アクティブアンテナの話、実は前振りでした。
JG2XAに合わせた状態で一晩放置していました。
と言うか、食事当番だったので、大急ぎで撤収していました。
朝になってからキャプチャー画面をパラパラ眺めていたら、ところどころに見慣れないパターンが散見されました。
どこぞの国の、物騒な火遊びでしょうか？
そういえば、何年か前にMLで読んだ、VLF帯で流星反射を観測したという話を思い出しました。
8MHzなら十分あり得ます。
以前からときどきVY FBな記事や写真を楽しませていただいている、
榛名山麓流星電波観測所 さんにアクセスしてみました。
どうやら流星反射(たぶん、ふたご座流星群の残り火)で間違いなさそうです。
キャプチャー画面をお借りして、時間の目盛りを合わせてみました。
周波数は違いますが、タイミング的に同じ物体から反射した信号のようです。
時間のズレは、反射体の移動にかかった時間でしょうか？
ひとしきり比べて見ると、途中で消えてしまったのか？片方にしかない反射も幾つかありました。
興味は尽きません。
今夜は、流星反射だ！の前提で、総動員をかけてみます。
この週末、アクティブ・ダイポールで遊んでいました。
きっかけは「A Compact Active Monitor Antenna for HF Spectral Occupancy Measurements」というレポートです。
アクティブアンテナ関連のWebを眺めていて、たまたま行き当たったのですが...
一般的なPA0RDT型ミニホイップのプローブの代わりに、ADT1-1(1対1のトランス)で短いダイポールを接続しているようです。図6
説明では、トランスは平衡と不平衡の変換。R7の2K2は、エレメントのディスチャージ用とのことです。
が、素人考え(＋過去の失敗例)では、R7で平衡を崩しているようにも見えます。
あまり上手く行かないような気がします。
それとも何処か端折っているのでしょうか？
で、眺めていて気になったのが図9です。
上の(a)がRohde & SchwarzのHE16、下の(b)がこのショートダイポール。
HE016が無指向性なので、2つのアンテナの結果が100%同じになることはないが、同じ方向から入射する信号に基づけば、ショートダイポールの応答は非常に満足のいくものである。のだそうです。
トランス1個と針金の切れ端で高嶺の花のR&Sに半分でも届くなら、やってみない手はありません。
コアは、めがねコア(#73-202)を使いました。
期待したのですが・・・・
R7で、片側エレメント下端と基板のGNDと接続するとガツンと入りますが、プローブを長くし過ぎたような、ゲイン過多の感じでした。
LTSPICEのミニホイップのシミュレーションに、トランスをくっ付けてひねくり廻してみました。
素直にリンクで結合するのが良さそうです。
夕方から始めたので、すぐに日が落ちてしまいました。
トリファイラ巻き(白、青白、茶)にして、白と青白の先に約50Cmのエレメントをつなぎ、茶でミニホイップにリンクしています。
時間が無くて(おまけに暗くて)きちんと確かめなかったのですが、エレメント側から基板へのアースは、有っても無くてもあまり変わらないようです。
前線通過時は、問題になりそうなので、それこそディスチャージ用に高抵抗でGNDに落とすのが良さそうです。とりあえず、今回は外しました。
JG2XAの直接波(電離層反射波は消えていた)を受信してみました。
90°回したところ、目的信号はあまり変化しませんが、ノイズはかなり変わりました。
また、たまたま西に2～3Km離れた川の上空を通過した旅客機のドップラーが見えました。
ミニホイップやループアンテナとはかなり見え方が違います。
水平系の特徴が出ているようです。
近々(と言うか、今日もですが)、帰郷の予定があります。
この機会にノイズのないところで、最近入手したAirspy HF+ DiscoveryとRTL SDRの聞き比べをしたいと思います。
アンテナは、コンパクトなミニホイップにしようと思います。
で、セットアップに掛かったのですが・・・
Airspyはバイアスティーを内蔵してないのですね。
RTL SDRでは重宝していたので、少し驚きました。
と言うわけで、突貫工事でUSB給電のミニホイップを作ってみました。
回路は、最近気に入っているAMRADをアレンジしたものです。
ARRLの資料でも強調?しているように、トランスがBurhans氏のノイズレスフィードバックデザインになっていることが、肝のようです。
デバイスは、5Vで動く3SK291です。
前に作ったRTL SDR用の基板にUSB TYPE Cの電源ジャックを追加しました。
そのせいで幅が広くなりましたが、フリスクの箱にピッタリの大きさになりました。
