Draba こんにちは、この投稿を読んでいただきありがとうございます！ この投稿は、私が最近の1ヶ月間に製作した八木アンテナに関する経験をまとめたものです。 この投稿は、私が「ベランダ」の掲示板で公開したものとしてご覧ください。「私の夏の無線技術向上計画について…」「八木アンテナ」に関する要約版。ただし、両者は異なる場合もあります。製作の詳細についてもっと知りたい場合は、上記の投稿をご覧ください。 目次 始める前に知っておくべき基本的な知識 八木アンテナの設計 材料の購入 構築、調整、および利用
Draba 1. 開始する前に知っておくべき基本的な知識 1.1 ヤギアンテナは、どのような形状をしているのです？ （▲ 八木アンテナは、一般的にこのような形状をしています。） 画像には、異なる番号が対応しています。 1— 反射板（Reflector、以降「R」と略記） 2 - アクティブコンデンサ (Driven Element、以降「DE」と略記) 37— 指導委員会（Directors、以降は「D」と略記） 8 - 主梁 (ブーム) 1.2 アクティブ・コンデンサ アクティブコンデンサーは、送信装置（ラジオ）と八木アンテナを接続する伝送線を通じて接続されます。アクティブコンデンサーの全長が目標周波数に対応する半波長（λ/2）になった場合、共振が発生します。したがって、実際に八木アンテナを設計する際には、通常アクティブコンデンサーの全長を半波長に設定します。アクティブコンデンサーは中央で分岐し、それぞれ伝送線のシールド層と線芯に接続されます。 1.3 指示器 八木アンテナは、1つ以上のディフレクター（方向付け板）を備えています。ディフレクターの長さは、一般的にアクティブな共振部の全長よりもわずかに短いことが一般的です。ディフレクターの数が多いほど、八木アンテナの指向性が強くなります。 1.4 リフレクター 八木アンテナは、反射板を備えています。反射板の位置は、共振回路の背面（指向性板とは反対側）に配置されます。一般的に、反射板は共振回路全体の長さよりもわずかに長くなります。 [参考文献]実験者向け、基本的なヤギアンアンテナの設計 この記事には、八木アンテナに関するより詳しい情報が記載されています。
Draba 2. 八木アンテナの設計 八木アンテナの反射板、指向性板、アクティブエレメント、全長などのパラメータは、用途、材料、環境などによって変化します。現時点では、これらのパラメータと他の条件との関係を記述する方程式は見つかっていません。しかし、U.S. Dept. of Commerce / National Bureau of Standardsが編纂した「Yagi Antenna Design」という資料を見つけました。この資料には図や表が多く含まれており、参考になる情報が豊富です。その後の設計は、主にこの資料に基づいて行われています。 しかし、実際の製造においては、この文書で示された測定条件とは異なる状況が発生することがあります。したがって、この文書はあくまで概略的な目安として参照してください。 2.1 基本目標パラメータ - どのような八木アンテナを求めているのか？ （1）目標周波数 f – 私は、Yagiアンテナを使って145.100MHzで通信できるようになることを目指しています。そのため、目標周波数を以下のように設定します。f = 145.1 MHz。 （2）目標波長 λ ― 目標周波数に対応する波長。計算式は以下の通りです。λ = c / f、その中にはcこれは光速（電波の伝播速度）です。この場合、145.100 MHzに対応する波長は λ = 206.8 cm です。 （3）アンテナの構成について：私は、反射板、アクティブコンポーネント、ディレクターを含む、合計3つのユニットで構成された八木型アンテナを希望しています。 （4）共振板の直径 d – 八木アンテナの反射板、アクティブコンポーネント、導波路などは、通常金属製の棒（ここでは黄銅製の棒を使用）で作られています。これらの金属棒の直径は、約4mm程度になることが多いです。これは製品によって異なります。 注意：振動子の金属棒の材料として、銅製の棒を選ぶことを推奨します。ステンレス製の棒は避けてください。銅製の棒は、ワイヤーストリッパーで簡単にカットして長さを調整できますが、ステンレス製の棒はできません。また、銅製の棒の断面直径は4mm未満のものを選べば良いでしょう。実際に試したところ、4mmの銅製の棒を手で切るのは大変でした。 （5）主要梁の断面直径 D – 主要梁に使用する材料は PVC 管で、直径は 20mm です。 （6）共振間隔 S：アクティブコンデンサと導波路、および導波路間の間隔（複数の場合）。私は 0.2λ ～ 41.4 cm を選択しました。0.2λ から 0.4λ の範囲で適切なものを選択してください。 （7）アンテナのメインビーム全体の長さ - 共振子の間隔の合計、および適切なグリップ部分の長さを加えたもの。この場合、メインビーム全体の長さは0.2λ + 0.2λ + 25cm（グリップ）です。必要に応じて、より長いPVC管を使用することもできます。私は120cmのPVC管を使用しました。 （8）相対的な長さ—振動子の断面直径と目標波長の比 d/λ、および主要梁の断面直径と目標波長の比 D/λ。これらのパラメータは後で使用されます。 2.2 共振子の長さを確認する 以下のグラフを参照してください。 （図：周期 λ に対する振動子の長さ d の関係） 以前の振動子の間隔 S を選択する際、「参考データを得やすくするために、図に示されている既存の間隔を選択することをお勧めします。例えば、右下の 0.2λ や 0.25λ などです。」 Yagiアンテナに対応するパラメータを確認してください (A)E、私の場合はA）、そして、これまでの結果から得られたd/λをX軸に対応させ、「REFLECTOR」曲線（上2つ）で、反射器の目標波長に対する参照長を確認します。「DIRECTORS」曲線（下5つ）では、導向器の目標波長に対する参照長を確認します。 例えば、私が得られたd/λの値は0.0019、S = 0.2λであり、図からRの長さが0.488λ = 100.9cm、Dの長さが0.462λ = 95.5cmであることがわかります。 また、D/λのデータに基づいて、振動子の長さを調整することも可能です。以下のグラフを参照してください。 （▲D/λ曲線における長さを修正） D/λ のデータを横軸に当てはめ、縦軸の値を得る（つまり、目標波長に対する修正長の比）。この値を、これまで得られた共振長の合計に加えれば、ほぼ共振長の修正が完了します。ただし、「もし私が共振体を主梁の外側に配置したい場合、この修正は意味がないのではないか」と考えています。少なくとも、調整を行った結果、実際の中心周波数と予想される周波数の差が非常に大きかったからです。 さらに、目標の波長から、アクティブスピーカーの長さである「1/4波長」を簡単に把握することも可能です。（全体の長さは「1/2波長」、これが2つに分割されています。） [参考文献]ヤギアンアンテナの設計
Draba 3. 材料の購入 3.1 材料 【PVC管】をメインの梁として、約100cm程度のものが必要でした。最初は淘宝で探そうと考えていましたが、送料が36元と高額だったため（これはありえない！）、近くの金物店で購入し、長さ120cmのものを選びました。 【馬用カード】固定されたビームとメインフレームのツールとして使用します。PVCチューブの外径寸法との適合に注意してください。 【ナイロン結束バンド】を、固定されたトランジスタや乗馬用カードの固定具として使用します。 【真鍮棒】を、振動子の材料として使用します。お店で、先ほど計算した振動子の長さに合わせて、真鍮棒を粗めにカットしてください。 【SYV50-3 饋線】を饋線として使用する場合。溶接時にショートを防ぐため、片方にコネクタが付いた饋線を推奨します。注意点として、コネクタの型番はラジオとの互換性があるものを選ぶ必要があります。例えば、QuanSheng UV-K6 手持無線機の場合は、SMA オス型のコネクタを使用してください。 【使い捨ての箸】、重力による倒れ込みを防ぐための固定式アクティブな振動機構を搭載。 3.2 使用する道具と機器 【分析装置】NanoVNA 【カッターツール】電気工事用ニッパー、ケーブルカッター、ハサミ、カッターナイフ。 【溶接用具】 電子ペンチ、 납, (推奨：납の純度が50%以上であること、初心者には向かない)、松脂、洗浄剤など。 【測定用具】メジャー 【マーキングツール】太字を書くペン (粗いハイライター) 【固定用具】電気工事用テープ
