1200MHz SWR計製作
10月10日の記事「1200MHz 15エレ ループアンテナの製作」でアンテナ調整用にSWRメーターも作成したと書きましたが、製作記事を書いておきます。
結論から言うと手間をかけた割に信頼性が低く、今一のものしか出来ませんでした。(^^;
幸い先輩ローカルOMから1200MHz対応SWR計を貸してもらえたので、ループアンテナはそちらを使って調整しました。
負け惜しみですが、もう一度ちゃんと作れば良いものが出来ると思うので、そのあたりも含めて記事にしておきます。(笑)
1. 参考資料
以下を参考にさせていただきました。m(__)m
・1200MHz SWR計を作る
・15エレメントループアンテナの製作
2. 部品収集
秋月電子で以下をネット購入しました。
BNCレセプタクル 2P C-00135 @100 200
電流メーター 50μA M-05314 @700 700
ボリューム 5kΩ P-00245 @40 40
ツマミ P-01001 @30 30
トグルスイッチ P-03774 @80 80
半固定VR 100Ω P-06058 @20 20
ショットキーダイオード 1SS154(4個） I-07602 @150 150
セラミックコンデンサー 1000PF P-11146 @5x2 10
0.01uF P-11150 @5 5
ラグ端子（10個入り） C-05093 @40 40
アルミ金属ケース MB-3 90x60x125mm P-09532 @570 570
丸型プラ足 (8個入) 11Φx12 P-00298 @120 120
合計 1,965円
他にダミー抵抗作成用にBNCコネクタを購入しました。
BNC-Pコネクタ（ダミー抵抗用）2P C-00141 @150 300
スプリットラインに使う両面紙エポキシ基板が手に入らなかったので、手持のガラスエポキシ基板 1.6t 片面を使いました。（後述しますが、これが敗因だったかも知れません。）
3. 製作
(1) ダミーロード
調整用のダミーロードを作りました。
0.3mm銅板を切って円筒にして抵抗を入れたものをBNC-P丸座コネクタに半田付けして47Ωと100Ωの2種類を作りました。
抵抗は1/4Wなのでパワーを入れ過ぎないよう注意が必要です。
(2) SWRメーター製作
プリント板を切ってストリップラインを作ってベース基板にエポキシ接着剤で接着しました。
次にプリント板にダイオード、半固定VRなどを取り付けます。
次はケースの作成です。
ケースに穴開けをしてメーター、BNCコネクタ他の部品を付けました。メーターはドリルと糸鋸を使って穴を開けてヤスリで仕上げます。
プリント板はたまごラグと3mmネジでメーターの下に取付けました。
部品取り付け後に配線しました。線材は手持のものを使いました。
ボリュームにつまみを付けて完成です。
次に 50Ωダミーロードを付けて半固定VRで調整しますが、なぜか電流が下がるポイントが有りませんでした。
それに100Ωダミーの方が電流値が低いです。
片面ガラスエポキシ基板を使ったのがいけなかったのか？(^^;
とりあえず、調整半固定VRは47Ω抵抗と合わせて25Ωにしました。
ボリュームで入力パワー表示を入力1W時に50μAになるように調整した状態でSWR(反射波電力）は50Ωダミーで12μAになり。100Ωダミーで5μAくらいになります。SWR計かダミーロードもしくは両方のインピーダンスが合っていないようです。
4. 評価
アンテナのSWR調整をしてみたら、1,290MHzあたりで8μAで最小になっていました。
ラジエーター長を短くしても電流最小の周波数が変わりません。
これではアンテナ調整に使えそうも無いので、急遽、ローカルOMさんから1200MHz対応のSWRメーター(クラニシ RW-102L)とダミーロード(WELZ CT-03N)を借りて来てきました。
借りて来たダミーロードCT-03Nを付けて半固定VRの調整をしてみましたが、やはり電流ゼロになりません。自作SWR計に問題があるようです。
