タイトルをトランシーバーから受信機に変更しました。

自分用のトランシーバーを作る予定でしたが、小型の電池で動作する衛星受信機があれば、ポータブル機を１台しかもっていない方にも衛星通信を楽しんでもらえるのではないかと、ふと思った次第です。

そこそこ簡単に実用的なものが作れそうな感じなので、ここからさらに小型化、基板化して頒布までできればと考えています。

そういうことで私も送信機は昔作った２ｍのトランスバーターがあるので組み合わせてみることにしました。トランスバーターはもともと出力が１０Ｗの設計ですが、なぜか２Ｗ程度しかでていませんでした。２ｍはあまりやらないのでこれでも十分だったのですが、今回は中身をチェックして増幅段のコイルを変更して１０Ｗでるようになりました。

しかし、このトランスバーター、ケースがプラスチックケースということもあり、結構筐体からの放射が結構あります。ダミーロードで送信しても、435MHzの衛星バンドにあちこちに信号が聴こえてしまいます。



それでも、ループテストをやってみました。
145MHzのアンテナはベランダホイップ、435MHzのmoxonアンテナとの距離は１ｍ程度です。RS44でEL６０度くらいの衛星があったので145MHzで送信してみました。トランスバーターからの飛び込みと区別が難しかったのですが、かぶらない周波数で送信したところ弱い信号を受信、ドップラーシフトもありましたのでなんとか成功することができました。

実際に交信するには、アンテナはもう少しグレードアップする必要がありそうです。

トランスバーターからの飛び込み対策としては、シールドを追加しました。加工が面倒なので実際は金属ケースを使用する予定です。




これだけでも効果はかなりあります。飛び込みはかなり抑えることができました。

確定申告とか、本業の開発品納入で忙しくて中断していましたが、再スタートです。

2mのダウンコンバーターまで動作したのでIF増幅以降となります。

当初、開発済みの超小型トランシーバーの受信部を流用しようと考えていました。小型で簡単にでき高感度なのですが、DSPラジオICを使っているのでBFOの信号レベル調整が難しく、マイコンノイズを拾うのと雑音が多くよくありません。また、SメーターもBFOがあるため表示できません

こういう気に入らない点があったので、新しく考えてみることにしました。やはり、製作は簡単にしたいのと小型化とコイルレスはmustなので1チップのICを探したのですがSMDで使えそうなものが見つかりませんでした。

ラジオなどはDSP化されてしまって、TTGOラジオのSSB部を使うという方法も考えたのですが、手持ちに大量のサンヨー製の古いFMラジオ用のLA1235や1231などのICがあったことを思い出して、使えないかと実験してみました。

このICは、昔、放送局のモニター受信機を開発しているときにデーターを測定したこともあるので馴染みがあるというのも理由です。

IFは、FMチューナー用なので10メガ程度は問題なく使えます。ただFM放送用はAGCはあまり必要としないのと検波回路が使えません。

しかしながら、FM検波で直交信号を用いるCuadrature検波を使っているものであれば、キャリアを入れることでSSBを復調させることができます。この手のSSB受信回路は見たことがありませんが。

おそらく歪が大きくて使えないかとも思いましたが、実験してみました。回路はまだ試作なので非公開ですが評価ボードは、FMチューナーICとLM386音声アンプ、スピーカーを載せたものを簡単に作ってみました。



これに、RFワールドの実験基板の発振器とミキサーを使って、夕方の7メガを聴いてみました。

こういう時にRFワールド基板は、自分で頒布しているのでいうのもxxですが、本当に簡単な実験に重宝します（笑）

一応、聴こえるようなのでデーターとかみてみたいと思います。

感度も良さそうでSメーターもBFO信号を拾うことなく出てきました。AGCもリミッター程度ですがあるのでサテライト通信用であれば使えそうで、入門用の小型のSSBユニットなどに使えればキットなど作ってみたいと考えています
。

https://twitter.com/7l4wvu/status/1498576660370579462?s=21

435MHzの受信部のRFアンプとミキサーの回路図は前に記載済ですが、145MHzのときと同じ回路です。

ローカル信号部分を製作していきます。といってもSi5351の出力の３倍の高調波を使用する前提で確認をします。まず、Si5351で必要なローカル周波数は、（４３５MHｚ－IF周波数）／３になりますので発振周波数を141MHz付近に合わせてスペクトラムを確認します（下図）。

