2019年01月

以前からGAWANTの利得はどれくらいだろうと思って、ネットで調べたのですがデータにお目にかかることはできませんでした。

1つ移動局で、50メガにおいてモービルホイップに比べて10dBくらい弱くなるというものがありました。

波長が6mでロッドアンテナの長さは不明ですが、波長に対するエレメント長がさらに小さくなるHFでのアンテナ効率はおそらくかなり悪くなると思われます。

今回、CBスキャナーの電測で比較測定することで、超短縮GAWANTもどきアンテナの利得を求めてみました。

お断りですが、ここの記事は個人的に測定したものですので、間違いや誤差もあると思いますので参考程度にご覧ください。

まず、アンテナですが、ロッドアンテナの長さは50cm、それに以下のような小型の自作マッチングボックスをつけたものとなります。

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CBスキャナーの出力は、このとき-20dBmで3m離れたところでの電界強度は、52dBμV。

一方、SR01は、出力500mW=27dBmで内蔵ロッドアンテナから、同じく3m地点の電界強度は114dBμVとなりました。

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ここで、SR01のアンテナを基準として、双方の送信出力を、0dBmにした時の電界強度におきかえ、これらの差分からGAWANTもどき50センチロッド、27メガでの利得を計算します。

52+20=72
114-27=87

これらの差分がアンテナ利得差と考えて-15dBとなりました。

測定データの誤差はあると思いますが、50センチ長なのでこんなものかと思います。

参考までに、短縮ローディングアンテナの長さと放射効率のグラフがバーチカルアンテナハンドブックにありましたのでみてみると、

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波長11mに対してエレメント長は0.5mなので、放射効率は5-10パーセントくらいでしょうか。

ここで電力の3パーセントは-15dBとなりますので、測定誤差や回路損失を考えると今回のアンテナ利得-15dBは、適度な値と思えます。

また、本家のGAWANTのロッドが1.5m長なので21メガのときの放射効率をQ150としてグラフをみると、50パーセントくらいになります。これは、フルサイズとの利得差が-3dBくらいなので効率は高いです。海外との交信ができるのも理解できますね。

これらのデータをみるとGAWANTだからよく飛ぶというのは間違いで、Qが高く、短縮ロッドアンテナとラジアル面のマッチングがとれれば、同じデータかそれ以上に利得が稼げるという理解がよいと思いました。

参考までにマッチング部なしでロッドアンテナ直結ですと、これかさらに15dB利得が低下しますので、アンテナ利得-30dBくらいとなります。

自作の微小電力無線機を無許可の範囲で無線機を使うにはアンテナ利得を知っておくことが大切です。

このようなデーターと適度なマージンを含めて微弱無線局を運用していきたいと思います。


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ぼちぼちSR-01を返却しないといけないので、送受信の比較測定をしてみました。

機種は、以下のものです。

前回、SR01が受信感度測定で振るわず、ホイップアンテナの整合回路を疑っていました。

そのため、今回、同じようにホイップアンテナのRJ260を含めました。

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テストは、無変調の送信スプリアス 0-100MHz、1kHzでの100%変調時の近接スプリアス(スパン20kHz)、同じくオシロでの変調波形、それに受信テストはAM1kの30パーセント変調をSGから入力してみました。

結果は、以下の動画をご覧ください。

https://youtu.be/ojnEX5ER_2s

まとめとして3台の送信特性を比較したものを1枚にまとめました。

上からCBスキャナー、SR01、そしてRJ260となります。

送信スペクトラムでCBスキャナーは劣っていますが、何しろ出力が他の機種より40dB以下ですので、スペアナのノイズフロアが上がっている点は付け加えておきます。

ロッドアンテナの装置のこういう特性はあまり見ることができないと思います。

参考になれば幸いです。

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自宅の測定環境条件で、CBスキャナーが微弱無線局に該当するレベルと確認できましたので、フィールドでの通信実験をしてみました。

その前にどのくらいの距離と交信できるのか、確認しておきます。

微弱規定の3mで500μV/m=54dBμVが距離とともにどのくらいの電界強度になるか、計算で求められます。10m以上離れると大地の影響が出てロスが大きくなり12dB/octで減衰することになります。

