カテゴリー「アンテナ(アパマンハム)」の100件の記事

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?

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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

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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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2018年9月27日 (木曜日)

OPantenna2本でのノイズキャンセル

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引っ越してきた当初はノイズも少なめでしたが、いつのまにかノイズが増えて160mのDXは苦しくなりました。
そこでノイズキャンセルで少しでも受信状況を改善しようと思って色々と試していますが・・・波長が長い160mは狭い空間(15m四方程度)では難しい・・・のが現実です。
ところが色々と試しているうちに、miniホイップとDXエンジニアリングのNCC-2の組み合わせだと、アンテナの間隔が1/4λ以下でもそれなりに効果が得られることが判ってきました。
ノイズキャンセルには2本のアンテナが必要です。僕のロケーションでは当然、かなり小型(短縮)でないと無理です。
そして160mのデジタルモードは受信は1840kHz、送信は1908kHzというスプリットですが、超短縮アンテナに取って、この周波数差は同一アンテナではカバーできません。
1908でSWRを下げると1840では受信感度が下がり、1840で調整すると1908ではSWRが高くて送信できません(フルサイズとか大きなアンテナならなんとかなるでしょうねぇ・・・)。

というわけで、送信アンテナ1本、受信アンテナ2本(ノイズキャンセル運用)必要になります。受信は小型アンテナが望ましいので、頑張ってOPantennaを作っていたわけです。
全長30cm程度のチビですが、一応全長4m程度のスクリュードライバーよりよく見えているようですが、データが取れるFT8モードなので、データで分析してみました。
JTDXの画面ですが、右がスクリュードライバー、左はOPantenna 2本でノイズキャンセルして受信している様子です。

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2018年8月10日 (金曜日)

MA-5Bのマッチング

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クッシュクラフトのMA-5Bは、HFハイバンド5バンドに出れるコンパクトなアンテナです。

エレメントは約5mと、20mでは短縮率50%て効率は良くありませんがRDP+α程度には働きますし、元々RDPの17&12mは、他のエレメントの影響で、ほんの少しゲインが取れているようです。

2本のラジエーターの中央にある黒い箱の中にマッチングユニットが入っていて、2本の同軸に同軸で給電しています。
僕はMA-5Bに6m用のパラスチックエレメントを追加して、20~6mまで6バンド化していますが、本来の動作に支障がでてしまい。給電点にコイルを追加しています。それでもSWRの底は1.3程度のバンドがあり、これ以上追い込めず、そのままで使っています。

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2018年6月 9日 (土曜日)

新OPantenna 試作品完成

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改良がほぼ落ち着き、ケースに入れた試作品が完成しました。試作品は三種類です。
160mを意識したスペシャル版、3.5以上のHF帯をカバーする標準品、利得が少ないけど、ノイズの少なさでは抜群の基準品です。
標準品と基準品は上二つで13cmと同じサイズ。スペシャル版は21とちょっと長くなりましたが、160mから短波帯全体をカバーするアンテナとすれば、十分短いです。
一番下は比較対象のハンディ機用のラバーアンテナとミラクルチューナー。この組み合わせで1.8メガ430までSWR3以下に調整できます。
同調させれば結構聴こえますので、適当なロングワイヤーよりも使える感じですが、毎回ホイップの根元で手動チューニングが必要なので、屋根の上に上げるアンテナではありません。

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