JE3QDZさんとのコラボ開発の　TE-2101　アンテナアナライザーが完成しました。

２月のブログでの紹介から、さらに画面を大きくし、晴天の屋外での使用でも見やすいように改良しました。

自分で使っていても、なかなか良いです。移動のときにもポケットに入れて持ち歩くのに最高です。

すでに QDZさんから昨日頒布 され、初回分は頒布完了したそうです。
私の方は、現在、他の機種の製作を行っていますので、まだ試作のみしかしておりませんが、頒布は、10月のイベントをターゲットに製作を進める予定ですのでもう少しお待ちください。


取り急ぎ、製作品の紹介動画を作成しましたので、ご覧になってお待ちください。
★取扱説明書は こちら です。

今まで、何も気にせず、ハムフェアに出展してきた。

出展料は、アマチュアが出すには結構高いと感じていたが、今年は、コロナ分担金という名目でさらに2割程度高く設定されていたので出展を躊躇してしまう。

同じ日にMaker Fair Tokyoが予定されており、ネットで掲載されている出展費用のところをなんとなく眺めていて驚いた。

同じビッグサイトなのに特別割引で通常出展料の半額だという。。。

簡単に比較して下のような表を作ってみたが、条件は異なるもののあまりにも差がありすぎる。

おかしい．．．

何か間違っているのかも知れない。。。

１．はじめに
自宅からメインでオンエアしている50MHz　SSBを聴いていると出ている方が少なくなってきたと感じますが、逆にFT８モードは結構賑わっているようです。

私が最近使っているのは、カセットテープのケースにいれた50MHzのSSB/AM/CW自作トランシーバーです。SSBがでればFT8も運用可能ですので、送受切替のためのPCとの接続インターフェースを追加しています。

このトランシーバーは、１０ｍＷのQRPですが、ＦＴ８モードと最近の無線機の受信性能の向上から、GWで100km、Eスポでは1000km越えの交信も何度かできています。しかし、ロケーションやアンテナがよくありませんので、交信できるチャンスは多くありませんでした。

そういうことで、もう少しチャンスを増やす目的で100mWくらいまで増力するリニアアンプ（写真１）を製作してみました。


（写真１）製作した１００ｍＷリニアアンプの外観


２．親機の改造
外部リニアアンプとの接続で一番悩んだのは、送受信の切り替えです。ケーブルを出して接続するのは簡単ですが、スマートにしたいのでアンテナだけ接続できれば完了できるものを考えました。

結果として、親機の送信時にアンテナ端子に電圧を出すように改造してその電圧を利用してリニアアンプの送受信を切り替えることにしました。

超小型の自作トランシーバーで回路図がないので改造は難航しました（笑）。しかし、何とか送信時にアンテナ端子に２Ｖ程度でるようにできました（写真２）。

（写真２）カセットテープケースに入れたトランシーバーのアンテナ端子に送信時に電圧がかかるように改造した。


３．リニアアンプの回路
回路図を図１に示します。

ドライブは１０ｍW、出力が１００ｍＷですので回路は、１石増幅で十分となります。送信FETとして海外製無線機にも使われているRQA0009を使用しました。送受信の切り替えはリレーを使用しました。

また、電源は、リチウムポリマー電池、充電基板を内蔵しており、外部のケーブルを不要としています。



４．製作
今回の部品の送信ＦＥＴ、リレーはＳＭＤを使っていますが、製作が容易になるように 市販のユニバーサル基板（サンハヤト製ICB-88SEG） を使用して組み立てました。

この基板は、穴あき基板でありながら、片面がアース面となっているので安定した高周波動作が得られます。簡単にRFアンプなどを実験してみたいときなどにお薦めします。
写真３，４に組み立てた基板の表、裏を示します。製作はちょっと雑になってしまいました（笑）

（写真３）基板（表）



（写真４）基板（裏）

また、ケースは３Ｄプリンターで簡単に製作しました（写真５）。

（写真５）３Dプリンタで作ったケースに基板を実装


特性的には、CWだと200mW程度出すことができますが、SSBでは歪的に出力100mW程度が使える範囲でした。スプリアスは規格をクリアしています。


５．実際に運用してみて
大阪市内のマンションの４Ｆベランダにダイポールを上げて２週間ほど運用して、関西の４０局と交信できました。（写真６，７）

10mWのときは、相手のCNが0dB以上のスーパーローカル局しか呼ぶことができませんでしたが、100mW出力となるとCQを出しても結構呼ばれることも多いので十分に楽しめました。

