海外の基板製造メーカーの競争が過熱している。もうどこを選んでも価格は大差はなくなっていますが、ＳＮＳで話題になっていた送料も含めて無料の基板製造メーカーが登場したので、さっそくオーダーしてみました。

サイズは、なんと１００ｘ１５０ｍｍまでＯＫということで、5枚まで無料です。月に１回ということですが、ＤＨＬ送料まで負担してくれるとは驚きですね。

ALL PCBというメーカー。サイトは こちら

早速、これから作ろうとしていたQRPpパワーメーターの基板を作って発注してみました。
各メーカーさんでいつも問題になる面付です。オーダーしたところメールが来て面付はダメということでした。

１．はじめに
QRP運用は呼んでも応答のないことが普通です。特に数十ミリワットの世界は、呼べるような相手局を見つけることもなかなか難しいのが現状です。

ですから、送信出力とアンテナ整合は常に確認しておかないと頑張って呼んでいてもアンテナの具合が悪かったりすると交信は絶望的になります。

移動運用ではとくに通過型の電力計が必要になりますので、製作してみました。ちょうど手元にステレオラジカセに使われていたようなVUメーターがありましたので進行、反射電力が同時にみれるようなものとしました。

ちょうど試作中のマルチバンドＣＷトランシーバーが1.8～144MHz帯、最大150mW出力程度なので、仕様はこれに合わせています。問題なのは、こんな小さい電力で上手く測れるかということです。

小電力なので、ログアンプを使って検出しようと考えましたが、移動運用では極力軽量化、電池レスが求められます。したがってパッシブなものとし、回路はトロイダルコア活用百科のもので実験しました。


２．基板の製作
製作は、両面基板の端切れを使って、ダイソーのルーターを使ってパターンを作成しました。これくらいの回路であればこういう作り方が速いです。

①最初に回路図からランドの形状を部品の大きさを考えながら油性マジックでラインを描きます



②次にダイソーのルーターで線を削っていきます。このとき細かい粉塵がでるので防護メガネやマスクを着用しましょう。粉塵は、卓上掃除機などを使って吸い込むとよいです



③基板にスルーホールの穴をあけます。この部分にリード線を使って裏面の全面グラウンドパターンに接続しておきます。



④部品の取り付け、配線をします



３．メーター板の作成
①アナログメータなので面倒がらずに目盛り板を作成します。まず、メーターから目盛り板を慎重に外します。殆どの場合両面テープなどで張り付いてますのでカッターナイフなどを差し込むと剥がれると思います。


②目盛り板に方眼紙を重ねてオリジナルのメータライン位置をマーキング。その後メータに方眼紙をはりつけて実際に電力を変えながら針の位置を鉛筆などで印をつけます。


③この手書きスケールを写真撮影して、CADソフト（私はVisioを使ってます）にはりつけ、その上に目盛りを書いていきます。出来たら、光沢紙に印刷して切り取ってオリジナルの目盛り板の上に両面テープで貼り付けます




４．ケースの作成
３Dプリンターで作成します。思い切り小型化したいところですが、メーターサイズで制限されますのでメーターがぴったりはいるように設計します。これくらいであれば慣れれば、１時間程度で作図は完了できますので便利です。あとは、プリンターががんばって働いてくれますので、できるまでエアコンの効いた部屋でお昼寝（笑）。市販のケースを穴開ける作業はやる気が起こりません。



裏は、こんな感じです







５．特性について
オリジナルの回路では、感度不足であったのと144MHz帯での誤差が大きかったので回路を若干改良しました。最終的には、7-144MHzまで１ｄＢ以内の精度でみれるものができました。


６．使用してみて
電池不要で、自分が使う100mW以下での進行、反射電力がある程度の精度でみれるものができました。低い周波数での感度不足はコアの周波数特性によるものです。コアはジャンクのものですが５MHｚ以下で特性が低下します。この部分を良くすると高い周波数の特性が悪くなるので妥協しました。

