VCH式 7・10MHzバーチカルアンテナの製作

はじめに
山でHFを運用する為のアンテナを色々探していていましたが、設営が簡単でコンパクトなバーチカルアンテナを作ってみることにしました。垂直系のアンテナですとダイポールのように横に長くはないので、狭い山頂でもアンテナを上げることができます。
製作にあたってネットで色々調べてみたところ、 JP6VCH@松木さんがCQ誌で発表されていた「VCHアンテナ(“Vertical- Coil-Half wave antenna”の頭文字)」が面白そうなのでこれを参考にさせていただく事にしました。ラッキーなことに、JF6LIU@富樫さんのホームページを確認したら丁度このアンテナの製作記事がありました。これで細かい製作方法が解ります。(^◇^)


仕様

CQ誌に発表された VCHアンテナ(“Vertical- Coil-Half wave antenna”の頭文字)の基本仕様です。

== 基本仕様 ==
A(上エレメント) ≒ 1/4λ
B(中エレメント)+C(地上エレメント) ≒ 1/4λ
A(上エレメント)+B(中エレメント)+C(地上エレメント) ≒ 1/2λ

== 7MHzの場合 ==
A(上エレメント)  : 1.35m + コイル(直径65mmに 30回巻)
B(中エレメント)  : 3.4m
C(地上エレメント) : 5.2m

== 使用材料 ==
A(上エレメント)  : 1.5Dの同軸
              コイルは2mmのアルミ線を直径65mmに30回巻
B(中エレメント)  : 30芯の線
C(地上エレメント) : 50芯の線


VCHアンテナは、上エレメント先端から短縮コイル直下までを7 MHz のおよそ1/4 波長に同調させ、コイル直下から地上エレメント先端までを残りの1/4 波長に同調させて、その途中で給電します。 全体として1/2 波長として動作しますが、1/2 波長の中央から離れたところで給電して、コイル直下 に電流腹を引き上げます。したがって、電流腹点で給電する1/4 波長ミドル・コイル短縮バーチカル・アンテナとは動作が異なります(7 MHzの場合)。限られた高さの中でコイルを思いきり上に持っていき、 電波を飛ばします。

※私のアンテナは、この基本仕様を参考にして作製していますが部材は同じものを使用していない箇所があります。


材料
コイル&ケース
コイルホビン用に「アサヒペン マルチボトルトンガリキャップ 500ml」
コイルケース用に「アサヒペン ポリ軟膏NK型容器 500ml」
直径1.6mmの 銅線
器具配線工事用自在ブッシュ
エレメント
上・中エレメントは【ドイツ製】超軽量アンテナ線 エレメント径:約2mm(0.2mm x 15本撚線)
地上エレメントは30芯の線
給電部
測定器テスター用変換コネクタ(BNCオス−バナナメス)
その他
ネジやワニグチなど


作り方と調整

コイルの製作
このアンテナはコイルを製作してしまえばほとんど完成となります。
コイルはコイルによる損失を小さくし、コイルによる輻射を大きくするために「直径を大きく、なるべく太い線を使用」するのが望ましいようですが、今回はオリジナルに忠実に直径65mmのボトルを探していたら「アサヒペン マルチボトルトンガリキャップ 500ml」を見つけたのでこれを使用する事にしました。一般的にはペットボトルを使う人が多いようです。 これに巻く線には、直径1.6mmの銅線がボトルと同じところで販売されているのを見つけたのでこの線を使用する事にしました。

コイル製作についてはJF6LIU@富樫さんのホームページに掲載されている「VCH式移動用釣竿アンテナ 」を参考にさせていただきました。(とっても詳しいので参考になります)

コイルは銅線を30回巻くのですが、線と線の間隔をあまり狭くすると、10MHzのタップが取りづらくなりますので要注意です。ただ、私はコイル長をあまり長くしたくなかたので結構詰めて巻いてしまいました。その結果私のコイルは全長が100mmとなっています。
コイルをポールに接続する為の加工
普通はボトルの底に丸い穴を開けてポール(釣竿等)を指して固定します。この方法だとポールの太さに合わせ穴のサイズを調整しないといけませんので、使用するポールが固定されてしまいます。
そこで、私は底板を半分切ってしまい上と下にマジックテープを固定しました。このマジックテープでポールに固定します。 この方法だと ポールの太さが変わっても対応できますので便利です。
給電部と各部のエレメント
このアンテナは特別なマッチングセクションは要らないようなので、給電部には写真の「測定器テスター用変換コネクタ(BNCオス−バナナメス)」を使用してみました。これなら加工が一切いらなくなります。

上エレメントと中エレメントには「 ドイツ製の超軽量アンテナ線 エレメント径:約2mm(0.2mm x 15本撚線)」と言うのを使用しました。ダイポール用のワイヤーなのですが、銅のより線なのでより効率が良いのではないかと、上エレメントも1.5Dの同軸ではなくこのワイヤーにしました。

地上エレメントは、 手持ちの30芯の線を使用してみました。
調整
各部の長さはVCHアンテナの仕様通りに下記の値に設定しました。

上エレメント  :  1.35m
中エレメント  :  3.4m
地上エレメント :  5.2m

短絡用のミニループは15cmケーブルにワニ口を付けてコイルの先端に固定しました。この部分は両方ワニ口にして取り外しができるようにするのが一般的なようですが、私の場合は山岳移動で使用するのを前提に作成しますので、山で落としてしまうのが怖いので必ず一部を固定しておきます。ただ、このミニループをつけっぱなしにしておくと、若干同調点がずれるようですのでご注意ください。
タップを取るのにワニ口では挟みづらいようなときは写真のICクリップを使用すると良いようです。



後は組み上げて調整します。 私は5mのケーブルフィシャーで組み上げました。
調整は、上エレメントの長さを調整して7MHzに同調させるのですが、私のアンテナは殆ど無調性で使用可能範囲でした。7MHzの調整が終わったら次に10MHzのポイント探しですが、上から16巻の位置で10MHzに同調しました。

※補足
地上エレメントは2本の方が良いと言うレポートがあるようなので、調整では2本も試してみました。2本にすると若干同調点が変化するようです。



完成したVCH式7・10MHzバーチカル
これが私のVCH式バーチカルアンテナの全パーツです。これをアサヒペンの「ポリ軟膏NK型容器 500ml」に入れてみました。意外とコンパクトです。




運用スタイル

山に持っていてトライしてみました。一応地上エレメントは2本でやってみています。

ほるす(後藤 @ JR1NNL )