カテゴリー「アンテナ(アパマンハム)」の359件の記事

2019年5月11日 (土曜日)

OPantenna Ver10に切替

 

16030m_1 pskreporterにスポットしている受信システムのアンテナをOPantenna Ver.10にアップグレードしました。Ver.10は160m~30mバンド用としてチューニングしたローバンド版。2mや6mでは使えませんが、その分ローバンドの感度を上げています。
一昨日の午前中に取り替えたので、24時間以上運用していますのでpskreporterで「24時間」を指定しても、Ver.10にしてからの受信状況が表示されます。

 

pskreporter用のアンテナは、ハイバンド用のヤギ、MA-5Bの上に上げてありますが、MA5Bも含めたアンテナマストの上下は人力です。
本来はVer.10の給電点にはゴツイ中波帯向けのコモンモードフィルターを挿入すべきですが、今回は重量の関係から断念。結果として同軸受信した信号が本来のアンテナ(プローブ)での受信成分に加算され、3~10dB程度感度があがってしまいました。

感度があがるのは嬉しいですが、中波のお化けが出現するのは不味いです。それにそのままではSDRの入力でオーバーフローしちゃうので、SDRのRF増幅率はほぼ0dBに設定してあります。
アンテナ整備の機会をみて、Ver.10の増幅率を下げて対応したいと思います。

逆にいえば、アンテナ給電点の中波帯コモンモードフィルターは、それなりに効果がある・・ということですね。思わぬ反証実験になりました。

 

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2019年4月23日 (火曜日)

Hi-Q-PIRANHA -6/160 R-Mil

P_20190422_165515_vhdr_auto    2008年の5月の終わりからずっと使っているHi-Q-6/160RT MC-3 は10年超えても全く問題なく毎日使っています。既にカタログからも落ちて、現在はピラニアシリーズになりました。コイル回りで細かい改良が加えられていようです。

とあるomからHi-Q-PIRANHA -6/160 R-Milをお譲りいただけることになり、今日屋上に取り付けました。寸法的には、Hi-Q-PIRANHA -6/160 R-MilはHi-Q-6/160 RT MC-3と較べて長さが少し長くなった程度で、構造的には同一ですので、置き換えは小一時間でしたが、なせか、最初は動いていたカウンターが動かなくなってしまいました。

まぁ、コイルを一番伸ばした状態と縮めた状態は把握できるので、SWRをみながら調整は可能ですが、スクリュードライバー内部のリードスイッチを取り替えるのは結構面倒な作業と聞いているので・・・

う~ん、どして動かなくなったのかなぁ・・・コントローラ側に問題が無いことは確認したのですが・・・

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2019年3月30日 (土曜日)

OPantenna V10のHPF

4506hpf_1 やっとHPFの定数が固まってきました。最初にどういうわけか、プローブ(アンテナエレメントに相当する金属板)のインピーダンスが1500Ω程度と間違って思い込んでしまったのが原因で、遠回りしました。

冷静に考えれば、そんな高インピーダンスになるわけもなく、ご存じの通りの低インピーダンスなわけです。

HPFをシミュレーターでシミュレーションして、綺麗な特性にしてから、その定数を実際に適用するとボロボロ・・・で悩むこと数週間。先日やっとミスに気づきました(笑)。

というわけで、仕上がりはこんな感じになりました(画像上 APB-3、画像下 Analog discoveryにて計測)周波数特性は平坦ではありませんが、そもそも、オペアンプの出力インピーダンスが周波数で異なりますので、仮にフラットな周波数特性のフィルターでも、OPantennaの出力では平坦にはなりません。

2112でも、ちょっと高い周波数で特性が悪いのは確かですが、特性よりも実際に運用するローバンドに焦点をあわせた結果です。目的である中波帯は十分減衰していますし、14メガ程度までは実用的なアンテナに仕上がってきました。10メガでほぼフルサイズのバーチカルと較べて若干落ちる程度、7メガは50%短縮のバーチカルよりも数dB強く受信できます。


3.5や1.8では僕のアンテナ環境ではベストですが、そもそも極端な短縮タイプのアンテナとの比較ですし、フロアノイズレベルが高いので、一般的な評価はできません。あくまで僕のとこではベストです。

