160mで南米CXとの交信に成功

160mでウルグアイCX6VMとの交信に成功したので、ちょっとばかりその考察を。



TwitterでCXが見えているとの情報があったのですぐさま160mをワッチ。ワッチ開始時は SN= -14～-16dB なのでこれは無理かなとコールしていると、突然SNがマイナス一桁台に。幸運にも-19dBで返ってきたけどRR73貰えず。もうダメかなと数回送ったところ、なんとかぎりぎり73が返って交信成立となりました。



その時のWFです。マイナス一桁でデコードできたのは9回のみ、時間で言うと5分弱だけ。
幸運にも、このPeak時に拾ってもらえたんです。

アンテナは相変わらず使っている短縮スローパー+IC7600の100W、タイミングとくじ運さえ合えば100Wでも南米と交信可能なのですね。



その時のPSKRを見たところ、こちらJAがSS(Sun Set),  相手CXがSR(Sun Rise) と季節的/地理的に両方ともグレーラインにかかる時期なのでたった5分だけ信号が強くなるのに納得できました。

CXがフェードアウトした後、LUを呼ぶJAがたくさん出てきましたが当方では見えませんでした。SRのラインがCX⇒LUと移動したためですね。160mでの南米狙いは、今の時期とLUとQSOできた2月中旬が最も良いと言えるんじゃないでしょうか。

VN-L5 MarkⅡ 160/80mデュアルバンド人柱版キットを組み立てる(最終)

3Dプリンターで作ったケースが付属しています。付属されているツマミも自作されたものです。






寸法精度もばっちり、スタンドも付いており凝った作りに仕上がります。

このキットを商品化するには・・・

・PICマイコンのプログラミング技術
・RF アナログ回路技術
・CADを使ったプリント配線板のレイアウト技術
・3D プリンターを使いこなす技術
・部品選定、調達にかかわるもの
・部品の仕分け、梱包、発送・・・

本業とは別にこれを一人でこなしてらっしゃるので、私にはできないすごいことです。 

VN-L5 MarkⅡ 160/80mデュアルバンド人柱版キットを組み立てる(5)

RX基板、受信部を作っていきます。


目が疲れ、集中力がなくなってしまうので、少しつづです。



コイル、フィルター水晶以外取り付けを完了しました。



ようやくRX基板への全部品取り付けが完了しました。
この時点では、フィルター水晶の外装ケースをアースに落とす処理が未です。

最終チェック時、一発では動作せずICピンのハンダ付け漏れとかいろいろありましたが、動作を確認しました。フィルターの帯域は広すぎでもなく、狭すぎでもなくちょうど良い感じです。AGCのかかりぐあいも、ゆっくり目でパサパサせず私好みでなかなかなもんです。

次回以降、受信性能について測定器でテストしレポートしたいと思います。

(つづく)

VN-L5 MarkⅡ 160/80mデュアルバンド人柱版キットを組み立てる(4)

TX部の部品取り付けが全て完了し、オシロでのチェックもOKなのでジャンパーをショートしてファイナルに電源供給、実際にパワーが出るか送信テストです。



あっさり動作してくれました。
出力は電源電圧に依存し、7Vで5W程度、12Vで15W、14Vで20Wと結構な大出力です。スプリアス等の測定は、完成後に実施してみたいと考えています。

次回からは受信部にとりかかります。

(つづく)

VN-L5 MarkⅡ 160/80mデュアルバンド人柱版キットを組み立てる(3)

TX部の組み立て。ファイナルはN-ch MOS-FETを使ったPushPull E級スイッチング動作となっており、75%の効率で動作するとのこと。それでも10W出力だからなるべく放熱が良好となるように配慮したほうが良さそうと、プリント基板のパターンに密着、ハンダが全体にまわるように実装しました。

MTA100N10KRI3 というMOS-FETで秋月電子で25円/個で販売と安くしかも、RFで使う場合にネックとなるCiss(入力容量)が小さく使いやすいFETです。設計者のVNQさんはずいぶんと調べて選択されたことが伺えます。



コイル、RFトランス以外の実装が完了しました。



コイル、トランスの制作に入ります。




念のため、測定。計算上は4.2μHになるのですが実測4.6μHでした。同じ巻数のコイルをもう一つ作るのですが、そちらのほうは4.4μHとなりました。トロイダルコア材質のばらつきがあり、インダクタンスも一定とはならないようです。LPFなので、この程度の誤差は許容範囲です。



こちらはFT-37-43 フェライト系コアに巻いたもの。計算上は200μHとなるのですが、実測は332μHとなりました。フェライト系コアは、抵抗成分も多いのでDE-5000の測定誤差も出るのかもわかりません。RFCで使うので誤差があっても問題ありません。



TX部、全ての部品の取り付けが完了しました。



この状態でCRTL部と接続しファイナルFET Gate波形を測定、ちゃんと逆相になっているかチェックする指示があります。写真のとおり正常でした。これでOKなら、ジャンパー部をハンダ付けしてファイナル部へ電源供給する仕様となっています。

(つづく)

10m WAS

真剣に狙う気がなかったのですが、SNSで「10mでWASが完成したよ!」の報告が多数上がっているので、狙ってみることに。SSNの値が100超え状態が続いているのでさすがに北米が良く見えます。



10月中旬からちょっとマジメにやりはじめたところ、入れ食い状態でどんどん増えていきました。ただ、東海岸の北の地域は毎日Openする訳でもなく、全く見えない日もあり、10日で完成した18MHz帯とはやはり違う感触です。