ここでレベルを確認すると基本波（青色）が7.8dBm、必要な３倍（赤色）が-8dBm程度であることがわかります。このままでは、基本波レベルが高すぎるのでフィルターを製作する必要があります。今回使用するミキサはローカルアンプが内蔵されているのでレベルとしては-15dBm程度でよいことから多少ロスがあるBPFを入れれば簡単にできそうです。




製作したＢＰＦは、記事①と同じ簡単な構造のものを作りました。写真の青色がＲＦ入力フィルターで、赤色がローカル用のＢＰＦです。




フィルター特性は、前に書いたＲＦ用のものと同等です。フィルター通過後のスペクトラムをみると以下のようになり基本波レベルが低下して、３倍波が-8dBm程度で得られています




受信感度は、かなりよい感じです。SGを最大に絞った-127dBmでもはっきり聞こえる程度になりました。

アンテナは、前に作った園芸パイプの7エレで朝方FO99のビーコンは、アンテナが向いていませんが弱いながら受信できました。

430MHz受信部できました。

昔作った園芸パイプの7エレを西向きベランダに急遽固定しました。今朝の衛星はアンテナの後側でしたがFO99のビーコンはなんとか聴こえました(^^) pic.twitter.com/Eh76fjuHzi — 7L4WVU (@7L4WVU) March 5, 2022

FO29も受信できた。

固定ビームの八木より、ダイポールの方が受信しやすいですね pic.twitter.com/JarqCwA4cj — 7L4WVU (@7L4WVU) March 6, 2022

最終的にCAS４Bがベランダホイップでよく聴こえるくらいになりました。
 

試作機でCAS4B聴こえました。次は435MHzの受信部に取り掛かります。まだまだ先は長いです

BPFが予定通りの特性が得られたので、次にRFアンプ、ミキサーなどダウンコンバーターの確認です。




●RFアンプは、 RFワールドの頒布基板 で使用した BA420 を使用しています。

DC3.3Vで単体特性をネットアナで周波数特性をみると、145MHzで利得が18dB、435MHzで16ｄBでした。下図のデータシートとほぼ一致しております。

また、衛星通信では強い信号は入ってこないという認識からRF AGCは考慮していません。BGA420でも入力にバイアスをかけることで20dB程度の利得調整はできると思いますが。




●ミキサーは、3.3Vの低い電圧で使用できるという理由から NJM2288 を使用しました。
このＩＣは、ローカル入力のアンプが入っているので-15dBm程度のレベルで動作します。今回の435MHzの様にSi5351の高調波をローカル信号に使用する場合、DBMではドライブできないことが多いので好都合です。しかしながら、使用周波数がUHF用となっており、OIP特性などはあまりよくなく、HF帯など強い信号がひしめくような用途では適していません。

変換利得は、データーシートでは9dBということですが、試作回路ではBGA420の出力インピーダンス５０Ωでそのまま接続しています。その場合の利得は-2dB程度となります。

今回の回路で、実際に入力フィルター、RFアンプを含めた変換利得を、SG信号を使ってミキサ出力をスペアナで測定してみたところ、 145MHzは15.5dB、435MHzは11.7dB となりました。

入力フィルターのロスを含めると435MHzでは少し利得が低いかも知れません。一応、感度不足の場合の対策として、ミキサー回路の入力マッチングを考慮してデーターシートのスミスチャートから入力インピーダンスを求めておきます。データシート記載の実験回路データを入れると以下のようにマッチングがとれることがわかります。





また、145MHzではどうなるかということも一応準備。NJM2288の入力インピーダンスは結構高くなりますが、以下の様にミキサ入力に並列140nHと直列6pFくらいでいけそうです。

あまり出来栄えはよくないのですが基板もできたので、まずはBPFを製作しました。

無線の送受信機を組み立てるときに大切なのは、一度に組み立てないで部分ごとに組み立てて、必ず動作を確認（測定）するということです。これにより各部の性能を把握でき不具合対策が容易になります。