近いうちにPSKレポーター用のアンテナをV10にアップグレードしますので、聴こえ具合をご確認ください。

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2019年3月 3日 (日曜日)

OPantenna V10 HPF調整

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OPantennaはVer10からHPFを3段からよりシャープな4段にしてみました。挿入損失も増えますが、中波帯の影響を減らす方がメリットが大きそうと判断しました。

しかしながら、このHPF、入出力が50Ω程度なら事例も豊富なんですが、OPantennaの場合、入力は金属板で大凡1.5kΩ、出力(オペアンプの入力)は5kΩ程度なので、事例がみつかりません。

そこでシミュレーターソフトで定数を代えてはシミュレーションして「らしい」形にしていくのですが、なんせ手動ですから、それがベストかどうかは判りません。
また、シミュレーターで見つかった定数をそのまま実際に試すと、再現せず、定数を多少調整する必要があるのですが、4段ともなると、Cが5個あって、組み合わせは∞(に感じます)。
と言っても進みませんので、写真のような調整装置をでっちあげ、シミュレータの定数から調整可能にして、なんとか追い込みました。

調整装置はジャンパーワイヤーとピンソケットの簡単なものです。
ピンソケットにピンヘッダに取り付けたトリマコンデンサを刺したりして調整します。トリマコンデンサの嵩上げは固定コンデンサを並列に取り付ければok
調整が終わったら、基板のCのパターンに仮ハンダ付けしたジャンパーワイヤーを基板から取り外して、Cメーターに接続、ワイヤーの浮遊容量も含めてCの値にします。
今回は、この方法で誤差±1p程度で収まるようです。

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2019年2月24日 (日曜日)

OPantenna V10

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ローバンド受信用のOPantennaの出力はチップの出力そのままです。以前「オペアンプ出力インピーダンスのステップアップ」で記事にしたように、ローバンドでは1Ω以下の場合も多いようです。

ステップアップトランスを試したものの、手巻きは面倒ですし、既製品は高性能だけど結構なお値段です。
ネットであれこれさがしていると、LAN用のトランス(パルストランス)を流用してる事例がありました。使われていたトランスは製造中止でしたが、安価に販売されているので、入手して使ってみることにしました。
ブレットボード上の実験では、HF帯の受信用として、目立った伝送ロスも無く、問題無く使えることがわかりました。
センタータップを使って巻腺比1:2(インピーダンス比1:4)のステップアップ・ダウントランスとしても使えますし、もう一つのセンタータップでトランスをチョークコイル代わりに使うことで、チョークコイルが不要になります。

基板の一番下にあるのが今回の主役、パルストランスST6118T

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2019年2月12日 (火曜日)

テスト中のOPantenna

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OPantennaの最新版はこんな感じでテストしています。アルミの収縮マストは4mちょっとありますので、屋上から4mの高さです。
ベージュの四角い箱には、前回の記事で紹介した中波~ローバンドに減衰ピークを持つCMFが入っています。

ケースはプラスチックで、ケースに取り付けた(マストからは絶縁されている)MコネにOPantennaを取り付けています。

この取付方法だど、OPantennaは金属マストに触れていないので、金属マストはアンテナにはなりません。
また同軸はCMFで最大限、アンテナにならないようにしています。

ですので、ほぼOPantennaの約20cmのエレメントで受信している状態になっていると推測されます。

CMFを抜くと、一見感度があがったように、一様に信号が強くなりますが、それはアンテナを取り付けた金属マストや同軸がアンテナになっているためでしょう。

この状態で写真の下に写っている屋上の手摺りに給電点がある、15m程離れたバーチカルと同等か、それ以上のパフォーマンスを発揮してくれています。

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2019年2月 3日 (日曜日)

同軸アンテナ?

