真空管にゲルマトランジスタ、8mm映画にコダクローム-アナクロおやじのアナログブログ

今年、2024年は5月にサッパリEスポが開かず、CBも絶不調であった。28MHz AMでもEスポQSOができていなかったので、機会を窺っていた。

今日、6月9日、11:00近くにシャックに来てリグのSWを入れた。受信機のVFOはデフォルトが28.950MHzである。SWを入れた瞬間、例の「ジャ～」ノイズがS9で聞こえて閉口したが、そのノイズを突き破ってAMの信号が聞こえた。CQを出している。ノイズのためにコールをコピーするのに苦労したが、JG0RGU局である。早速、コールすると応答があり、無事に今シーズン初の28MHz AM QSOが成立した。この局は28.950MHzに出ている局にしては珍しいことにQSLの交換を約束してくれた。

バンドが開いていることがわかったので、早速28.5MHz台を聴いてみると強力なSSBの信号が聞こえる。空いていた28.530MHzでCQを出すと、JK1DDL局にコールされ、48/47でQSOが成立した。その後、JK1HIX局(59+++/59)にコールして頂いた。信号は向こうにも強力に届いていた。出力とアンテナを尋ねられたので、813自作キャリア50Wに3エレトライバンダーと紹介すると、「もっとパワーが出ていると思った。コンディションがいいのですね」というコメントであった。

その後次々コールされ続け、JA1、JA2、JA0、JA4エリアの局、計12局ともQSOできた。こちらの信号は1エリアを含む広い範囲に届いていたらしく、途中からは複数の局がビートを起こしながら呼んでくるという嬉しい悲鳴の展開となった。

コールして頂いた局の中には、「バンドスコープを見ていたらキャリアーとその両側にサイドバンドが出ていたのでAMだと思い、AMモードにしてコールした。AMでQSOするのは初めてだ。」という局がいた。最新の受信機ではAMの信号を見分けて貰えることが実感された。他にもAMでの交信は初めてであるという局が数局いた。「WやEUでは以前から28MHz AMによる交信が盛んに行なわれており、JAでもこのスリリングなQSOの楽しさを広く知って貰いたくて2014年から夏場は28MHz AMにQRVしている」と説明した。

一方、JA4のOMはAMでのQSOは久しぶりだと感慨深そうに懐かしがってくれた。送信機は自作でRCA813、キャリア50W、受信機も自作で高周波増幅1段中間増幅2段のシングルスーパーで半導体式と紹介すると、開局当時は自作で運用しており、自作で焼いた伊賀最近は色々と難しいから、と言う話をして下さった。このOMとも再開を期して73を送り合った。

なお、マイクには2月の末に入手したSilver Eagleを使用した。

変調は非常にクリアーというレポートを頂いた。AMにはSilver Eagleがはまり役のようである。

先日、去年のシーズンに28.5MHz AMでQSOした局からのQSLカードが届いていた。

今日。28.5MHz AMでQSOして頂いた局は全局、QSLの交換を申し出てくれた。

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28.5MHzはAMでQSOをするのは初めてだという局から、7195MHzでもAMをやっている局、高1中2、807時代にリグを自作してAMに出ていたという局まで、多士済々の局と出会うことが出来ており、非常に楽しめる。聴いている局が多いので、応答率も非常に高い。特に1エリアが開いている時はビートを起こしながら複数の局がコールしてくることもしばしばであった。現代のリグはモードボタンを押すだけで簡単にAMが出る。やはり聞いている局が多い周波数で運用しないと応答して貰えないことを今日も痛感した。

Eスポは6月一杯から7月の中頃までは楽しめる可能性がある。今後も何回か28.5MHz AMでEスポQSOを楽しめれば最高である。

自作CB 1号機には27MHzラジコン送信機用センターローディングコイル入りロッドアンテナを使った。

昨日は、このアンテナのインピーダンス特性をNANO VNAで実測した。

https://fujichrome.exblog.jp/34076709/

その結果、このアンテナの電気長が27.144MHzの1/4λよりも予想以上に短い（キャパシティブ）ことが判明し、その実測値に基づき、ON LINE SMITH CHART TOOLによりLCマッチング回路の定数を算出した。