トランスは、二つのバイファイラ・トランスの巻き線を一つ重ねた、なんちゃってトリフファイラです。hi
リールで入手したコモンモード・チョークが大当たりで、LFから100MHzのバイファイラ・トランスとしてとても優秀でした。
AR-CADで描いた実体図
畦道(黒)、穴(赤)、外形(ピンク)をCNCで削ります。
削った基板
箱入れ
キツキツで割れてしまいました
外形を0.5MMくらいヤスればちょうど良さそうです。
もうひと箱食べないといけませんね。hi
晩飯前にできたのですが、軽くチェックしたところ予定の性能が出ませんでした。orz
明け方ふと思いついて、手直ししていたら、プローブに触るとドカンとゲインが上がることがわかりました。
Airspy HF+ Discoveryでのテストです
RTL-SDRも、まったく同じ傾向です。
人体アンテナ？ 人体アース？
回路？ 設置？ ミニホイップの原理？
電波暗室みたいな、自室環境のせいでしょうか？
頭の中は、特大の？で一杯です。
完全な失敗作でなくて良かった！
昨日、友人から「何してだ？ 生きてたが？」の電話をいただきました。
そう言われれば、ブログも久しく更新していませんでした。
ご心配いただきありがとうございます。
実は、いろいろ嫌なことがあり、無線をやる気分になれませんでした。
で、気分転換に受信用のアクティブアンテナを作り始めたのですが・・・
これが、なかなか面白くて、どっぷりハマってしまいました。
いくつ作ったんだろ？と思って、広げてみました。
部品はほとんどがSMDのため、購入はだいたい10個単位。
たまにヤフオクで掘り出し物のリールをポチったりすると一生使いきれない量(4000個とか)になります。錆びかけた生基板も10kg単位であります。
シミュレーション、基板削り、はんだ付け、受信比較で一日楽しめます。
思えば、安い道楽です。hi
無限ループが始まってしまいました。
最初に手を出したループ系は、秋田で性能に驚いたBYパチモンのLZ1AQを目指したのですが、やはり当地ではBC帯の混変調で実力を発揮できないようです。
ヤフオクで買った、北神テックさんの基板にBFQ19Sを載せたのアンプがチャンピオンでしたが、やはりゲインが大きすぎました。
今のところ、LZ1AQタイプの初段をトランスで受けて、BCストップ・フィルタの後にFETのプリアンプでロスを補ったのが、当地ではバランスが良いようです。
ただ、ハイバンドが今一つです。
ミニホイップ系もいろいろ試していますが、やはりゲイン過多のようです。
そこそこ評判の良いRA0SMSオリジナルもゲインが大きすぎます。
下の写真は、昨晩の様子です。
下がお昼前の受信状況です。
今のところ、デュアルゲートFETの3SK291を使い、AMRADのトランスをトリファイラにしてステップアップし、NF最良を目指してG1,G2のバイアスを追い込んだのが良い感触です。
AMRADの記事とリンク
The AMRAD Active LF Antenna
https://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/0109031.pdf
と言うわけで、久しぶりの生存報告でした。
名称： ARRL International Digital Contest
開催日： 6月3日1800～4日2359 UTC
※シングルOPは30時間中24時間まで運用できる．
周波数： 1.8～50 MHz
※推奨周波数に注意
※ハイパワー部門はなく，100W超はチェックログとして扱われる．
モード： RTTY以外のすべてのデジタルモード
交信相手： JAを含むすべての局
ナンバー： 4桁のメイデンヘッドグリッドスクエア
ポイント
・QSOポイント： 1QSOあたり1点
・距離ポイント： 2局のグリッドスクエア中心間の距離が500km毎に1点．距離が500km未満の場合は1点．
マルチ： なし
ログ： キャブリロ形式のログをWebページからアップロードする．
アップロードURL： http://contest-log-submission.arrl.org/
締切： コンテスト終了後7日（6/11 2359 UTC）
ルール詳細：https://contests.arrl.org/ContestRules/Digital-Rules.pdf
昨年の結果：
はこちらのページで結果と講評が公開されています。
https://contests.arrl.org/ContestResults/2022/Digital-2022-FinalFullResults.pdf
WSJT-X improvedのメーリングリストで、「FT4 NS」という新しいイベントの案内が流れてきました。
30分の短時間内にできるだけ多くQSOをするのが目標です。
