7MHzSSBトランシーバーの製作                                                 戻る

はじめに(10/10/09)
VHFは安定したQSOができるものの、Es時期以外は交信エリヤが限られるという側面があります。他方7MHzは一日中賑やかなバンドで各地の交信が聞こえるものの、大アンテナ+QROでないと太刀打ちできないような印象があります。しかし交信チャンスの多い7MHzは魅力的なバンドでもあり、QRPのSSBリグでどの程度実用になるのかから確かめようと思います。


QRPでSSB運用してみる

◆FT817+VCHアンテナ+アンテナチューナーで運用してみる(10/10/09)
兵庫県には伊丹市、宝塚市、西宮市、尼崎市などを抜けて流れる武庫川があり、広い河川敷とサイクリングロードが海まで続き、野球やサッカー、テニスのグランドも各所に整備されており、家からも手軽に行ける距離にあります。まずは河の近くに陣取り、自転車を倒してハンドルに4.5mの釣竿を結び、VCHアンテナを立てて運用してみました。

  1. FT817ND              出力 2.5W
  2. VCHアンテナ             CQ 2006年11月号 JP6VCH 松木さんの製作記事
  3. LED消灯型アンテナチューナー  CQ 2006年 1月号 JA1BVA 齋藤さんの製作記事
  4. 電源                  NiMH単3エネループ 10本×2列=12V 4A

運用実績(10/10/09)
1時間ほどの運用でしたが、1エリヤ2局、3エリヤ1局、φエリヤ1局でRSレポートは57〜59。QRPリグ+短縮アンテナという構成での運用は初めてで、交信できれば儲けものと思っていただけに、QSOできたことは感動的であり、結構いけるなとの感触を得ました。

 武庫川河川敷で自転車を倒し、ハンドルに結びつけた釣竿とVCHアンテナ

モノバンドSSBトランシーバ(7MHz版)で運用(10/10/09)
自作リグで運用してみようと、別の日にモノバンドSSBトランシーバ(出力2.5W)とVCHアンテナで1時間ほど運用し、1エリヤ2局、7エリヤ2局と57〜59で交信できました.。ただこのような日ばかりではなく、コンディションの悪いときは何度コールしても応答が無くて非力さを感じることもあります。

消費電流の比較(10/10/09)
自作機と消費電流を比較してみると下のように大きな差があり、FT817の内蔵電池による連続運用は2時間ほどしか持ちませんが、自作機ならば10時間くらいは行けそうです。

  1. FT817          : 受信無信号時250mA  送信2.5W時1.5A
  2. モノバンドトランシーバ : 受信無信号時 40mA  送信2.5W時0.6A

試作機で運用しながら機能を検討する

モノバンドSSBトランシーバを屋外で使ったときに気づいた点(10/10/09)

  1. アンテナをつなぐとSメータの針が下がることの無いほどで、受信ゲインが過剰に感じる。
  2. 接近した信号のキンキンという高い音が気になる → 水晶フィルタの切れを改善、低周波LPFの採用。
  3. アンテナチューナー調整用にキャリヤを出せるようにしたい。
  4. 7.050MHz前後は多くの局が出ているがその分QRMがひどくQRP運用ではつらいため、7.1MHzより上側でも出られるようにしたい。
  5. 太陽光の下ではパイロットランプ(LED)が点いているのかどうか判りづらい。
  6. リグを地面に平らに置き、座って運用すると、ダイヤルやSメータが見づらい。

ラグ板機で検討(10/12/04)
20Pの平ラグ板4枚を使ってトランシーバの回路を組み実験を進めます。

 モノバンドSSBトランシーバ(7MHz版)からの変更点

  1. 受信ゲインが過剰なので低周波増幅を1段減らした。耳に聞こえる音は十分だがSメータの振れが悪くなったので、ゲインを少し上げるためRFとIF増幅FETのソースを直接接地した。しかし消費電流は増えてしまった。
  2. 受信部に低周波LPFを追加した。
  3. 水晶フィルタを6→8素子に増やしてサイドの切れを改善した。
  4. キャリヤ発生のため局部発振回路にバリキャップを追加し、電圧をかけてキャリヤ発振周波数を250Hzほど上昇させ、アンテナ調整用の電波を出せるようにした。
  5. VXOの水晶を19.144MHz、水晶フィルタを12MHzに変更し、カバー範囲を7.050〜7.130MHzの80kHzとした。
  6. パイロットランプのLEDを赤/緑から高輝度の赤/青に変更し、太陽光の下でも点灯が明確になったと共に消費電流は10mA→1mAになった。
  7. 数年前に作ったケースの再利用ではあるが、電池を内蔵し全てのコネクタやツマミを正面パネルに配置しているため、地面に置いても見やすくなった。