（写真６）FT8トランシーバとリニアアンプ


（写真７）自作の短縮ダイポール（マンションに囲まれていて西から南西の４５度以外はNG）

おはようございます。

今週は、少しずつソフトの作り込みを行いました。

小型、シンプルが特長なので、切り替えはロータリーエンコーダーとエンコーダーに付いている押しボタンスイッチのみとなります。

今回は、長押し検知を加えましたので機能を少し追加できることができました。

今のところの機能を以下に記載したいと思います。

①ノーマル機能
1-8chの送受信とEスポ検知用の27.005受信ができます。

受信レベルは、RSSIのdBμ表示ですので、1dBステップで他の無線機の出力比較を行ったり、電界強度測定などにも使えます。

また、アナログ丸メーターは特に必要でありませんが、CBのシンボルですので外せませんね。

わざわざ、デジタル値をアナログ電圧に演算してメーターを振らしています

昨年末から仕事が忙しく、全く手つかずだったCBハンディ機の設計を再開しました。
ハムフェアまで時間がありますが、技適とか結構手間がかかりますので、間に合うように進めたいと思います。

①アンテナ特性の確認
昨年のWVU-1102で1.39mロッドアンテナでも結構飛んでくれましたので、今回も同じ電圧給電で進めます。２ｍくらいにするとどうしても筐体サイズとのバランスがとれないのでデザイン優先で。。。

一応、現状のインピーダンスなど測定データを残しておきます。27MHzで共振は取れているようです。ハンディなので持ち方や周囲状況で大きくインピーダンスは変化するので、あくまでも参考ということで．．．







②送信回路とのマッチング
　前回は、出力200mWで広帯域トランスでマッチングをとっていましたが効率が良くなかったので、今回は、整合回路で合わせてみたいと思います。

　終段の想定インピーダンスは変調によって変わるので、概算で入力電力を２W程度（７V、0.３Aくらい）23Ωくらいでしょうか。今回は、この部分をチューニングできるようにしてパワーアップを図れるか確認してみたいと思います。

整合回路は、終段のドレイン部を２３Ω、直列L（150nH）、並列C（130pF）で５０Ωとします。
Cは調整できるようにトリマを使うような回路で実験してみます

マッチング回路の確認の前に技適取得済みのWVU1102は、3.7Vのリチウムポリマ電池を使っており終段の電圧をDCコンバータで８Vに昇圧して使用しています（写真の試作ボードの左に載っているものがMT3608ボードです）。





ローコストで簡単に昇圧できるのですが、このボード、説明には出力電流２Aとか書かれていますが、入力電圧を3.7Vなどの低い電圧で使用すると、出力は200mAしかでませんでした。このあたりがWVU1102が500mW出力にできない最大の理由でした。

今回、マッチングをとってもこの問題を解決しないと500mW機はできませんので、再度確認してみました。

また、手持ちで別のボード（HW668）もあったので同様に比較してみます。HW668は小型なので当然、電流容量が少ないと思って使っていなかったのですが、意外に使えることが分かりました。



確認方法は、定電圧電源から3.7Vでボードにいれて、出力を無負荷で８Vに設定。そのあと負荷に抵抗を接続したときの電圧と電流を測定した結果です。




これからみると、前MT3608では200mA程度の電流で使えなくなっていましたが、HW668だと300mA程度まで使えることが分かりました。

次回はHW668を使いたいと思いますが、ボリュームが縦型で今の基板では実装ができないため、別の機種で薄型ボリュームのボードを２種類ほど注文しました。届いたら確認してみたいと思います。

注文したものが、仮に使えなければ、最悪はHW668ボードのVRを外して固定抵抗に入れ替えて使用すれば使えそうです。

今朝は、整合回路を確認しました。

ファイナルは、RQA0009です。出力インピーダンスは変調されると変化するので不明ですが、だいたい20Ωくらいかと想定して、マッチング回路を以下のように計算しました。





この回路と現行のWVU‐1102で使っている1:4の広帯域トランスでの整合との出力を比較してみます。

ここで出力はバイアス電圧を上げると出ますので、規定の電流値における出力電力で比較することにしました。これによりどのあたりの電流のときに効率がよく使えているかが分かります。

実験回路です

















データは、以下のとおりになりました。電圧は８Vto１０Vとしてトータル電流が規定の値になるようにバイアス電圧を調整、そのときの出力を記録しています。

これを見ると、電流の大きいところが１：４トランスより出力がでるようです。実際はインピーダンスは想定より低いのかも知れません。

だいたいの目安だけつけておけば、フィルタ回路と組み合わせて整合させるので、今の段階ではこれで終わりにしておきます


一応、インピーダンスが１０Ω程度であれば、以下のようにLを小さくしてCを大きくすれば整合が取れます。実際はなかなか計算通りにはいかないので、最終はトリマコンデンサで合わせるようにします