ナンバーはNA_VHF CONTEST使用します。
面白いのは、FT4NSのQSOプロトコルに特化した機能が追加されており、
コールサイン、R、グリッドの交換をもって、自動的にログインされるようです。
現地の毎週木曜の夜、日本では金曜日の朝、10時から10時半までの30分です。 10時00分から 10時45分 のうち30分間です。
ソフトは昨晩セットしたので、開始5分前にPCの前に座りました。
が、肝心かなめの特別メニューが見つかりません。
インストール直後は日本語メニューなので、ボタン名が違うと探すのが大変。
英語に戻す方法を忘れてしまい、四苦八苦。
ようやく見つけたのは、開始直前でした。
さて、肝心のコンテストですが
14MHzは、K6ROのCQ TESTがギリギリの-16dBで見えています。
呼んでみても、全く手ごたえがありません。
21MHzに移ると、WQ5Lが-10dBで見えていました。
離れてコールするのですが、こちらも手ごたえがありません。
ちょっとCQでもと思ったら、外道のLU4HKが引っ掛かって仕舞いました。
こちらは R PM95、向こうは R -10のループに嵌まってしまいました。
RR73や73を送っても抜け出せません。
結局、コンテストモードから通常モードに切り替えで、QSOを完了しました。
駄目だコレャ。という訳で、14に戻りましたが
状況は相変わらず・・・
第1回目はボウズに終わって仕舞いました
相手はコンテストではありませんが、LU4HKとのQSOは成立しているので、ログを出してみましょうかね？ 南米は対象外でした。
来週に期待です。
先週末は法事で秋田に帰りました。
夜は暇なので、SWLでも・・・と思ってTRX-Duoを持参しました。
ところが、移動中に壊れたものか、ファンが固着したような感じで回りません。
ケースを開けて見たいのですが、止めネジが六角穴タイプなので手も足も出ません。
そうこうしているうちに、電源が入らなくなってしまいました。
「やばい！」と思いましたが、「きっと何処かにポリスイッチ（過電流で発熱すると切れる自己復帰型のヒューズ）が入っているんだ」と、根拠もなく自分を慰めて、ギブアップしました。
ー・・・―
さて、引っ張り出して、恐る恐る電源を入れると・・・
何とか回り出しましたが、息も絶え絶えです。しかし、ボードは生きているようです。
小さいファンが有った筈ですが、
残念！ 大きすぎました
何とか修理したいと思います。
シールを剥がし、エアークリーナを一吹き、CRCを垂らしました。
ファンは回り出しました。LANからも見えます。ヤレヤレです。
シールを張り直しました。
改めて眺めると、"スリーブベアリング"と書いてます。
やはり固着でしょうか？
3時間ほど様子を見ました。静音には程遠いのですが、なんとか回っています。
ケースに入れました。
応急修理が何時まで持ってくれますか・・・
ー・・・―
夕方、WSPRトランシーバに復帰しました。
夜中に目を覚ましたので、レポーターを覗いたら・・・
スポットが止まっているようです。
「やっぱり駄目か～」と、がっかりして寝直しましたが、
大きな磁気嵐が来てました。
改造は封印したTRX-DUOですが、拡張用のポートが楽しそうなので触ってみました。
概要は、購入したサイトからダウンロードした資料の中に、ワード形式の文書で説明されています。
ヨーロッパのサイトで、おなじファイルを掲載していました。興味のある方はアクセスしてみてください。
Port C
今回いじってみたボートCの説明はこちら
三つとも、LTC2208 ADCに関する項目で
DITH: アナログからデジタルに変換する際の誤差の補正（最小化）。
PGA: ゲインの設定（感度優先 or SNR優先）
EN2: Rx2につながるADC2を止めて（無効化）1.2Wを節電
を設定（ON/OFF）出来るようです。
EN2: WSPRトランシーバは、1チャンネルしか使わないので、EN2の設定は一択問題ですね。
DITH: 良いことずくめのようですが、処理の過程で加えた疑似信号が、ホワイトノイズとして漏れ出すと、ノイズフロアを悪化（0.5dB未満）させることがあるようです。
PGA: 悩ましいですね。プリアンプが欲しいようなアンテナならON、アッテネータを入れたくなるようならOFFでしょうか？
EN2
中華ガジェットの、USB電圧/電流計を引っ張り出してEN2の効果を調べてみました
EN2=オープン（デフォルト設定）
6.55W
EN2=ショート (ADC2停止)
4.71W
差し引き 1.84W 約28%の節電となりました。
LチカなどADCが遊んでいる状態の消費電力は、さらに0.5Wくらい低くなります。
RTTYスキマーで顕著ですが、消費電力は受信状態（計算量？）でかなり変動します。