下にある水色の長いものは12Vの電源(単3エネループ×10本)。質量は1.1kgでちょっと重いです。

低周波LPF(10/12/04)
低周波LPFとして100mHと0.22μFの積層セラコン2個のπ型で組み、カットオフ周波数は1400Hzほどです。コンデンサの値を増やせば更に高音はカットできますが、音が硬くなることとチューニングしづらくなるため、この値に落ち着いています。

◆ドライバの石を変更(10/11/07)
ドライバ段の石には2SC1906(ft1000MHz)を使っていますが、7MHzではゲインがありすぎるため2SC1815に変更しました。終段に使っている2SC2078のデータでは、27MHz(12V)において出力2Wを出すには入力電力は25mW必要で、7MHzならば更に低い値でもよさそうです。普段VHFのリグを作ることが多いためついゲインのある石を使いたくなりますが、HFにはHFに適した石を使えば動作も安定化するはずです。なおコレクタ負荷コイルのタップダウンについては、@センタタップにコレクタを接続する方法と、Aセンタタップに電源を接続する方法の2種類をテストしましたが、同調点や出力に差はありませんでした。

 
      終段2SC2078の27MHzにおける入出力特性

◆クリスタルフィルタの素子数と切れ(10/11/13)
クリスタルフィルタの切れを改善するため6素子だったものに水晶を2つ追加して8素子にしました。耳で聞いた感じは差が無いように思えたものの、キャリヤポイントを調べてみると、6の時は11.9958MHzであるのに対し、8では11.9963MHzとなり500Hzほどの変化です。ということはスカート特性の立ち上がりがよりシャープになったと言えるのでしょう。なおここで言うキャリヤポイントとは、アンテナ端子にQRPパワー計(100mWレンジ)をつなぎ、トランシーバを送信にしてキャリヤが漏れ始める(メータの針が振れ始める)ギリギリの周波数のこととしています。

 

QRHの測定(10/12/25)
QRHをダイヤルの下端・上端の2箇所で測定してみました。リグは断熱ケースに入れ、セット後24時間経過してから1回目の測定を始め、次の測定も24時間後としています。リグの温度は25分間で約1度の上昇ですが、下端に行くほどQRHが多い傾向になりました。ポリバリを同容量(24P)のディップマイカ(温度係数はゼロに近い)に変更してみても同じ傾向にあり

  1. VXOのQRHはコイルの温度変化による影響が大きく、ポリバリの容量が増えるほどコイルの影響が出やすくなる。
  2. ポリバリの方がディップマイカよりもQRHが少ないのは、負の温度係数を持つポリバリが正の温度係数を持つコイルの特性を補償している。

(注記) 上記の考察につきましては当HPを閲覧されている方からのアドバイスを元に試験した結果です。アドバイスに対しお礼申し上げます。

VXOコイルでコア有りと無しを比較(10/12/26)
上記の実験でVXOのQRHはコイルの影響が大きいとの結果がでました。コイルは10Kのボビンを使っており、ボビン+フェライトコア(ツボコア、中心コア)+ケースの構成です。フェライトコアがQRHに影響することはよく知られていますが、周波数を微調整できるメリットから多用されているのも事実です。空芯コイルならばどの程度のQRHかを調べてみようと、10Kボビンに0.1mmのウレタン線を57回巻き、ケースを被せたもので測定してみました。下のグラフのようにコア有りに比べQRHは2/3程度になりました。なおポリバリの位置はダイヤルの下(容量最大)と上(容量最小)、また25分間の測定でリグ内温度上昇は1度です。

  VXO用10Kコイル(コア無し)


運用実績(10/10/23)

トランシーバの出力は2.5W。地上に立てたVCHアンテナを使用し、兵庫県・武庫川河川敷(宝塚市、尼崎市)からの移動運用です。相手局のパワーは50〜100Wが多く、1/20〜1/40のパワーで交信でき、こちらがQRPであることを伝えると「よくアンテナを調整されてますね」という言葉が返ってきます。ただしQSBやQRMに弱いのは致し方無いでしょう。

 電池を内蔵したトランシーバーと他の装備

CALL DATE HIS MY QTH
JA1HAP 2010/10/1 59 59 茨城県潮来市
JA1IKJ 2010/10/13 57 45 千葉県市原市
JI2KNS/2 2010/10/19 59 59 三重県度会郡
JA3LOZ 2010/9/29 59 57 大阪府高槻市
JA6XBH 2010/10/18 59 59 福岡県北九州市
8J6 50YRC 2010/10/18 59 59 熊本県八代郡
JG7MXZ/7 2010/10/1 59 59 宮城県角田市
JO7AYZ 2010/10/1 59 57 福島県福島市
JA9BJS 2010/10/13 59 52 石川県河北郡
JG0FVK/0 2010/9/29 59 59 新潟県長岡市