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2013年12月の3件の記事

2013年12月31日 (火)

2013年の振り返り

今年一年、アクティビティがさほど高かったわけではないが、多少進歩がありました。

  ①24MHzで初QSO
  ②マイクロバートアンテナ製作
  ③3.5MHzへの進出

②③を通じてHFへオンエアする機会が増え、楽しみの幅が増えました。
一方で、相変わらず技量の方は上達しません。

来年も、地味に活動していこうと思います。

50MHz用強制バランの製作

11月に50MHz用のアンテナを作ってから、それ用のバランを色々と試してきました。
なかなか上手く行きませんでしたが、今回特性のましな強制バランを作ることができました。

※巻き線に同軸ケーブルを使わない強制バランについては、こちらへ新たに記事を書きました。
   50MHz用強制バランの製作 2
 よろしければご覧ください。

◆◆トロイダルコアの選定◆◆

改訂新版[定本]トロイダル・コア活用百科によると、50MHz用のバランではトロイダルコアの
損失係数tanδの低い#67材が適しているとのこと。手っ取り早く入手したかったので、
サトー電気の通販で、FT114-67を購入しました。本当は、FT140サイズ以上が欲しかったです。

20131231_0001


◆◆線材について◆◆

トロイダル・コア活用百科に従い、FT114-67に8ターン巻くことにします。そのとき、巻線長は
30cmぐらいになります。50MHzぐらいになると、巻線の特性インピーダンスによっては、
長さが30cm程度でも、VSWRに影響してくると思われます。

トリファイラ巻きにする線を、例えばエナメル線を3本撚り線にした場合、その伝送線路の
特性インピーダンスはどれくらいになるでしょうか。測定してはいませんが、平行2線の
特性インピーダンスの計算式を参考にすると80〜90Ωぐらいになるのではないかと思われます。

エナメル線を3本撚り線にしてトリファイラ巻きした強制バランを何種類か作りましたが、
どれもVSWRが思うように落ちませんでした。その原因は、巻線の特性インピーダンスに原因が
あったのではないかと思います。
もしエナメル線の撚り線でつくるなら、二組用意してパラレルに接続したほうが、VSWRへの影響は
少ないのではないかと思います。パラレルにすることにより、伝送線路の特性インピーダンスが
半分の40Ωぐらいになり、負荷インピーダンスの50Ωに近づくからです。

ちなみに、トロイダル・コア活用百科(p496)には、30cmの巻線長は50MHzに対し1/200波長と
記載されていますが、1/20波長の間違いと思います。伝送線路の特性インピーダンスが80〜90Ωで
1/20波長だと、VSWRへの影響は無視できなくなるレベルだと思います。

色々考えましたが、今回は、特性インピーダンスを気にしなくてよい、同軸ケーブルを巻くことに
しました。


◆◆同軸ケーブルの選定◆◆

FT114-67に巻ける同軸となると、太さ的に考えて最初は1.5Dぐらいかと思っていました。耐熱性も
考慮すると、1.5D-QEVを用いるのがベターです。
同軸を買いに行くと2.5D-2Vも置いてあり、実際に見てみるとこれが意外に細くて、FT114サイズにも
何とか巻けそうな気がしました。とりあえず、1.5D-QEVと2.5D-2Vを入手しました。

20131231_0002
(写真の上から、3.5D-QEFV, 3D-2V, 2.5D-2V, 1.5D-QEV、いずれもフジクラ製)


ところで、同軸の許容通過電力は、トロイダル・コア活用百科 表12.4をグラフ化したものから
推測すると、1.5Dでも50MHzで120W程度有り、何とか使えそうです。

20131231_0008


次に、同軸ケーブルの発熱量は、トロイダル・コア活用百科 表12.5をもとに、通過電力100W
30cm当たりの発熱量をグラフ化すると、下図のようになります。

20131231_0009


1.5Dだと1W以上、2.5Dで0.8W程度の発熱だということがわかります。
FT114サイズの許容発熱1.12Wを考えると2.5D-2Vを使うべきです。#67材だとトロイダルコアの
損失係数も低いためコアでの発熱も少ないと思われますので、コアの発熱分はあまり考慮しなくても
良いのではないかと思います。計算上は100W(連続)使用でも問題ないと思いますので、50WのSSBや
CWで使う分には充分です。

ということで、2.5D-2Vを8ターン巻くことにしました。耐熱性を考えると、2.5D-QEVにしたかった
ところですが、入手できなかったので、今回は2.5D-2Vで妥協することにしました。


◆◆バランの作製◆◆

実際にFT114-67に2.5D-2Vを8回巻くと、ちょうどピッタリでした。少しきつめでしたが...。
2.5D-2Vに沿わせて、Φ1㎜のポリウレタン銅線を巻き、配線して、100円ショップで買った
ポリプロピレン製の容器に収めました。

同軸ケーブルにしたのは、トロイダル・コア活用百科 図12.6の①と③、つまり信号が通る
メインパスの部分です。

20131231_0003
 
 
 
◆◆バランの特性(VSWR)◆◆

24Ωを直列に接続した金属被膜抵抗(合計48Ω)を負荷として平衡側端子に付け、アンテナアナライザで
VSWRを測定しました。VSWRは1.3を指していました。しかし実際のVSWRは、もう少し低いのでは
ないかと思っています。理由は下述のとおりです。

20131231_0004


直接負荷抵抗を接続してVSWRを測定しても1.1です。金属被膜抵抗の周波数特性がさほど
良くないこと、バラン内での配線長の影響(リアクタンス分)、測定系の影響も多少受けていると思います。

20131231_0005
 
 
 
◆◆バランの特性(平衡度)◆◆

オシロスコープで、不平衡-平衡の変換を確認してみました。
写真は、不平衡の接地端から見た、平衡側の+端およびー端の波形です。
波形から、ちゃんと同一振幅の反転波形が生成されており、平衡に変換されていることが確認できます。

20131231_0006


負荷抵抗の中点をみると、僅かですが信号の振幅が確認できます。
測定系の影響もあるかもしれませんが、平衡度は若干良くないかもしれません。

20131231_0007
 
 
 
◆◆まとめ◆◆

かなりの駄作になってしまいましたが、今まで作ったバランの中では一番特性がましなので、
とりあえずしばらく2エレΣビームアンテナで使ってみようと思います。

もし材料が入手できるなら、FT140-67に2.5D-QEVを6ターン巻くのが良いと思います。

2013年12月22日 (日)

近況(2013/12/22)

寒くなってきたので、アクティビティが落ちてきました。
工作など、つい億劫になってしまいます。
一ヶ月ほど、無線から遠ざかっていました。

今日、アンテナを設置して7MHzと50MHzに出ようとしましたが、
結局一局もQSOせずです。

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