ちなみに Red Pitayaは
4.21W
DITH=ショート （ディザー ON）
ディザーを有効にしたら電流が増えました。
きっと、計算量が多くなった所為ですね。
RedPitayaと並走させてSNR変化を比べてみました
特に解読数が増えることはありませんでしたが、安定したような気がします。
RedPitayとのSNRのバラつきも小さくなりました。
もう少し長いスパンで見ないと分かりませんが、WSPRには有効なようです。
PGA=ショート
DITHのジャバ―ピンを外してPGAに移しました。
マニュアルでは、ゲインは1から1.5に増えるが、SNRは1.8dB悪化するとの事。
確かに、バラつきが多くなりました。
また、早朝の北米は1dBくらい負けています。
ブロットはサンプルの多い14MHzですが、他のバンドも同じような感じです。
現在の構成では、PGAはマイナスの方が多いようです。
この2週間は、これぱかりやっていたのでそろそろ区切りを付けたいと思います。
IN1入力用の極細同軸は、パネルの角を切り欠いて引き出しました。が、元々内部配線用なのでいかにも華奢です。
損失も多く28MHzが肩に掛かっているオリジナルのLPFは、この先も使うことは無いでしょう。LPFをバイパスして、RX1と差動変換用のトランスを直結しました。
最初は0.4mmφのホルマル線を使いましたが、少し長すぎました。
SWRも高くなって、同軸よりも1dBくらSNが悪化しました。
そこで、0.2mmφでの最短接続に変更しました。
SWRはわずかに悪化し、SNRはさらに下がりました。
インピーダンスが高すぎるようです。
ツイストして配線して見ると、SWRとSNRは良くなりましたが、0.4mmには届きません。
それならば・・・という訳で銅箔テープをカットしてリボンにしてみました。
トランスの端子にパナソニックの0.01uF ECHU(メタライズドPPSフィルムコンデンサ) を載せて、リボンの広い方を付けて、尖らせた方をRx1に接続しています。
IN1に付けた同軸との比較
Rx1銅箔リボンとIN1同軸のVSWR
SNRの結果は粗SWRカーブのとおりで、14MHz以下はリボンの方が良く、上の方はわずかに悪くなりました。
この状態で、RedPitayaと24時間比較した結果はこちらです。
RedPitaya 122-16とは、21MHzで0.04dBの負け
SNRでは負けていますが、TRX-Duo側の解読数が、初めてRedPitayaを上回りました。
両方で一致しなかった解読が80件近くありますが、周波数の誤差による帯域の差（特に、エッジ）が無視できないようです。
実は、21MHz以外のバンドは逆転して、TRX-Duoが0.05～0.1dBくらい良くなってしまいました。
もっと改善するには、補償コンデンサを含めて、トランス側を見直す必要があるような気がします。泥沼化（ジャンク化？）するのは間違いありません。hi
と云うような次第で、TRX-DuoとRedPitayの感度はほぼ揃ったようです。
ショックだった-5dB差からスタートした、この2週間の四苦八苦を振り返ると・・・
例の、WSPR距離ランキング（2023/4/14）の結果は・・・
Top Spotters by distance http://wspr.rocks/topspotters/topk.html
何と70番でした！
おまけに、ANAN-8000と3エレ八木で受信していた50MHzは、バンドのトップになっていました。
50MHzの内訳です
たまたまコンディションの変わり目に当たったのだと思いますが、過去最高の大当たりでした。
気分の良い所でひと区切りにします。
あーでもない、こーでもないとやっているTRX-duo、
シングルエンドから差動入力へ変換するトランスの、1次側に入っているコンデンサを外して見ました。
マニュアルや解説書を拾い読みすると、漏れ磁束による浮遊インダクタンスを打ち消す役目のようです。
30MHz辺りまでなら無くても、と云うか、無い方が良さそうです。
使われているハンダの融点が高いようで、外すのに手古摺りました。
容量を確かめたかったのですが、鏝先にくっ付いたのをクリーナーで拭ったら、何処かに潜り込んで仕舞いました。残念
狙い通り、SWRは下がりました。
スパンを広げてみたら、100MHz辺りのSWRがかなり悪化しています。
これを下げるのが、補償コンデンサの仕事だったようです。
さて、その結果は・・・
正解でした。
取り外し前の差が残っていますが、直近6時間を見ると、ほぼ差は無くなったようです。
この辺りは流石にSDRで、値の変化が面白いように反映されます。
受信機のS/Nに拘るなら、アンテナ入力端子のVSWRは要注意ですね。
ヤレヤレ