今回製作したＢＰＦです。写真の上が145MHz、下が435MHz用となります。




特性は、以下のようになりました。損失が３～４ｄBと大きいのですが、減衰特性は予定通りお互いのバンドに対して50dB程度確保できました。セットとしてまとめて妨害がある場合は、銅板でシールドを追加します。

●145MHz（写真の横軸は0-1GHz）
145MHzは手持ちのジャンクのコアでインダクタンスは0.2μH程度,結合コンデンサは1pF。






●435MHz（写真の横軸は0-1GHz）
直径4.4ミリの精密ドライバーに直径0.7ミリのスズメッキ線を４回巻いたものです。トリマは８ｐF,　結合コンデンサは５ｍｍ程度のワイヤです。

430MHzバンドの製作は、コイル巻きが超簡単です。こういうラフな作りでも綺麗なBPF特性が得られます。また、トリマを回転させると300-600MHz程度、中心周波数を可変できました。測定器や高性能の半導体が安価で入手できる現在、UHF帯の自作は容易なので皆さんもチャレンジしてみましょう。

前回、自作のWQ1トランシーバーで145MHzの衛星を受信できたので、同じような構成のDual bandの衛星通信用の簡易レシーバーを作ってみます。

まずは、受信部ですが、最初に入力BPF、RFアンプ、ミキサーまでの回路を作って実験してみようかと。

デバイスはＳＭＤなので基板をどうして作るか…
今回は１枚あればよく、中華の基板屋さんに発注するほどでもないのでアセトン方式で作ってみることにします。

とりあえず、回路図はこんな感じ。ミキサーまでは２バンド独立でミキサーのあとでＲＦ切り替えスイッチで選択します。

うるさいOMさんに言わせるとトップに損失が大きそうなフィルターが入るのでV、UHFとしてはNF上、よくないなーとなると思います。

しかしながら、これまで自作トランシーバーでサテライト交信が失敗に終わっているのは、送信の回り込みでした。とにかく受信中に同時に別バンドの電波を近接するアンテナから送信しているので十分減衰させておきたいという想いがあります。あくまでも試作回路ということで（笑）

サテライト通信は、145-435MHzの送受信を同時に行うので、①入力フィルターをどのくらいのものを作ればよいか、②シールド対策などを試作基板で実験してみたいと思います。

受信信号は弱いのでRF AGCは、なくてもよいかなと考えています。



基板は、シールド対策ができるように少し大きめに設計しました。



久しぶりにアセトン方式で作りました。薄いところはマジックで修正して割とうまくできたのですが、エッチングしているのを忘れて買い物に外出してしまい、少し溶けすぎてしまいました（笑）



上手く動くでしょうか。。。続く

受信部ができてきたので、衛星通信のアンテナを準備しています。２バンド必要なのですべて自作するとなるとなかなか大変です（笑）

435MHzは、園芸バイプで作った７エレがあるのですが、回転機構まで自作するとなると今年いっぱいかかりそうなのと、送受信のダイアル制御だけで手いっぱいでアンテナ制御まで手動でするのであれば難しいと思い無指向性でできないかと思うようになりました。

まずは、針金で作ったダイポールでどのくらい受信できるか試したのですが、思ったより聞えたのでネットで調べてみたところ QSTの記事 が面白そうでした。

久しぶりにアンテナシミュレーターMMANAを使ってオリジナルの寸法のパターンをみて上方向のレベルを押さえたものを検討しました（簡単に確認するため９０度移相分は含んでいません）。記事より垂直エレメントを長くしてみました。下図でオリジナル寸法が上、垂直エレメントを長くしたものが下図になります。垂直方向のレベルを抑えて、水平レベルが伸びているのがわかります。





構造ですが、上と下のエレメントをどのように構成するか考えて、ホームセンターで材料を探していたところＡＢＳパイプが目に留まり、デザインがひらめいたので３Ｄプリンターで支持部を作ってみました。この透明チューブにエレメントワイヤーを通す構造です。




