アンテナ切替器(3:1ﾘﾓｰﾄﾀｲﾌﾟ)の製作
アンテナメンテナンス時に、給電同軸の編組が黒化しているので交換しなければと指摘を受けました。使用している給電同軸はシャックからアンテナまでおよそ50mで、種類は5D2W、7D2Ｖ、多重シールド同軸で15年以上経過しているハズです。
アンテナはTH7DX(14-28MHz)、TD-1230S(10-24MHz)、CL6DXX(50MHz)の3系統ですので、全同軸交換となれば150mは必要となります。
最近、銅の値段高騰とのことで、安価な同軸8D-FB(発砲ポリエチレン)など１本で給電し、鉄塔上部に切替器を取りつけ、シャックからリモートで制御する方法を提案してくれました。
Antenna SWer Remote System
アンテナ切替器の購入をWebサイトで検索しましたが、自作を思い立ちリレー、コネクター、基板を通販に発注したのでした。リレーやコネクターを基板で挟み込んで仕上げ、シャックからリモートで切替する構想でした。
アンテナ切替器の構想
ADXAメンバーより基板に同軸コネクターの直付け構想はアンテナ給電同軸の接続時に軟弱すぎるとの指摘があり、方針転換、ジャンクのクロームメッキ鉄箱にN-J(送信機側)、M-J(アンテナ側)コネクターや端子盤TB(切替制御)を取り付け、N-J、M-J間を切替リレーでブリッジさせた頑丈なアンテナ切替器(1回路3接点)として製作しました。リレーの接点端子と碍子端子板(12Pin)の間隔は樹脂パイプスペーサーをカットアンドトライで細かく調整しました。
リレー固定の碍子端子(12Pin)×2
アンテナ切替制御はタワー上部から敷設した6P 50mケーブル経由で、シャック内に取り付けたコントロールBoxで操作します。コントロールケーブルは避雷を目的に4Pコネクターを抜き差しします。
リレー電圧供給 DC12V(外部電源 AC100V-DC12V/1.5A
製作調整と1ヶ月近く掛かり、アンテナ切替部は完成です。しかし、ウォールボックス(外箱)の選択や同軸ゲーブル、コントロールケーブル仕入れはこれからです。着工は9月中旬を目途にします。
リレーとRFコネクターの配線には高周波電流(表皮効果)を考慮し、0.3mm厚の銅板を加工、面積の大きな配線によりL分(インダクタンス)を抑え、特に50MHzではより幅広く加工した銅板のC分(キャパスタンス)でL分をキャンセルさせ、Z=R±jX式のjXリアクタンスによる損失を少なくしZ=R(50Ω)VSWRを改善しました。
また、N-JからM-Jコネクター間に銅箔をコの字に敷いてアース周りの導電率を強化しました。リレーG4A(オムロン)の接点電流20A、接触抵抗100mΩ以下の規格ですので、RF出力1kW/50Ωの負荷電流は4.47Aでリレーの電流容量は十分なハズです。
☆特性測定結果 Nano VNA H4
Nano VNA → TX N-J、DL 50Ω → M-J
ANT1 28MHz 52.22＋j1.29
ANT2 50MHz 53.27+j1.162 → 配線銅板変更後 53.62+j470mΩ(※リアクタンス半減)
ANT3 10MHz 51.23+j562mΩ
☆耐電力試験
1.50MHz/1kW 15秒間の送受信くり返し、1分間にて耐電力試験の実施
2.試験機器 TRx：IC-7610/JRL3000F、電力計：CN-501H、疑似負荷：50Ω
3.試験結果 Power≒1kＷ、SWR≒1 ANT1-3 全て良好(G4Aリレー温度変化無し)
☆アンテナ切替器の部品
1.ジャンク鉄箱(クロームメッキ仕様) W:95mm D:110mm H:140mm 厚さ:1mm
2.リレーG4A(オムロン) 12V(接点電流 20A、接触抵抗 100mΩ以下)×3
3.碍子端子板(12Pin)×２(リレー固定用)
4.同軸コネクター N-J×1、M-J×3
5.端子盤4P(リレー制御)×2
6.配線用の銅板×１
7.リモコンBox(TAKACHI SPG-135A 電池Box付)
8.ローターリーSW 1回路12接点 ストッパー付き
9.LED 赤×1 緑×3
10.ジャンク4Pコネクター プラグジャック
11.ビスナット、樹脂スペーサー、接着剤など
☆アンテナ切替器の製作要点
1.リレーの接点電流Iは√P/Rで算出、接点電流に余裕のあるタイプとする (P:出力電力、R:同軸インピーダンス)
2.リレーの接触抵抗の小さいタイプとする
3.同軸コネクターとリレー接点間は短く配線する
4.同軸コネクターとリレーの高周波経路の配線は板状とする
5.同軸コネクターに数本の同軸ケーブルを差し込むので頑丈なケースを使う