ここでは、以下のリンクに計算されたグラフがありましたので、みてみました。

リンク先の図1によると100mのところで3.5dBμVとなっています。

通常の無線機の仕様は、0dBμVで、SN10dB程度(市販CBはもっとよい)なので、相手が損失の少ないダイポールに近い状態であれば、見通しで100~200mくらいは通信できることがわかります。

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http://www.circuitdesign.jp/jp/technical/technical_pdf/bijaku.pdf.PDF

この特性データーを頭に入れて、CBスキャナーとRJ260を使って、対向の通信実験をします。

さすがに1人ではできないので、大学生の息子に頼み、RJ260で話しながら川沿いの道を歩いてもらいました。。


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こちらは、CBスキャナーです。相手は100mWなので常に強力に入感してました。

結果、相手が見えないくらいの地点まで通話ができました。距離にして150mくらいで、事前予測通りとなりました。

これくらい通信できれば、ハムフェア やミーティング会場で遊べるのではと思います。

ここまで結構、時間がかかりました。温度特性とかも見たいのですが、アマチュアですので、試作の確認は終わりにして基板設計を進めたいと思います。



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CBスキャナーは、受信をメインとした装置ですが、アイボールとかでちょっと連絡通話ができれば便利と思い、トランシーバー機能を持たせました。

もちろん500mW送信は難しくもなく、簡単に作れるのですが、CBの技適を取るために数万円使うのは個人的にモチベーションがないので、微弱電波としました。

無許可レベルの微弱無線局の 規定は以下のサイトに記載があります。

https://www.tele.soumu.go.jp/j/ref/material/rule/

3m離れたところで、電界強度か500μV/m以下ということですが、どれくらいのレベルかというと、特に波長の長い周波数だと近傍界における周囲の影響、受信測定アンテナの誤差、トランシーバーの人体の影響などもあり、なかなか難しいものがありますが、外部ダイポールアンテナで送信する場合は送信出力が-40から-50dBmあたりと言われています。

今回のものは、自分の持つ環境でどうすれば確認できるかを考えて実施したもので、正しい試験環境で測定るものより誤差がありますので、その点を含めて読んでいただきたいと思います。

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今回、自作したCBスキャナー トランシーバーの送信部ですが、増幅回路はありません。

ダイオードで変調をかけたものをローパスフィルタを通して出力としていますが、これでも出力レベルは-20dBmくらいあります。まともなアンテナをつなぐと、微弱無線局レベルを超えてしまいますので、アッテネーターで10dBさらにレベルを落としています。

今回の測定系統は、以下の通りです。

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受信アンテナは、27メガの短縮ダイポールで、整合が取れています。短縮ですが50パーセント程度ですのでフルサイズに比べての損失は少ないと考えます。

受信電界強度計は自作ですが、SGで27.040MHz無変調キャリアレベルが、500μV(54dBμV)になる出力を接続して、レベルを記録します。

ここでは、57dBμV表示なので3dBくらい高い目に表示されてましたので、受信電界もこのレベル以下であればよいかなと

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さて、CBスキャナーのテストです。

まずは、長さ40cm程度の短いホイップをつないで送信し、受信レベルをみると、40dBμVでした。微弱局のレベルに対して、かなりマージンがあります。

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次に自作したGAWANTもどきチューナーを接続して、最大レベル読みで55dBμVとなりました。実際では52dBμVなので微弱範囲に入っています。

また、先ほどより15dBも強くなりましたので、GAWANTもどきチューナーは威力があることがわかりました。

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最後にSR01だとどれくらいのレベルになるかみました。流石に強力すぎて測れないレベルなので、アッテネータを50dB入れて67dBμV。CBスキャナーより62dBも強力でした




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2019年の新年会を埼玉県和光市の居酒屋さんで実施しました。

メンバーは、いつもより多めの13名となりました。

参加局は、いつものようにJH1MIIさんによるディスプレイ。

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今回の自作品です。力作ぞろいでした。

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あと個別ですが

829B 50メガリニア 7M2SIA

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1.2GHzトランスバーター 7K1WRK

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デジタルエキサイタ、LD MOSリニア JR1PWZ

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50メガAMトランシーバー 7N3TFI

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リニア JJ1ILR

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その他、集合写真にありますが、オーディオ装置JN1NDK、PLLデジタル表示トランシーバー JP1COL、29メガL型アンテナ JA1RTSなどありました。

私は、いつもの小型無線機シリーズを持って行きました。

短い時間ですが楽しい時間を過ごすことができました

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