Opantennacmf

全長が短いアンテナで感度が高いアンテナは、アンテナ自体の性能よりも、先ず同軸アンテナになっていないか?を疑うべき・・・というのが今回の教訓です。

オペアンプを使った全長20cm程度のミニサイズのアンテナをOPantennaは、アンテナの性能はオペアンプの要素が支配的ですが、50%短縮のバーチカル程度に聴こえます。

オペアンプの周波数特性が反映されるため、中波帯での感度を下げて中波のオバケが短波帯で発生するのを防止する必要があります。
OPantennaでは簡単なHPFを入れて、中波帯を減衰させていますが、利得を持たせていくと、簡単なHPFでは減衰量が不足します。
まこ、ノイズ削減のため、OPantennaの根元にCMFを挿入してみると、ノイズも多少は減りましたが、それ以上に中波のお化けが短波帯で減ったように聴こえました。
取り外したりして比較してみると、やはりCMFで中波のお化けが減ります。取り付けたCMFは短波帯用で160mでは-35dB程度、80~6mでは-40dB以上コモンモードを減衰させるものです。
そこで、冒頭のようなコモンモード減衰周波数特性のCMFを製作して、OPantennaの根元に挿入してみました。OPantennaは金属マストから浮かせて、OP`antennaの基板のグラウンドはCMF経由で同軸のシールド側が繋がっている状態です。
受信時のコモンモードノイズを耳で聞いて判別できるほど減衰させるためには、-40dB程度減衰できるCMFが必要というのが僕の体験則。そこで中波帯~ローバンドの受信用CMFを自作しました。

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2019年1月11日 (金曜日)

OPantennaの仕上げ

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OPantennaは根元にオペアンプを内蔵したアクティブアンテナです。回路部分を風雨から守る必要があります。
また、給電部分は、一般的なモービルホイップのように、MP(M型オス)にすると、使いやすく、機械的な強度も、防水効果も期待できます。

色々と試行錯誤した結果、電工用のプラスチックバイプに、細長い基板とプローブを仕込む形になりました。
パイプは未来工業の外形26mmのもので、内径は約21mmです。MPコネクタには同軸別に種類がありますが、10D2V用のMPの外形は約21mmです。5D2V用とかは19mm程度ですが、10D用は一回り太いのです。
写真のようにパイプの内側にMP10が上手く収まります。MP10にOPantennaの回路とプローブを取り付けた秋月の実験基板を取り付けて、基板に接続したMP10をパイプに接着剤でしっかり固めてできあがりです。
写真では実験用にBNCコネクタが取り付けてあります。

MP10はいくつか加工が必要です。

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2018年12月 8日 (土曜日)

BiasTee DCからのノイズ対策

Biastee_dc

先日160mでFT8のDXをワッチしていた時に、たまたま受信専用のOPantennaと無線機の間に入れたBiasTeeを交換したら、少しノイズが静かになりました。
元に戻したり、代えたりと繰り返しましたが、確かに変わります。中身はそれほど変わりませんが、静かな方をメインにすることにしました。
BiasTeeは、同軸にDCを載せる無線機側の装置です。同軸の先端では、BiasTeeとは逆の方法でDCとAC(高周波・電波)を分離します。
原理的には簡単そうですが、BiasTeeの専門会社があるくらい、奥が深く、アマチュア的にはソコソコで手を打つのがポイントみたいです。

グラフは手持ちのBiasTeeのDC入力と無線機側出力間をネットワークアナライザで10メガまでスィープした結果です。DCは供給していません。
BiasTeeのアンテナ側には50Ωのダミーロードを接続しています。

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2018年10月19日 (金曜日)

OPantenna2本でのノイズキャンセル その2

南北に設置したOPantenna 2本で構成したノイズキャンセルアンテナシステムと、2本のうち、北側の1本だけの通常の受信アンテナシステムは、当然ですが、ノイズキャンセルした方が良く受信できるわけですが、当然ではないケースも多数あります。
それはさておき、この二つのアンテナシステムを定量的に比較してみました。比較は7メガ、期間は約24時間、モードはFT8としました。
比較分析はコンテスト用ログソフト Ctestwinのログ分析を利用しました。

受信フレーム数はノイズキャンセルアンテナが3324フレーム、85エンティティ(マルチ)、通常のアンテナが2754フレーム、80エンティティ(マルチ)と、フレーム数では20%の差がありましたが、エンティティでは5%程度の差となっています。

・通常アンテナ(17mH OPantenna x 1)

Ani

・ノイズキャンセルアンテナ(17mH OPantenna x 2)

Ydp

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