Antenna SWer 3:1 Control System 図面
8DFBケーブルをストレートに通すためにウォルポックス下部のセンターに25φ(25mm)の通線口を開けました。設置場所の冬場は連日30m位の北風が吹き荒れるので、取り付けは扉を北方向にします。
かくして、SWer Boxを取り付けたウォールボックスは9月初旬にタワーへ固定され、8DFB、4Pコントロールケーブル、各アンテナからの5D2W短同軸３系統を通線し完成しました。シャックからのアンテナ切替のコントロールも順調で、各バンドでチェックを兼ねてDXペデション局やNewを追い掛け1kWで稼いでいます。新たに敷設した8DFB給電同軸では、黒化した給電同軸5D2Wより2dB程感度アップしています？
取付工事完了後に雷注意報が発表されると不安が過ぎります。内臓のリレーG4Aは通過電流20A、耐圧8.5kVとのデーターですが、やはり耐久性には不安があります。日々、リモコンボックスの電源とコネクターは抜くようにしていますが、故障などに備えてAntenna SWer Boxの予備を製作しようと企ててます。###
【追記】
Antenna SWer Box予備製作が半月ほどの日程で完成しました。ジャンクの鉄箱は140mm(H),175mm(W),50mm(D)の薄型なので、リレーの取付(空中配線)を工夫してみました。
Antenna SWer 3:1 予備器(上下)
リレーの取り付けを横にして、鉄箱とリレー端子間のスペースを確保しました。M-Jから圧着端子を利用して接点端子へ半田付けし、リレー位置やよじれを補正しています。(空中配線)
予備器の特性(測定器 NANO VNA H4)
TX: DL 50Ω 51MHz
ANT1: Z=49.08Ω－j28mΩ
ANT2: Z=48.72Ω－j1.23Ω
ANT3: Z=49.08＋j267mΩ
ネジロックや銘板を貼り付け、既設のリモコンボックスと接続してダミーロードでANT1～3系を送信出力1kWにて最終チェックを行い、Antenna SWer 3:1の予備として保管します。
予備器への交換はタワー上部に設置したウォールボックス(WB-13AOJ)内のAntenna SWer Boxの同軸やコントロール線を外し、機器取付け木板ベースごと降ろし、地上で作業する予定です。(機器故障皆無懇願？) ###
« TX7W France「あっれ」？ | トップページ | IC-7610 ファームウェア―Ver’1.41→1.42 »
コメント
« TX7W France「あっれ」？ | トップページ | IC-7610 ファームウェア―Ver’1.41→1.42 »
GYPさんの制作記事、いつも参考にさせて頂いています。
今回もさっそくパーツをそろえ、室内のフィルター切り替えにと2回路の切替器を試作しました。実戦で評価し、数台を作る予定です。
特殊な端子台は使用せずに基板にリレーは実装し
同軸コネクタとの接続はGYPさんと同じく、銅板を使いました。
ケースは鉄箱を使いましたが穴あけが大変なので、次はHAMMOUNDのアルミダイカスト箱にする予定です。取付の耳が付いたものです。
こちらが完成したら写真を送らさせて頂きます。
投稿: 齋藤 理一 | 2024年9月 1日 (日) 10時13分
齋藤さん、酷暑見舞い申し上げます。
2回路切替器(基板ベース)の製作ご苦労様です、こちらも基板ベースでエッチング、半田メッキと進めたのでしたが、メッキ中に鏝の熱で銅箔が膨らんでがっくり・・・急遽、碍子端子によるリレー固定へ変更したものです。
ADXA OMの教示によると、銅箔の面積が広い半田メッキは基板を立てて、鏝を上から下へと素早く滑らすのがコツとのことです。
(焼きパンにならぬようにHi)
では、良好な特性を期待して2回路切替器の完成写真をお待ちしています。
投稿: Gyp | 2024年9月 1日 (日) 13時22分
GYPさんタワーに設置された写真拝見しました。
カッコいいですね。 動作も完璧とかすばらしいです。
こちらも２回路の切替器を数増しすべく部品表を作り始めました。予算の関係で１０月になりそうです。
これらの制御を机上からできるように思案中です。
最初はバンドのスイッチで、その次のステップはリグからのバンド情報での切り替えを目標にしています。 この時のガチャガチャ対策をどうしようかです。
ローテーターとログソフトを同期させた方がコールしている局に自動で向けるようにすると大変だと言っていました。 半自動の方が使いやすいかも。
投稿: 齋藤 理一 | 2024年9月11日 (水) 13時20分
写真拝見し、齋藤製作所のリレーによる2回路切替器はGud Job!!!