　また144MHz帯はコンデンサによる補正を行っています。なかなか広い周波数をみるのは難しいものです。市販品ではないので結構便利に使えそうです。


７．キット頒布について
今回の製作品を３k円程度（送料別）でKIT頒布します。

注：１０名に達しましたので受付を終了させて頂きます。
応募いただいた方には、準備ができ次第メールで連絡致しますのでお待ちください。基板設計や部品発注などをこれから行いますので１－２か月かかる見込みです。

それではよろしくお願いします。

試作しているCW送信機の出力ですが、どうも低い周波数が出てくれません。
出力トランスが１４４MHｚまで対応させるために低域の出力低下は仕方がないのですが、それにしても低すぎます。

そういうことでＲＦ切替に使っているＩＣ　AS169について調べてみました。

このＩＣは 仕様 をみると通過電力30 dBm、Low insertion loss (0.4dB max, 300kHz-1GHz)となっておりQRPトランシーバに適したものとなっています。

信号は、ＳＧを使いました（5351とは異なり高調波が少ないSin波です）

下に1.8MHzでの結果を添付しますが、0dBm程度であれば殆ど損失はありません。
しかし、5dBmあたりから急に歪が発生して出力低下が生じることが分かりました。





また、これは低い周波数ほど顕著のようです。下図は、周波数毎にレベルを変えたときのデータとなります。SG出力が最大15dBmなので、それ以上はみていませんが、レベルを上げるに従い、低い周波数の損失が増えることが分かります。



さて、これで今回の送信部の出力特性を測定すると次の緑線のようになりました。
紺色の線は、申請に使用する自作LPFフィルター通過後の出力となります。

5351の送信機だと奇数波スプリアスが高いので２倍波はあまり気にしなくてよかったのですが、スイッチでのひずみにより２倍波も高いレベルとなりました。

そのため自作フィルターは、２倍波を落とすためのノッチを入れたものもあります。

最終的に10MHz以上で100mWは狙えそうな感じです。

送信スプリアスも規格に入っているので早速免許の変更申請を行います。

これまでにも、Si5351を使った送信機でいろいろと免許を受けているので、この系統図にスプリアスデータをつければ、おそらく大丈夫と思います。

あわせて、前にTSSにダメだしを受けて断念した現行送信機の1.9MHz帯のFT８を追加しようかと（笑）

CWポケトラを使ってHF-50MHzに出る場合のLPFを試作。

３Dプリンターでケースも作ったので見栄えも少しはよくなりました。


3.5，７，５０MHzはバンド専用、他は2バンドで共用しようと設計しました。

以下は、nano VNAで測定したデータです。それぞれ３段のLPFとなります。
各マーカは、カットオフ、2倍、3倍を示します。

カットオフ周波数での挿入損失が１ｄＢ以下になるように調整しました。特に2バンド共用のものは高調波を減衰させるためにカットオフ周波数ギリギリのところを狙っています。

●3.5MHz




●７MHｚ





●10/14MHz






●18 / 21MHｚ






●24 / 28 MHz





●50MHz






144MHz

コロナで移動局が減る中で、関東は台風接近と最悪のコンテストとなってしまいました。

今、HFから１４４までのCWトランシーバーを企画、設計していることもあり、自宅から１０ｍWでどれくらい交信できるか試してみました。

トランシーバーは自作機、スペアナでみて各バンド10-20mWくらいになるように設定、自宅アンテナは以下のようなものを使いました。モードはCWのみ。

なお、自宅は東京郊外で、ロケは低地でよくありません（笑）

●3.5MHz、7MHz： フルサイズスローパー（台風接近のためタワーをクランクダウンしているのでエレメントも一部が屋根の上）
●14,21,28MHz：短縮ロータリダイポール（１４は使えるが２１と２８はSWR3以上あり）
●50MHz：６エレ
●144MHz：２FベランダのJ型アンテナ（垂直ダイポールと同等）