Draba 4. 構築、調整、および使用 4.1 主梁にマーキングを行い、乗馬カードを設置する メインの梁として、長さ120cmのPVCパイプを選びます。グリップ部分に25cmを確保し、41.4cmの間隔でPVCパイプ上にマーキングを行います。 （▲ハイライト表示） （▲2人1組で、乗馬カードを配置してください。乗馬カードの向きにご注意ください。） 4.2 饋線の取り扱い、配線の溶接 アクティブスピーカーを適切な位置に固定するために、結束バンドを使用してください。ただし、この状態で完全に固定されるわけではありませんので、ご心配なく、まず配線を溶接します。 まず、給電ケーブルを処理します。給電ケーブルを剥き、シールド層（網状）と導線を露出させます。シールドネットをまとめて、接続できるように少しだけ長めに剥きます。 電熱線を使って、2本の線をそれぞれアクティブコンポーネントの2つの端に溶接します。もしこれが初めて電熱線を使う場合は、事前に電熱線の正しい使い方を確認してください！ （▲溶接後の状態） 溶接後、饋線をメインフレームに数回巻き付け、バルーンのように使用してください。電気工事用テープなどを使用して、看護師が注射針で塩水を打つように、饋線を固定することも可能です。 4.3 定置された振動子 RとDを固定するには、クリップを使用して、対応する馬用カードの位置に固定します。クリップでしっかりと締め付けることで、より確実に固定できます。 ただし、DEの場合には、以下のような問題が発生する可能性があります。 （▲DEは、重力の影響により水平を維持することができません。） したがって、活性素子の2つの部分を、使い捨ての箸とクリップを使って、1本の直線に接続しました。 （▲固定されたDEの完成例） （▲全体が完成した状態） 4.4 共鳴器の長さを調整する NanoVNAを、アンテナケーブルを通して八木アンテナに接続してください。「チャンネル1」の反射率を確認し、目的の周波数付近での反射率を確認します。この作業は屋外で行ってください。もしNanoVNAの操作方法がわからない場合は、YouTubeの[B站](https://www.bilibili.com/)を参照してください。Mさんの公開した動画。 ビームフォーミングによってアンテナの中心周波数（駐波比のグラフにおける最も低い値に対応する周波数）を向上させることができます。例えば、剛に組み立てた直後の私の八木アンテナの中心周波数は約133MHzでした。これを、各カットで約5mmずつ調整することで…15mmの範囲で、中心周波数がわずかに上昇することが確認できます。過剰にカットしないように、必要に応じて小さな部分を複数回に分けてカットすることをお勧めします。 もし、電気ペンチで黄銅製の棒をカットするのが難しいと感じた場合は、まず目標の位置で数回カットして、深い溝を作ってください。その後、不要な部分を電気ペンチで挟み、下方向に曲げる（顔に当たらないように曲げます）。この方法でできるのは、均一な切れ目であり、この方法は黄銅製の棒を手で切断するよりも、はるかに簡単で時間を節約できます。 （▲切り取られた部分の黄銅製の棒と電気工事用ペンチ） 何度か調整を行った結果、私の八木アンテナの中心周波数はおよそ146MHzとなりました。「使用可能」の範囲である、目標周波数145.1MHzにおける反射係数が2未満であることを確認しました。 （▲分析装置による駐波比の表示） 4.5 天線による通信 今から、ご自身のラジオをアンテナに接続して、通信テストを行うことができます！
Draba BI1NIZ 私は、配線を購入する際に初めて50-3ケーブルのインピーダンスが50Ωであることを知りました。その後、実際に手に入れたものを別のテストはしていません。しかし、あなたがそうおっしゃるので、この方法は確かに厳密ではないと感じました。ただ、私の電気に関する知識はまだ浅い（これもインピーダンスを測定しなかった理由の一つ）、そのため、今後、インピーダンスマッチングなどの知識をきちんと学ぶ必要があると思っています。😀
BI1NIZ Draba つまり、まずご自身のアンテナのインピーダンスを確認し、ケージ線は問題ないはずです。ただし、手作りの八木アンテナが50Ωではない可能性もありますので、適切なマッチングが必要になります。
Draba BD8ENX 私もそうしたいと思っていましたが、適切なドリルなどの道具が手元になかったため、また、一度購入した乗馬カードには多くが余っていることがあり、そこでまとめて2枚セットとして使用することにしました。
BG8AMG 実際には、もしドリルがあれば、正確な穴を開けることができるので、PVCに穴をあけ、そこにアルミパイプを差し込むのが良い方法です。摩擦力によってパイプが外れることはありません。さらに、アルミパイプにリトラクトリングを取り付けることで、手で簡単に正しい位置に挿入できます。
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