こちらもAntenna SWer 3:1の鉄箱部の予備製作に取り組んでます。
貴局のフィルター群の切替はバンドごとに1ボタンで、数個の切替器が動作するようなマトリックス回路が必要と思われます。
バンドデータによる切替やアンテナの自動方調については気長に取り組んで下さい。
投稿: Gyp | 2024年9月11日 (水) 14時19分
GYPさん こんにちは
予備機の進捗はいかがですか
こちらはフィルターパネルの切り替え全体の構想がまとまりました。
リグからの信号での切り替えはまだですが
マトリックスを組むほど複雑にはな.らないようです。
メールで回路構成図を送ります。
ご確認下さい。
投稿: JA7HRM 齋藤 | 2024年9月26日 (木) 12時45分
予備のAntenna SWer 3:1(薄型ジャンク鉄箱)は程なく完成ですが、動作チェックや調整と10月初旬には仕上げたいと思ってます。
齋藤さんの回路構成図届き、拝見しました・・・フィルターの数にビックリ、グッドアイデアのシステムアップ頑張って下さい。
投稿: Gyp | 2024年9月26日 (木) 20時12分
GYPさん こんばんは
予備機早くも完成ですか
またまた色々工夫が入っていて参考になります。
こちらは部品集め再開しました。
同軸コネクタのM-Rを待っている所です。
ところでリレーの横置きですが固定方法は?
教えて下さい。 銅板だけででしょうか?
リレー交換などのメンテナンスは良さそうですね。
この方法だとさらに小型化できるか思案中です。
投稿: JA7HRM 齋藤 | 2024年10月 7日 (月) 17時30分
もう少し布線銅板のリレー1側へ穴を拡げて、ANT2系のリアクタンスを小さくしようと思案してます。
リレーの固定は
・ リレー接点A端子に圧着端子を半田付け
・ リレー電圧供給端子にダイオードと線材を取付け
・ リレーが真っすぐに配列する様に順次M-Jコネクター芯に圧着端子の首部を半田付け
・ リレー接点B端子に布線銅板を写真の様に半田付け
・ N-Jコネクター芯に半田付け
以上の手順でガッチリしてます。
(M-J、N-Jの半田付けは各端子にダミーを差し込んで作業しています)
齋藤さんは数量が多いので、部品収集、穴あけ、銅板加工、調整と大変ですね・・・ご苦労様です。
投稿: Gyp | 2024年10月 7日 (月) 23時06分
GYPさん お世話様です。
詳細な説明ありがとうございました。
リレーの固定方法良く理解できました。
こちらの入れ物をさらに小さくできないか検討していました。 何とか収まりそうですがケースは手配済
少し無理やり感があるのでそのまま進める事にしました。 図の上で検討した資料を別途メールしました。
投稿: JA7HRM 齋藤 | 2024年10月 9日 (水) 17時12分
齋藤さんの場合は切替器が多いので手間掛かりますね。
切替器の図面拝見し、40mmの深さのBoxにリレーを横置きの工夫VY Gud・・・布線銅板の加工かんばって下さい。
こちらは紙で型どりしてから、高額な銅板をカットし仕上げてます。
投稿: Gyp | 2024年10月10日 (木) 15時43分
GYPさん こんにちは
秋も深まり、日に日に寒くなってきました。
さて私の方の進捗ですが
切替器６台は組立中で今月中には完成予定です。
不足の部品を待つ間にフィルターパネルからのIFBOXと
卓上のコントロールBOXを完成させました。
難関はフィルターパネルへの切替器の取付になります。
配置のシュミレーションを図上にて行い、何とか収まりそうな感じです。
銅板のカット方法ですが、私も図面をスプレーのりで貼り付け、金切りバサミでカット、プラハンマーで曲がりを修正しています。
小型化の試作はこちらが完成してからゆっくり行う予定です。
投稿: JA7HRM 齋藤 | 2024年10月30日 (水) 15時56分
齋藤さん、執念の製作ご苦労さまです。こちらもリモコンBOXを先に完成させました。
リレーBOXの取り付け、奮闘されているそうで、完成まで後少し…頑張って!!
