V型に一直線上に配置して、最末端 の16mワイヤーはベランダからはみ
    出さないように垂直方向に約1.5m離れた木製のベランダ床の上に降ろして適当に丸めて放置しました。
    160mバンドも、この悪環境でややSWRは高目ですが広範囲に整合がとれました。


    
    
    この状態で更にアンテナカップラーを挿入して運用可能な状態にすることができました。

   

    幸いベランダ内に雨は当りません。
    TVIは全く観測されていません。今のところ大丈夫です。

    現在の問題点としては給電線全体(特に高電圧な末端)が人間の触れる位置にあることです。
    今後の検討課題です。

   
また段々後でわかってきたことですが試作した160mバンドのSlinky Dipoleはワイヤー末端部の床
   
上での丸め具合でかなり同調点とSWRが変化します。下手にきれいに巻いたり、引っ張り回すと同調
    がズレます。端末のワイヤーの置き方で結合容量が大きく変わるためと思われます。今のワイヤー状況
    がたまたま偶然に私の現在の設置環境が合っていたとも言えます。よって、 そういう意味ではこの160
    mバンドのアンテナを設置する場所が変われば、アンテナのレイアウトについては異なる設定が必要と
    される可能性があります。


   木製床ベランダ上に無造作に投げた16mワイヤー末端          160mバンド用自作コイル 72μH
                



実験風景

@スプリングコイルを両辺各々1mづつ引っ張った様子。(この時、同調した周波数は9.34MHZ) 
 
160mバンド対応の場合は更にこの先端に2.5mワイヤー+72μH短縮コイル+16mワイヤーを接続しました。
      


Aスプリングコイルを両辺各々2.5mづつ引っ張た様子 (同調した周波数は8.12MHZ)
      


B更に伸ばしてスプリングコイルを両辺各々3.4mづつ引っ張た様子 (7MHZ帯全域に同調しました)
  短縮アンテナでここまで広帯域なアンテナは初めてです!! 
      


 160mバンド・お試し交信実績

 試作した160mバンド用スリンキーダイポールアンテナで2010年1月末にCQ WW 160m DX Contest に
 70W出力で参加してみました。参加時間60分間で国内11局、Zone19(R局)が1局と楽に交信できました。
 W局も良く聞こえましたが届きませんでした。
 とは言ってもコンテスターはビッグガンの塊り。そのせいで好成績だった可能性が高く、普段は飛ばない、聞こえ
 ないことも稀ではありません。でも高短縮ベランダアンテナとしては十分楽しめるかと思います。

スリンキーコイルを利用すると40mと160mバンド等のローバンドで、大変広いマッチング特性を持った小型アンテナ
が得られることが実証できました。80mバンドでも類似の方法でよい成績が得られるものと推察しています。

  

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