8/7（土）　21:00コンテスト開始。最初はアンテナがまともな50MHzから。台風接近ということもあり移動局は少ないです。それでも静岡、福島、その他距離100kmくらいある移動局と交信できました。

そのあと144MHz、ベランダホイップということもあり、ほとんど聞こえませんが数局と交信できました。HFは２８から下の方に下がっていきましたが、聞こえる局は弱くて呼べる感じではありません。

3.5MHzは、結構聴こえていましたがが交信できず


8/8（日）　朝８時過ぎからワッチ開始。昨日できなかった２１，７MHｚで数局交信。7MHzは混信が多いと思いますが、意外に応答がありました。そのあと14MHzは関西が強く入っており、１局交信。

そのあと２１，２８で近くの移動局と交信。最後に、２１で九州まで届いたので終わりにしました。

下に交信できた局のリストを示します。10mWという出力は、乾電池でトランジスタ１石の発振器を作ったときの出力と同じくらいです。４０年くらい前は、このくらいの出力では殆ど交信はできなかったのですが、無線機の性能がかなり向上していることもあり、今では結構楽しめます。

とはいえ、殆どの場合、普通にコールしても応答はありません。フィールドデーコンテストの場合は最大出力が５０Ｗなので、こちらとの電力レベル差は40dB程度ですので、５９プラスで入っていれば応答はあるはずです。オンフレで何度も呼んで応答がないときでも、周波数を１００Hzずらして呼ぶと応答があったりするので面白いです。

10mWという出力は、出力が小さすぎるというイメージを持たれる方が殆どと思いますが、実際のところ100mWとSメータでは３つくらいしか差はありませんので結構楽しめます。

試作で改良点がわかってきたので、基板を設計、発注しました。

2mは和文を中心にCW愛好家が多いようで、頒布希望もありましたので、144MHz CWトランシーバー　WQ-201をJE3QDZさんと共同で開発してます。

基板は、とりあえず7メガトランシーバー用を使って試作してみました。




LPFは、流石にこのくらいの周波数になるとうまく働かないので3段でカットオフ周波数を150メガくらいで組むと3倍で20dBくらいしか減衰しない全然使えないレベルでした。写真は0-500MHz



そこで、今回は発想を転換してカットオフ周波数を高めに設定して2倍と3倍をノッチで落とす回路でLPFを設計してみました。同時にアースパターンを銅板で強化しています。

まずは、3倍の430メガ付近が落ちるようにローパスを設計。カットオフは300メガくらいにすると3倍波は60dBくらい落とせました。


この状態で送信スペクトラムをみると2倍波のレベルが少し高いようです。


そこで、さらに2倍波のノッチを追加。6pFをLPFコイルとパラに接続します。これで2倍、3倍とも40dBくらい減衰できました。

送信出力は、50mWなのでこれで問題ないレベルとなります。



あと、問題点としては、送信時に6メガくらい離れたところにスプリアスが出ます。

レベル的には、規格ギリギリセーフというところですが150メガあたりは業務局が多いので下げておきたいところです。

これは、5351のPLLの特性上出てしまうものなのか調査中です。



また、CWフィルターは、前より幅を広げて600Hzくらいにしています。

個人的にはもっと広い方が良いと思うのですが、QRPで呼ぶ方の立場では相手周波数に近いところで呼ぶ必要がありますのでメリットはあります。

本日発売のCQ出版のRFワールド　No.55の特集記事を執筆しました。

最近の理工系の学生は、ものづくりの経験がない方が多く、指導できる教官も減ってきたということで執筆依頼がきたものです。

今回は、約80ページ。初心者向けに製作の方法をまとめて、途上国で技術指導をした時の話も少し書きました。

次号では、基礎が学べて応用できるような製作実例を紹介予定です。

以下のリンクで今回の目次と見本ページのPDFをご覧頂くことができます。

https://www.rf-world.jp/bn/RFW55/RFW55A.shtml





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