投稿: Gyp | 2024年10月31日 (木) 08時09分
GYPさん こんばんは
8台の切替器が完成し、本日取り付けと動作確認ができました。
色々アドバイスを頂きましてありがとうございました。
無線機の前からの操作はやはり快適です。
次のステップに向けて準備して行きます。
これからもよろしくお願い致します。
完成写真はメールにて送付しました。
投稿: JA7HRM 齋藤 | 2024年11月 7日 (木) 23時56分
祝「切替SWer/Remocont×8台 完成」おめでとうございます。
齋藤さん、前にも増してフィルター群のパネルがSWer取り付けで重量感あふれる仕様となりましたね(Phot tnx)。
SWerシステムの設計からパーツ集めそして製作、リモコンケーブル敷設等とお疲れ様でした。これで素早いBand QSYが可能となり、多くの珍局ゲットを楽しんで下さい(Gud Job)。
投稿: Gyp | 2024年11月 8日 (金) 12時16分
GYPさん こんにちは
めっきり寒くなりました。
次のステップで自動切替の検討を進めました。
JA4BUAさんのANT-57マイコンボードを活用させて頂きました。
現在制御器の配線中、年内完成が目標です。
進捗の状況写真と検討した接続図をメールしました。
投稿: JA7HRM 齋藤 | 2024年11月20日 (水) 16時29分
齋藤さん、写真拝見しました。すっかり中身がデジタル制御に置き換わりましたねGud job!!!
頑張って完成させて下さい、こちらも「ANT-57基板Revソフト:I,Y,K,E自動切替版」 2014の今頃ICT-Kuwaより仕入れ、組み立てもせず箱入りの状態です・・・その内?組み上げようかと改めて見つめてますよHi
では、自動切替よるシステム完成/完動を祈ってます。
投稿: Gyp | 2024年11月21日 (木) 14時28分
GYPさん こんにちは
今週で11月も終わりですが
フィルターパネル切替器の制御部にANT-57を入れた
HRM201SWx8 Auto Changerが予定より早く完成しました。 年内完成目標達成!!
動作確認の様子と接続図等の資料をメールしました。
ところでGYPさんの160mはどんなANTをお使いでしたか
私は短縮のハーフスローパーですが飛びがイマイチです。
投稿: JA7HRM 齋藤 | 2024年11月28日 (木) 10時28分
祝🏳🌈マニュアル＋自動切替🏳🌈 Gud Job !!!!!!!!!!!!!!!
素晴らしい、CI-VのバンドデータでTRxに連動した切替は感動しました(TNX 動画)・・・齋藤さん、気分最高ですね。
益々、クイックQSYでDXing楽しまれて下さい。
こちらの160mはタワー(全長40m)ドライブのシャントフィード(ライン長20m)の垂直アンテナです。
マッチング用のVVCをラジコン用のサーボモーターでリモートコントロールし、最適なマッチング(SWR≒1)が出来るシステムとしています。
ブログの「160m Band Duplexerマッチング部の新周波数対応」等の記事をご覧下さい。
投稿: Gyp | 2024年11月28日 (木) 17時45分
GYPさん こんにちは
Auto Changerは快適に使えております。
さて、GYPさんの予備の切替器がリレーを横置きにして薄型に進化したのに刺激を受けた時に1台ケースを小さくした試作を予定とお伝えしていました。
電極銅板の半田付けの難易度は上がりましたが
何とか格好が付きました。
リレー基板を2枚に分け、電源用のDINコネはスペースの関係から外に出しています。
別途試作途中の写真をメールしましたのでご覧頂けたら幸いです。
投稿: JA7HRM 齋藤 | 2024年12月 4日 (水) 17時19分
よくぞ詰め込みましたね・・・Gud job!!!
切替器はリレーサイズに合わせた小型Boxでの製作が理想と思います。布線銅板が短くなりZ=R±jXのリアクタンス分が小さくなり、ロスの少ない切替器に仕上がるハズです。
多忙の年末と存じますが、良いお年をお迎え下さい。
投稿: Gyp | 2024年12月 4日 (水) 21時27分