また、自作50Ωダミーロードを借りて来たSWRメーター(クラニシ RW-102L)に接続して測定してみましたが、反射電力(Pr)=0になりません。
結局、SWR計とダミーロード両方ともイピーダンスが狂っているようです。1200MHzは難しい。(^^;
アンテナ調整はクラニシ RW-102Lでやりしましたが、先の記事で書いたようにラジエーターを調整しても同調点が変わらないのは長い同軸のせいでした。
アンテナ調整時にクラニシ RW-102Lでの測定データと自作SWR計の測定データを比較しましたが、電力変換とRW-12L測定値に合わせる係数をかけるとほぼ同じ傾向のSWRになりました。
クラニシ RW-102L測定データ
自作SWR計測定データ
自作SWR計の数値はあまり当てになりませんが、アンテナの同調点を見るには使えそうです。
SWR計はスプリットラインを両面基板で作り直せばインピーダンスを合わせられるかもしれませんが、インピーダンスを計れる測定器が無いので何を信じて良いのか分からず、たぶん、また悩むと思います。
スプリットラインのインピーダンスは基板上の銅箔の幅とグランド(ベース基板）の銅箔との距離、間の誘電体(紙、ガラス）の誘電率で決まりますが、スプリットラインが片面基板でもベース基板に密着して接着されていれば大きく違わないと思ったのですが、難しいですね。スプリットラインの加工精度の問題かも知れません。
（おまけ）
デジタル回路のプリント板の設計も近年はCPU等の速度が上がってきて、クロックなど高周波のパターンが増えたのでインピーダンスのシュミレーションをしてパターン幅や配置をを決めるようになりました。
特に画像信号など1GHzを超えるLDVSのパターンはシュミレーションして、きっちり設計しないとうまくいきません。
20年くらい前はパターンのせいでレーシングなどのトラブルが多かったですが、最近はシュミレーターが優秀なので100MHz以下ではトラブルが減りました。1GHzとかはいろいろ難しいですが。
やはり、1200MHzは難しいです。
ふ
結論から言うと手間をかけた割に信頼性が低く、今一のものしか出来ませんでした。(^^;
幸い先輩ローカルOMから1200MHz対応SWR計を貸してもらえたので、ループアンテナはそちらを使って調整しました。
負け惜しみですが、もう一度ちゃんと作れば良いものが出来ると思うので、そのあたりも含めて記事にしておきます。(笑)
1. 参考資料
以下を参考にさせていただきました。m(__)m
・1200MHz SWR計を作る
・15エレメントループアンテナの製作
2. 部品収集
秋月電子で以下をネット購入しました。
BNCレセプタクル 2P C-00135 @100 200
電流メーター 50μA M-05314 @700 700
ボリューム 5kΩ P-00245 @40 40
ツマミ P-01001 @30 30
トグルスイッチ P-03774 @80 80
半固定VR 100Ω P-06058 @20 20
ショットキーダイオード 1SS154(4個） I-07602 @150 150
セラミックコンデンサー 1000PF P-11146 @5x2 10
0.01uF P-11150 @5 5
ラグ端子（10個入り） C-05093 @40 40
アルミ金属ケース MB-3 90x60x125mm P-09532 @570 570
丸型プラ足 (8個入) 11Φx12 P-00298 @120 120
合計 1,965円
他にダミー抵抗作成用にBNCコネクタを購入しました。
BNC-Pコネクタ（ダミー抵抗用）2P C-00141 @150 300
スプリットラインに使う両面紙エポキシ基板が手に入らなかったので、手持のガラスエポキシ基板 1.6t 片面を使いました。（後述しますが、これが敗因だったかも知れません。）
3. 製作
(1) ダミーロード
調整用のダミーロードを作りました。
0.3mm銅板を切って円筒にして抵抗を入れたものをBNC-P丸座コネクタに半田付けして47Ωと100Ωの2種類を作りました。