９０度移相ラインは、1.5c-XVを使って、給電部は以下のように作っています



仮設した状態ですが、なかなか可愛いアンテナで見かけはよいようです。ＶＳＷＲは１．５くらいでした。

上げてから少し受信してみましたが、ダイポールよりは長い時間聴こえているようです。これで位置を変えてみたりして、数日、受信してみたいと思います。

★在庫がなくなりましたので受付を終了させて頂きます。たくさんの申し込みありがとうございました。




RFワールド　NO.５６の頒布基板については、２０２１年１２月末で申し込み終了、お申込み頂いたすべての方の発送を先週完了しました。

企画段階で、ソフト、ハード面の不具合で頒布後に大きな損失がでるリスクがあったため非常に心配でしたが、特に大きな問題もなく、ほっとしております。みなさま、ありがとうございました。

さて、頒布は完了しましたが、まとめて注文しているため若干数基板が余っています。出版社に確認したところ、こちらで頒布してよいということですので、申し込みできなかった方や追加でほしいという方がおられましたら、以下の要領でお申し込みください。価格はRFワールド誌の頒布のときと同じです。

１．頒布品の概要
　基板（７種類の基板）セット　１式分の内訳

本基板セットには以下の7種類の基板（下の写真のもの）が各1枚含まれます．

1. PLLユニット (FC1PLL)
2. DSPユニット (FC1DSP)
3. ミキサ・ユニット (FC1MIX)
4. ディスプレイ・ユニット (FC1OLED)
5. RF増幅ユニット (FC1RFA)
6. リターン・ロス・ブリッジ・ユニット(合成器ユニット) (FC1RLB)
7. LPFユニット (FC1LPF)

●エッチング，穴あけ，レジスト印刷，半田めっき処理，シルク印刷したプリント配線板です．
●電子部品等は未実装です．ご自身で半田付けするなどして組み立ててください．
●電子部品等は含まれていません．ご自身で調達してください．
●基板ごとのばら売りはしておりません．





２．頒布価格(送料等を含む)： 1セット 700円（複数セット申し込みの場合でも、７００円ｘ申し込みセット数となります）



３．申し込み方法
（１）送金方法　銀行振込み（楽天銀行。他の銀行からのお振り込みご希望の方につきましては、対応できない可能性もありますが、お問い合わせください。）

（２）頒布ご希望の方は、 件名に「RFワールド　実験基板　頒布希望」と記入して、 私のコールサイン@jarl.comにメールにて「郵便番号、住所、氏名、申し込みセット数」 を記入の上、お申込みください。

★お申し込みの後にこちらから振込み口座を返信します。

★自作する方を増やすために基板はほぼ実費で頒布しています。在庫がなくなっても追加注文しますのでどんどんお申込みください。ただし、価格はアップする可能性はあります。


４．製作にあたって
（１）製作記事回路図は、ＲＦワールド　No.56をご覧ください。購入は こちら
（２）ソフトウェアの無償ダウンロードは こちら
（３）製作関連のアドバイスなどは 掲示板 を参照願います。


５．遊び方動画












それではよろしくお願いします。

一昨年からトライしているサテライト通信ですが、小型のトランシーバが作れないかと検討しています。

まずは、昨年作った1.8-144メガのQRPトランシーバでどのくらい受信できるか試してみました。

WQ1は受信機としての感度は144メガで-110dBmのキャリアが聴こえる程度でQRPトランシーバとしては十分です。

しかし、RFワールドの頒布基板の受信アンプを前段に入れるとさらに高感度になり、-127dBmのキャリアも結構明瞭に受信できるくらいまでになりました。


アンテナは、前に作った園芸パイプの145メガ3エレが錆びてボロボロになっていたので、とりあえず受信のためにベランダにホイップアンテナを設置。釣竿にエレメントを這わせただけのものです。


受信機は高感度ですが、近所のソーラー電源のノイズと内部のマイコンノイズなどいろんな信号を受信しています。

しかし、ビーコンは受信できましたので、この回路を使って試作してみようと考えています。


https://twitter.com/7l4wvu/status/1492260953005514755?s=21

次は、145メガの八木をアルミパイプで作ってみます