今日は、この定数をスタートポイントにしてLCマッチによりこのアンテナを27.144MHzに共振させ、且つ給電点インピーダンスを50Ωに整合するための調整を行った。回路図である。

昨日の計算では、T50-6の巻き数は15T（0.89μH）であった。実験はこの巻き数から始めたが、実測してみるとスミスチャート上でプロットが中心線より上に行きすぎ、インダクタンス過剰であった。巻き数を減らしながら試行錯誤した結果、11T（0.484μH）にするとバリコンの調整範囲でプロットをスミスチャートの中心に寄せることができた。これは、アンテナが27.144MHzに共振し、給電点インピーダンスが50Ωになった状態である。

なお、これは無線機を車の屋根に乗せた状態である（いつもCBを運用する際のスタイル）。

無線機の置き場を変えたらアンテナのインピーダンスがどう変わるか確認するために、無線機を地面近くの踏み台の上に置いてみた。

すると、プロットが中心線の下方向（キャパシティブ）に大きく動いた。これはアンテナの電気長が短くなったことを意味している。置き場を変えることにより、アンテナが共振状態からはずれることが確認できた。

なお、NANO VNAの表示を読むと、インピーダンスはZ=47.5ーj54Ωである。これを共振状態にするためには、T50-6のインダクタンスを増やさないといけないことになる。

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このラジコン用センターローディングコイル入りロッドアンテナは、27MHz用と謳われていることから固有周波数が27MHzになっていると思っていた。実際、2018年に1号機に実装してみると電波は結構飛んでくれた。当時はNANO VNAもなく、マッチング回路の知識もなく、調整法も良くわからなかったので相当アバウトなマッチング状態だったはずである。

今回、NANO VNAでこのアンテナのインピーダンスを確認して初めて、アンテナの電気長が27.144MHzの1/4λよりかなり短いことがわかった。これでようやくこのアンテナの電気的特徴が理解でき、ＬＣマッチング回路の定数も定まった。

一方、置き場を変えるとアンテナの共振周波数が大きく変動することが観察された（ICB770ではこの傾向がさらに顕著であった）。これは1/4λ接地型垂直アンテナと異なり、グランドが筐体であり接地が不明瞭であるCB無線機の宿命である。この無線機に使っているCA-90Wはかなり大きな全金属性ケースであるが、それでもアンテナの共振周波数は置き場の影響を強く受けた。

この結果を見る限り、どこに置いても良く飛ぶCB無線機というのはあり得ないことが良くわかる。置き場が変わってもアンテナを27.144MHzに共振した状態（良く飛ぶ状態）にするためには、アンテナからの電波の輻射を検出する輻射計の示度を指標にしてLCマッチ回路のLとCを調整できるようにする必要がある。が、市販のCB無線機にこのような機能が搭載されたものはない。

しかし、唯一、NTS115は輻射計を内蔵し、置き場・置き方を工夫することにより輻射最大点を探すことができるように工夫されているとのことである。筐体に取り付けたロッドアンテナという、周囲の影響や置き場により共振周波数が変動することが不可避なCB無線機で、輻射計により目視で輻射最大点を探すことができるという点で、NTS115は他機種に類を見ない秀逸な機能が盛り込まれているといえよう。

CB無線機に限らず、アマチュア無線においてもアンテナは目的周波数に共振していないといけないのである。これは最善の飛び受けを望むのであれば必須の条件である。筐体に取り付けたロッドアンテナという、電気的に非常に不安定なアンテナ系を持つことが宿命であるCB無線機において、いかにしてアンテナを目的周波数に確実に共振させるかというのは重要かつ奥深いテーマなのである。

2018年に自作CB 1号機を組み立てた際、アンテナには27MHz用ラジコン送信機に使われていたセンターローディングコイル入りロッドアンテナを起用した。

全長130cmと短いのだが、ローディングコイルにより電気長が27MHzになっていることに着目して起用したのである。当時、このアンテナは秋葉ガード下の菊地無線電機にまだ在庫が残っていた。

