BJYの備忘録

V/UHFでは、八木ANTを2本並べたもの(スタック八木)が多く見られます。
スタック八木に給電するには、2分配器を用いるわけですが、これには次の2つの方法があります。

①同軸管を使った分配器（ANTへの給電には分配器以外に2本の同軸ケーブルが必要）
②同軸ケーブルだけで構成した分配器（ANTへの給電にはこれだけで良い）

①はメーカー製のスタック八木に最初から付属しているもので、単体でも販売していますが
非常に高価です。
②は一部のメーカーがスタック化キットとしてオプション販売しているものです。

同軸管を使った分配器は、ロスが少ない点で性能は良いのですが、加工精度が要求される
ため、自作にはハードルが高いといえます。

その点、同軸ケーブルだけで構成した分配器は、安価で作れてそこそこの性能が出せるので
自作向きなのですが、計算通りに作ってもうまく動作しないケースが多いようです。
実際、私も過去に教科書通りに何本か作ってみましたが、全てSWRが下がらず失敗でした。

今回、②のタイプでメーカー製のものを参考に、自分なりにアレンジして軽量化したものを
製作したところ、成果がありましたので発表します。

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参考にしたのは、第一電波工業のSS770Rという144/430MHz用のスタックケーブルです。
実は、今回の製作のきっかけになったのは、
私は普段、移動用に同社の八木ANTを愛用していますが、シングル八木の飛びをもう少し
UPしたいという思いから、スタック八木にするための分配器を購入したのですが、
これが太いケーブル(7C2V)で予想外の重量があり、またケーブル自体も硬くて取り回しが
難しく、移動には不向きな事がわかったので、使用を断念しました。

さて、このスタックケーブルを何とか軽量化できないものか。
物置を漁っていたところ、CS(衛星TV)に使ったケーブルの余りが出てきました。
S-4C-FVというもので、減衰量が少なく、絶縁体が発泡スチロールなので柔軟軽量で、
特性インピーダンスも7C2Vと同じ75Ωです。
今回はこのケーブルを使って製作することにします。

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まず最初に、SS770Rの寸法を調べて考察してみます。
全長は2142mm、使用ケーブルは7C2Vで短縮率は0.67です。
Qマッチ整合ですから、半分(1071mm)が目的周波数の1/4λ×奇数倍になっている筈です。
実際には、1071mmは145MHzの1/4λ×0.67×3.090、435MHzの1/4λ×0.67×9.271、なので
ぴったり奇数倍になっていませんが、これは50Ωに整合させるためのQマッチの計算を
75Ωで行っているためで、ぴったり奇数倍にするとSWR1.0にはなりません。(Qマッチの
計算式は多くのHPにありますので、ここでは触れません）

これを元に、S-4C-FVを使った場合の寸法を割り出します。
S-4C-FVの短縮率は、メーカーの公表値で0.78とあります。
上の式に当てはめるて計算すると、半分の長さ（スタックケーブルの全長の中点）は
145MHzの1/4λ×0.78×3.090=1247mm
435MHzの1/4λ×0.78×9.271=1247mm
なので、全長は2494mmとします。

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製作のコツは、この寸法を忠実に守ること、この1点だけです。
ケーブルは、真っすぐに伸ばして、所々養生テープで固定しておきましょう。
全長の半分点（スタックケーブルの全長の中点）は特に重要です。この位置がずれていると、
ケーブルの先端の給電がアンバランスになっていまい、均等に電力が分配されません。

図１の絵で、L1が2494mm、L1/2のポイントが1247mmになります。
今回は、移動用に特化して軽量化を図ったので、無線機側からの50Ωケーブル(L2)を
スタックケーブル中点へ接続する方法は、T型コネクタを用いずに、ハンダ直付けと
しました。
L2のケーブル長さは任意ですが、できれば使用周波数の1/4λ×短縮率×偶数倍になるように
すればOKです。私の場合はプリアンプを接続する都合上、短めの560mmにしました。
ちなみに、このケーブルシステム全体での430MHzでの減衰量は、計算で0.53dbです。

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ケーブルシステムが完成したら、思惑通りの性能が出ているか、実際の特性を測ってみます。
（図２参照）

結果は、
MHz｜ (1)でのPOWER ｜(1)でのSWR｜  (A)でのPOWER ｜ (B)でのPOWER
430｜  6.0　　　　　｜1.13　　　　｜3.6　　　　　　｜3.5
431｜  6.0　　　　　｜1.15　　　　｜3.6　　　　　　｜3.5
432｜  6.0　　　　　｜1.18　　　　｜3.6　　　　　　｜3.5
433｜  6.0　　　　　｜1.20　　　　｜3.6　　　　　　｜3.5
434｜  6.0　　　　　｜1.22　　　　｜3.6　　　　　　｜3.5
435｜  6.0　　　　　｜1.26　　　　｜3.6　　　　　　｜3.5
436｜  6.0　　　　　｜1.30　　　　｜3.6　　　　　　｜3.6
437｜  6.0　　　　　｜1.33　　　　｜3.6　　　　　　｜3.6
438｜  6.0　　　　　｜1.38　　　　｜3.6　　　　　　｜3.6
439｜  6.0　　　　　｜1.40　　　　｜3.5　　　　　　｜3.5
144｜ 18　　　　　 ｜1.02　　　　 ｜11　　　　　　｜ 8
145｜ 18　　　　　 ｜1.01　　　　 ｜11　　　　　　｜ 8
146｜ 17　　　　　 ｜1.01　　　　 ｜10　　　　　　｜ 7.5

となり、スタックケーブルとしての役割をはたしています。
（移動運用での使用感も、期待通りの動作をしています）

　　※バンド内、SWR＜1.5に納まっている。
　　※430MHzは低い周波数にSWR最低点があるようだ。（430より下？）
　　※２つの終端型電力計の誤差はあると思うが、分配器の電力ロスは問題なさそう。
　　※SWR計でのPOWERが少ないのは、校正が甘いため。（実際は(A)+(B)が正しい

 

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図１　ケーブルシステムの外観（今回製作したものは、真ん中の四角いコネクタは無い）


図２　測定環境

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