受信用のRF アンプは、今回はAGC付きにする予定です。アンテナがロッドアンテナなのでDSPでIF AGCが効いているので、RF　AGCは無くてもそんなに気にならないと思いますが、山に登ったときなどは少しは効果があるでしょう。

秋月に3SK291というデュアルゲートFETがあり、データをみたところNFも1.5㏈と低いし利得もかなりありそうなので実験してみました。

①回路と実験ボード
回路は、標準的なものでG1とG2の電圧の変化でどのように利得が変化するのかを主に調べます



実験基板は、エッチングして作りました。コイルは５ｋです。。。小さいので巻くのが大変！
１７回も巻く必要があります。また、５ｋはコアの可変範囲が狭いので使いにくいです






②特性

＜周波数特性＞
まず、電圧はリチウムポリマ電池の3.7Vを想定して3.8Vとし、データからNF1.5㏈程度のIddが10mA程度になるようにG1（V）を調整します。約1.6Vでした。

回路図で作ったところ発振したので、電源ラインに電界コンデンサ１０µFを追加したところ防止できました。やはり手抜きはいけないです（笑）

この状態で、G2を最大の3.8Vにしたときの周波数特性です。コイルの巻き数もちょうどよい感じです。

アンプの入力に３０ｄBのアッテネータを入れてNanoVNAで測定しました。
27MHzで,32ｄBも利得があります。最近のデバイスはNFも低くて、利得もすごいものばかりなのでうれしくなりますね。価格も安いし。。。

G2の変化に対するGainです。１Vから３．８Vまで変化させると40㏈も可変できます。
また、１Vからさらに下げるとさらに急激に利得が低下します。

トータルで80㏈もレベルを可変できます．．．すごいです。



参考までに、データシートは、800MHzのものがあります。800MHzでも40㏈は可変できるようです。
そして、１Vくらいで急激に利得減となります。


＜IMD特性＞

27.000MHz と　27.002kHzの２信号を入れてIMDをみてみます。
発振器のレベルは-20dBm　ｘ２波です。入力ATTは、２８ｄB入った状態。
アンプの利得は、34dBとなりました。









OIP3は、計算すると10.4dBmくらいです。

聴くところによると、３SK291は、AGC動作のときの歪が多いような情報もありましたので、一通り完成したらG2の電圧を可変してIMをみてみたいと思います。

実験用シャーシに組み込んでみました。AM30パーセント変調で、感度は-127dBmでも聞こえるので十分です

おはようございます。
本日は、受信ミキサです。WVU1102では、定番のSA602を使っていました。定番ICなのですが、以下のような問題があり、量産頒布に踏み切れなかった理由となっていました。

①SA602は電圧の規格が４V以上に対して、リチウム電池3.7Vと無理やり使っていた。そのため電圧が下がるとゲインの低下が大きかった。

②RF入力側への局発の漏れが大きい。Si5352の高調波レベルが高いことも加えて、受信状態における副次的発射レベルのスペックをクリアするために、基板対策に時間がかかった。

そこで、ずっと低電圧で使えるミキサを探していたのですが、今回NJM2288をテストして使えそうなので変更することにしました。

相互変調による妨害波ある程度受けるかも知れませんが、CBのチャンネルは中波ラジオのように等間隔ではないので、あまり気にしなくてもよいかもしれません。




＜LO→RF入力ポートへの漏れ＞
これまで使っていたＳＡ６０２と比較してみました。実験用シャーシにNJM2288（ディスプレイの下）、SA602（一番下のボード）




結果は以下のようにかなり漏れが少ないことが分かりました。
ここでは、局発にSi5351の出力フィルタなしで入れてます。


かなり高調波が出ている状態で0-1GHzの漏れを見てみました。
局発周波数での漏れは低かったのですが、高調波の周波数に対する漏れの低減量は期待ほどではなく、そこそこ漏れています。それでも-77dBmが最高レベルなので、これまでより20㏈近くマージンがとれそうです。

さらに受信アンプも入りますので、基板で変な高調波を拾わなければ大丈夫と思います。

RF入力ポートでのスペアナ画像です。上がNJM2288、下がSA602となります。
左がLO周波数（27MHz+10.7MHz）、右が0-1GHzです。