このアンテナを取り付けたCB 1号機である。

当時、マッチング回路の知識が足りず、LCマッチを組み込んだのだがVCの可変範囲で輻射ピークが出ないという不完全な定数のまま使っていた。それでも、全国とEスポで交信を楽しむことができたので、電波はそれなりに飛んだ。これに対して、2号機で長さ約2mのロッドアンテナを実装した際、2mは27MHzの1/4λからかけ離れた長さなので全く共振していないため、マッチング回路無しでは全く信号が聞こえない程であった。

この経験により、CBのアンテナもやはり目的周波数に共振させないといけないことが痛感された。また、このラジコン用アンテナは27MHz用と謳っているだけに27MHzに共振しているために、130cmという短さでも飛び受け共に良いのだろうと考えた。また、置き場を色々と変えても飛び受けが劣化する感じが無かったので、センターローディングコイルによりアンテナそのものが27MHzに共振するように作られているために、置き場を選ばずに良く飛ぶのだろうと想像した。

漠然と27MHzに共振していると思い込んでいたこのロッドアンテナが、実際にはどのようなインピーダンス特性を持っているのか長年疑問に思っていた。今日は重い腰を上げて、NANO VNAによりCB無線機に組み込まれた実使用状態における給電点のインピーダンスを実測してみた。

これが実測したインピーダンス特性をNANO VNAのスミスチャートに描出させた画面である。

Z=29.1Ωーj128Ωという特性であった。実数部は1/4λ垂直接地アンテナのインピーダンスである約30Ωであった。虚数部はキャパシティブ（プロットがスミスチャートの中心線より下側に位置）であったので、電気的長さは27MHzより少し短いようである。

キャパシティブインピーダンスのーj128Ωを打ち消してアンテナを27.144MHzに共振させるためには、＋j128Ωのインダクターを接続すればよいことになる。計算すると、0.75μH（T50-6 １４T）となった。

ON LINE SMITH CHART TOOLというサイト（https://www.will-kelsey.com/smith_chart/）でインダクターによるスミスチャート上におけるプロットの移動を描画させた。

0.75μHのインダクターを直列に接続すると、プロットがZ=30±j0Ωの位置にいどうすることがわかる。この点ではリアクタンスが打ち消されているので27.144MHzに共振している。実数部が30Ωなので50Ωとはややミスマッチであるが、この状態では飛び受け共に申し分ない状態になるはずである。

更に、LCマッチ回路によりキャパシティブリアクタンスの打ち消しとインピーダンス変換を同時に行うと、プロットの移動は次の図のようになる。

直列インダクターは0.89μH（T50-6 15T）、並列Cは85PFでアンテナ給電点のインピーダンスプロットが50±j0Ωの位置に来る。ここではリアクタンスが打ち消されてアンテナは27.144MHzに共振し、給電部のインピーダンス（実数）が50Ωになるのでインピーダンスがマッチし、電力伝送が最大となる。

実際にはインダクターに東光モノコイルを使用してコアによりインダクタンスを調整できるようにし、CにはVCを使用してCを可変とし、インピーダンスプロットがスミスチャートの中心に来るように調整して追い込むことになる。

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ロッドアンテナのマッチングはCB無線機の飛び・受けの性能を大きく左右するキーポイントである。SONY ICB770を新技適化改造した際、ロッドアンテナのマッチングは直列に接続したローディングコイルのインダクタンス調整のみによっていることがわかった。ICB770は置き場によってアンテナの共振周波数が大きく変動することを経験した。自作CB 1号機の場合、置き場により飛び受けが影響を受ける印象は無かったが、これが起用した27MHzラジコン用センターローディングコイル入りアンテナの固有共振周波数が27MHzにかなり近いためであるのか、あるいは筐体が大きいのでアース効果が十分に得られることによるものか、興味深いところであり、今後明確にしたい点である。