抵抗は1/4Wなのでパワーを入れ過ぎないよう注意が必要です。
(2) SWRメーター製作
プリント板を切ってストリップラインを作ってベース基板にエポキシ接着剤で接着しました。
次にプリント板にダイオード、半固定VRなどを取り付けます。
次はケースの作成です。
ケースに穴開けをしてメーター、BNCコネクタ他の部品を付けました。メーターはドリルと糸鋸を使って穴を開けてヤスリで仕上げます。
プリント板はたまごラグと3mmネジでメーターの下に取付けました。
部品取り付け後に配線しました。線材は手持のものを使いました。
ボリュームにつまみを付けて完成です。
次に 50Ωダミーロードを付けて半固定VRで調整しますが、なぜか電流が下がるポイントが有りませんでした。
それに100Ωダミーの方が電流値が低いです。
片面ガラスエポキシ基板を使ったのがいけなかったのか？(^^;
とりあえず、調整半固定VRは47Ω抵抗と合わせて25Ωにしました。
ボリュームで入力パワー表示を入力1W時に50μAになるように調整した状態でSWR(反射波電力）は50Ωダミーで12μAになり。100Ωダミーで5μAくらいになります。SWR計かダミーロードもしくは両方のインピーダンスが合っていないようです。
4. 評価
アンテナのSWR調整をしてみたら、1,290MHzあたりで8μAで最小になっていました。
ラジエーター長を短くしても電流最小の周波数が変わりません。
これではアンテナ調整に使えそうも無いので、急遽、ローカルOMさんから1200MHz対応のSWRメーター(クラニシ RW-102L)とダミーロード(WELZ CT-03N)を借りて来てきました。
借りて来たダミーロードCT-03Nを付けて半固定VRの調整をしてみましたが、やはり電流ゼロになりません。自作SWR計に問題があるようです。
また、自作50Ωダミーロードを借りて来たSWRメーター(クラニシ RW-102L)に接続して測定してみましたが、反射電力(Pr)=0になりません。
結局、SWR計とダミーロード両方ともイピーダンスが狂っているようです。1200MHzは難しい。(^^;
アンテナ調整はクラニシ RW-102Lでやりしましたが、先の記事で書いたようにラジエーターを調整しても同調点が変わらないのは長い同軸のせいでした。
アンテナ調整時にクラニシ RW-102Lでの測定データと自作SWR計の測定データを比較しましたが、電力変換とRW-12L測定値に合わせる係数をかけるとほぼ同じ傾向のSWRになりました。
クラニシ RW-102L測定データ
自作SWR計測定データ
自作SWR計の数値はあまり当てになりませんが、アンテナの同調点を見るには使えそうです。
SWR計はスプリットラインを両面基板で作り直せばインピーダンスを合わせられるかもしれませんが、インピーダンスを計れる測定器が無いので何を信じて良いのか分からず、たぶん、また悩むと思います。
スプリットラインのインピーダンスは基板上の銅箔の幅とグランド(ベース基板）の銅箔との距離、間の誘電体(紙、ガラス）の誘電率で決まりますが、スプリットラインが片面基板でもベース基板に密着して接着されていれば大きく違わないと思ったのですが、難しいですね。スプリットラインの加工精度の問題かも知れません。
（おまけ）
デジタル回路のプリント板の設計も近年はCPU等の速度が上がってきて、クロックなど高周波のパターンが増えたのでインピーダンスのシュミレーションをしてパターン幅や配置をを決めるようになりました。
特に画像信号など1GHzを超えるLDVSのパターンはシュミレーションして、きっちり設計しないとうまくいきません。
20年くらい前はパターンのせいでレーシングなどのトラブルが多かったですが、最近はシュミレーターが優秀なので100MHz以下ではトラブルが減りました。1GHzとかはいろいろ難しいですが。
やはり、1200MHzは難しいです。
ふ
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