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2013年7月 3日 (水曜日)

Mini-Whipが中波でオバケの出る理由

Photo 最近Mini-Whipの改良を考えています。中波のオバケを減らしたいというわけです。中波送信所に近いため、撲滅は無理だと思いつつ、もしかしてら・・・・なぁ~んて夢を描いています。

ちょっとしたワイヤーアンテナでもTBS 954kHzの2倍が1908kHz、1.9メガで聞こえます。もちろんTBSラジオ放送の高調波ではなく、受信側の2次歪みが原因で、954x2の1908kHzでTBSが聞こえてしまうわけです。

無線で話題になる「歪み」について波形で説明しているサイトがあって、とても参考になりました。
1.9メガのJCCは川口市など、中波放送局の送信所の近くはとても人気があるとのこと。理由は2次歪みがs9++で聞こえてしまって、1.9メガにQRVする局が非常に少ないため・・・だそうです。

中波送信所に近い僕のQTHでは盛大に2次歪みが発生するMini-Whip、どんな感じになっているのかLTspiceでシミュレーションしてみました。
グラフはAC1Vを入力した時の出力波形です。一見綺麗なサイン波に見えますが、上側が750mV、下側が680mVと既にこの時点で上下非対称です。

この程度は良いと思うのですが、1.3V辺りから下側が盛大に歪み始めます。2段目の2N5109も3V弱を境に歪み始めるように見えます。
2段目はともかく、1段目はバイアスを変えれば改善しますが、あちらを立てればこちら立たず、という絶妙なパランスの回路ですので、感度を下げずに簡単に歪みを無くすことは難しそうです。

一番効果的なのは感度を下げる・・・ですね。定数を変更しなくても、外側のパイプにアルミホイルを程度に巻き付けると感度が下がります。後は巻き付けるアルミホイルの幅で感度を調節する方法が簡単だそうです。もしくは、アンテナの高さを下げるのも感度を下げるのに有効です。

でも、アンテナの感度下げるのは最後の手段として、なにか良い方法ないかなぁと思案中です。シンプルな回路なので、シンプルに解決したいし、そんな簡単に解決できるなら他の皆さんが解決しているだろうし・・・・。
あ、3.5メガ以上でしか使わない・・・という解決策もありますね。対策不要で160mバンドを諦めるだけです。

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コメント

またまた口だけで申し訳有りません。
Mini-Whipはアンプって無いので→インピーダンス変換
何か50Ωを駆動するには弱い感じがします
AC1VrmsではVp-pで2√2V 約2.8Vなのに1.43V位しか出ないのは出力インピーダンスが
高くて50Ωがドライブ出来てないみたいですので例えばエミッタ抵抗を低くする、
エミッタ抵抗の代わりに定電流回路にするとか?
出力電圧が低くても良ければ出力に直列に抵抗を入れるとか?
(#まだNFとか見えて来なくてゲインが必要何でかねー?)
#スペアナのハイインピーダンス(FET)プローブ何かは発熱多くてアッチッチでしたよねー
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それより1MΩ以上のインピーダンスが開放してるのを見て外来ノイズや静電気やカミナリで壊れないか心配(徐々にダメージ受ける事も有る)です。
すいません 駄文失礼。

投稿: アンドロメダ | 2013年7月 3日 (水曜日) 09時19分

アンドロメダさん
1段目はFETのソースフォロワーになっています。定電流ダイオードは思いつきませんでした。なるほど。
2段目のエミフォロの出力に抵抗が入っていないのは恐らくゲインが下がるからだと思います。長い同軸を接続したりすると発振気味になることもあるみたいです。

また、全体的にドライブ力が不足には同感です。使っていると、受信信号に腰が入っていないとうか、ヒョロヒョロというか、どっしり感(?)がありません。良く聞こえるンですけどね。
そんなわけで、2次歪みより、まずはドライブ力を強化してみることにしました。

空電や雷については同感です。人柱としてこの夏に期待しています。FETが飛ぶのかなぁ・・・(笑)。でも、そういう時は電源が落としますけど、それでも影響ありそうな・・・回路です。
でも、受信中(通電中)に何回か誤って5m程度離れたアンテナでフルパワー送信しましたが問題ないようです。これは予想外でした。
でも雷のパワーは200Wの比じゃありませんから、技術的には楽しみです。同軸通って無線機まで影響あるような落雷とかは別として・・・ですよ。

投稿: JI1ANI/福井 | 2013年7月 3日 (水曜日) 12時37分

お返事ありがとうございました。
低域を減衰させようとしたら後ゲート入力に直列にCを入れればと思いましたが1.5MΩでは1PFより全然小さい値に成るので無理ですよねー
次はソース抵抗のインピーダンスを低域で小さくする→直列に適当なLを入れてソース抵抗に並列に適当なC(またはパスコン)を入れるなど?(またはトラップでも)

すいませんまた駄文でした。
後気になったのはゲインがマイナスで影響ないと思いますがゲートのバイアス1M/1Mにパスコンを入れてどうでしょうか?
それとサージ保護はゲートにダイオード(電源、グランド間の定番回路で)
しかしダイオードの浮遊容量の影響はどうなるか?
です

投稿: アンドロメダ | 2013年7月 4日 (木曜日) 04時40分

川口市で送信して、離れたところで受信する。受信音はネット回線で・・・。
なんていう交信だとアワード的には無効かな・・・。
29MHzのレピーターは送受信のアンテナうーんと遠くに設置しますよね。あんな感じで。

投稿: JO1KVS | 2013年7月 4日 (木曜日) 20時25分

アンドロメダさん
おおー。アイデアが沸いてでてきますね。無事動いたら入力保護についても進めていきたいと思っています。
その前に問題発生です・・・。

KVSさん
ネット回線を使うとアワード的には無効でしょうね(確認していません)。
この辺りだと、普通のアンテナで1.9メガワッチしてもTBSが聞こえて下半分は使えません。1910upって感じかな?
城北だと1.8メガの方がワッチしやすいです。中波も聞こえますがTBS程強力ではありませんので。

投稿: JI1ANI/福井 | 2013年7月 4日 (木曜日) 22時39分

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