2024年の2月と3月に、悲願だった28MHz AMによるDX QSOが達成できた。以下は動画で記録したQSOの様子と、空いたから届いたQSLである。

最初にQSOできたのはWB8KRY局であった。2月3日である。この局とはその後2月7日、2月16日、2月19日、2月29日にも交信出来た。

https://fujichrome.exblog.jp/33824714/

2月29日（日本時間3月1日早朝）のQSOを記録した動画である。

https://twitter.com/JYATSUYANAGI/status/1763519652280610993

次いで、2月7日にKA9UVY局とQSOできた。

https://fujichrome.exblog.jp/33830482/

この局とのQSOは動画の記録を取らなかった。QSLもSASEを出したが返信が無い。

更に、2月16日（日本時間2月17日早朝）、WB8KRY局とQSO終了後にWA8SAJ局にコールされて交信が成立した。

https://fujichrome.exblog.jp/33843013/

このQSOは録画できた。

https://twitter.com/JYATSUYANAGI/status/1758664412595114418

最後にQSOできたのは3月21日のWAΦFDV局である。

https://twitter.com/JYATSUYANAGI/status/1770773391177339085

その後は28MHz朝のコンディションが変わり北米が開かなくなってしまった。

WB8KRY局のQSLである。

WA8SAJ局のQSLカードである。

WAΦFDV局のQSLである。

RCA813 50W 28MHz AM送信機での成果であり、感無量である。

夏を過ぎて秋になれば、28MHzで朝の北米が良く開くであろう。29.010MHz～29.030MHzでAM DXを狙う予定である。

2014年1月に完成したコリンズメカフィルを使った7MHzオールモード受信機である。

https://fujichrome.exblog.jp/21330476/

しばらく7MHzでの交信に使っていたが、その後コリンズ75A4、N6QWのSimpleceiverと受信機が変遷した中で出番を失い10年近くも放置されていた。

回路構成はデュアルゲートMOS FETを使ったダブルスーパーであり、AGC回路はFT101ZDをコピーした第二ゲート電圧制御型である。

https://fujichrome.exblog.jp/17351481/

高周波増幅1段、第一中間周波増幅1段＋2SK125 GGアンプ1段、第二中間周波増幅2段という構成にもかかわらず、イマイチ感度が低いと感じていたのだが、原因を追求しないまま放置状態になっていた。

最近、10年振りにこの受信機を取り出して7MHzを受信してみた。やはり、感度の低さが気に掛かった。改めて眺めてみると、回路設計上の大きな問題が2つあることに気付いた。

１．第一IFに変換するためのDBMの後に並列共振回路2段のBPFを挿入したために、損失が発生している。

２．コリンズメカフィルのインピーダンス2kΩに整合するための回路として、損失の大きな抵抗直列回路を採用している。

当時は今よりもまだ未熟で経験不足だったことによる設計ミスである。

１．については下の回路図のようにBPFを撤去する手直しをした。

10年前にこの受信機を組み立てるまでのBLOGを読み返すと、当初はシングルスーパー構成としていたためにイメージ混信が酷く、その対策のためにMIXerの後にBPFを挿入した経緯だった。が、このBPFは損失が大きいことが難点である。その後ダブルスーパーに構成を変更したのでイメージ混信の問題は解消した。従って、このBPFは不要で撤去すべきだったのである。なお、送信機ではMIXer後にスプリアス除去のためのBPF挿入が必須である。

改造前の基板である。

赤で囲った10Kボビン2個が問題のBPFである。片方を撤去して回路図のように改造した。これにより感度は顕著に上昇した。

２．については下の回路図のようにLCマッチ回路に改造することにした。

改造前の回路に示されているLとTCの直列回路はコリンズメカフィルのデータシートに示されている回路である。このLC回路とマッチング用の2kΩ直列抵抗を撤去し、455kHzでインピーダンスを50Ωから2kΩに変換するLCマッチ回路に改造するという手直しである。

このLCマッチ回路の定数はCAL25により算出した。

以前、BW=6kHzのコリンズメカフィル単体でこのLCマッチ回路の効果を検証したことがある。

https://fujichrome.exblog.jp/32138760/

コリンズメカフィルにLとCをハンダ付けしてNANO VNAを接続したところである。

NANO VNAには驚くほどFBな通過帯域が示された。

特筆すべきは損失の少なさで、2.7dB程度である。また通過帯域の肩が鋭く切れ込み、その外側は急峻に減衰する一方で、通過帯域内は殆どリップルが無い平坦な特性である。

元々のLとTC、2kΩ直列マッチング抵抗を撤去する作業に、今日取り掛かったところである。

出勤前の早朝にシャックに寄り、ボチボチ作業を続ける予定である。