現在残り、DE(デラウェア)、RI(ロードアイランド)、VT(バーモント)の3つとなりました。いつも最後に残る場所で、簡単には完成させてくれないようです。

VN-L5 MarkⅡ 160/80mデュアルバンド人柱版キットを組み立てる(2)

CRTL部は部品の取り付けが完了したので、TX部の電源系部品を取り付けてCTRL部がちゃんと動作するかテストを実施するようにと、手順書に記載があります。



TX部に取り付ける電源ON/OFFするデバイスμPA2815、これ、単なるP-ch MOS-FETなんですが、非常に小さくてピン足が短くて取り付け難易度がかなりなもの。ディスコンになったようで正式モデルは別のデバイスに変更になるかもしれないとのことです。

このMOS-FET、こんな小さくても21Aも流せるんです驚異的。



後はピンヘッダーとDCプラグのメス側を取り付けることでCTRL部の動作テストが可能です。ハンダ付けは、その都度ルーペや実体顕微鏡で確認を取ってきたので一発で動作しました。PICマイコンでプログラムされたソフトは、ものすごく多機能になっています。
⇒このあたり、自作ソフトが書ける方がうらやましい。




他にも狭ピッチICの実装が必要なのですが、さすがに慣れてきて10分で取り付けできるようになりました。

(つづく)

VN-L5 MarkⅡ 160/80mデュアルバンド人柱版キットを組み立てる(1)

多数のキットを設計/販売しているJL1VNQ局から新しく160/80mデュアルバンドCW機、VN-L5 MarkⅡを開発中なので、その人柱版キット頒布するので組み立てててみる方募集との告知があったので購入してみました。



人柱版、いわゆるフィールドテスト用なのですが部品等はきっちり個人販売と思えないぐらいすばらしい仕分けされています。




表面実装部品SMDを多数使ってあり、このキットを完成させ成功するかどうかは細かい部品のハンダ付けのスキルがあるかどうかにかかっていると言っても過言ではありません。過去にやったことありますが、そのノウハウ的な感触を忘れているようで、狭ピッチICふたつを取り付けるだけで1時間以上かかってしまい、集中力も切れてしまう始末。時間は無限にあるので、集中力が切れたらやめ、少しつづ組み立てていくこととしました。

狭ピッチICの手実装は、ブリッジができて当たり前なのでブリッジした後にハンダ吸い上げ電線で余分なハンダを取ってしまう手法が定石です。それでも、ピンセットで位置決め、ハンダゴテの当て方、吸い上げ電線の使い方などの慣れが必要です。




組み立て手順は大きく分けて、CTRL部、TX部、RX部の3枚基板に分かれているのですが最初に取り掛かるのがこのCTRL基板でなんとか全部品を取り付けることができました。

(つづく)

スミスチャートを直感的に説明してみる(その2)

複素平面(インピーダンス平面)から、スミスチャートができあがるプロセスを前回説明してみましたが、もう少し踏み込んでこの2つにプロットした場合の例をあげて比較し、よりピンとくるように考えてみました。


スミスチャート上では元となるインピーダンスを「正規化」して表します。たいてい、高周波は50Ωが基準なので、実部(レジスタンス)と虚部(リアクタンス)を50で割り算するだけです。

【複素平面とスミスチャートの対比】


一番基準となる50Ωの純抵抗は、スミスチャートのど真ん中となります。ネット検索すれば「スミスチャートによるインピーダンスマッチング方法」というのが多数出てきますが、全てこのど真ん中に持ってくることを表しています。アンテナのSWRを下げてマッチングを取るってのも同じ。



インピーダンスが動いた場合の例・・・

・レジスタンスが一定でリアクタンス値が変化した場合
・リアクタンスが一定でレジスタンス値が変化した場合

について図を書いてみました。
(EXCELとPowerPointを使っているのですが結構苦労した)
スミスチャート上にあるぐるぐるした円と平面の関係がどうなっているか、直感的におわかりりなると思います。

ここまでの説明を理解すると、ネット上の他で多数書かれてあるスミスチャートの応用例はよりわかりやすくなるかと。私から説明したかったのは以上で具体的な応用記事はあえて書かないでおこうと思います。

スミスチャートを直感的に説明してみる(その1)

スミスチャートを直感的に説明してみる(その1)

数学の先生ではありませんが、わかりやすくイメージ的にスミスチャートを説明できないかと考えてみました。Nano VNAもスミスチャート表示できますし、高周波を知りたい場合は避けて通れなく、また知っていたら便利なためです。

私なりの解釈なので間違っているところもあるかもしれません。

【複素数】

まずは「複素数」。インピーダンスが複素数で表されることは承知の上だとは思いますが「実数」との違いを図であらわしてみました。πでも√2などの無理数でも数直線上にプロットできますが、数直線上では表せない「平面上にある点で表される」と直感的に受け止めてもらえば良いです。

【インピーダンス】

インピーダンスは複素数と前述しました。Z= R + jX (R: レジスタンス、X: リアクタンス)のカタチで表されることは既知の通りですね。ただ、抵抗レジスタンスのマイナスというのは、存在しない(厳密には負性抵抗ってのがあるが…)ので、複素平面の右半分があれば、どんなインピーダンス値でもプロットできることになります。

【スミスチャート】



特徴ある図形で、どう読むのか、何を意味しているのか直感的にはわかりにくいですよね。私も、解説本なんかを読んでもなかなか理解できず放置状態でした。しかし・・・


実はインピーダンス平面と同じことを表しているだけなのです。縦軸/横軸の複素平面だと、値が大きくなったり、∞ (無限)は紙が足りなくなってプロットできませんね。そこで、工夫して 0～∞ を1枚の紙にプロットできるようにしたものなのです。

(つづく)