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2017年2月の8件の記事

2017年2月26日 (日)

eQSLccがMSK144, QRA64にも対応

タイトルのとおりですが、eQSLをチェックしていたら、
どうやらMSK144やQRA64にも対応したようで、
モードが選べるようになっていました。

ADIF ver. 3.0.5が対応したことによるらしいです。

早速、Outboxにある2/4分のQSL情報を修正しました。

2017年2月24日 (金)

バラン用巻線の特性インピーダンス測定結果から考察

先日3本撚り線や平行線などの特性インピーダンスを測定し、大体の傾向が掴めました。
それらの結果について色々と考えていたら、これまでやってきた事の辻褄が何となく合ってきたので、
自分の備忘録として書き留めておくことにします。

まず平行2線ですが、ポリエステル銅線で密着させて構成させた場合、
特性インピーダンスは50Ωに近いものになりました。

20170223_0001

図は密着平行2線の断面をイメージ化したもので、グレー部分が銅線、
黒線部分が被覆材のポリエステルやポリウレタンなどです。
被覆材を介して、2線が線(断面で見ると点)で接しています。
2線の接触部分において、線状のコンデンサが形成されているので、
平行二線の特性インピーダンスの式
  Z=277×log(2D/d)  D: 二線の間隔、d: 線径
で求められる値よりは低くなっており、たまたま50Ωぐらいになっていたと思われます。

2線を撚った場合も、上記とあまり変わらないのではないかと思います。
(下述のように、きつく捩ると別ですが)
なので、以前作ったフロートバランでは、巻き数が少し多かった(巻線長が長かった)
にもかかわらず、特にVSWRの悪化は気にならなかったのは、
2本撚り線の特性インピーダンスが50Ωに近かったからではないかと推測されます。


では、3線の場合はどうでしょうか。
密着させた平行3線だとこのようになります。

20170223_0002

これだと、着目している2線の特性インピーダンスに及ぼす影響は
殆ど無いのではと考えられます。


次に、3線を束ねたり、撚ったりした場合はどうでしょうか。

20170223_0003

このように、2線間のインピーダンスに対し、並列に別の特性インピーダンスが
加わるようになるのでは無いでしょうか。

単純に考えると、2線間の特性インピーダンスをzとすれば、
 z//2z=2z/3
となるのでないでしょうか。

密着平行2線の特性インピーダンスが50Ωに近い値でしたので、
上記で考えると、3本撚り線の特性インピーダンスは30Ωぐらいになりそうです。
これは、緩く捩った3本撚り線での結果に近い値です。


さらに、きつく捩った場合は、こんな風に(多少デフォルメしていますが)
それぞれの線同士が「線」ではなく「面」で接触しているのではないでしょうか。

20170223_0004

このような状態では、線間に形成されるコンデンサのキャパシタンスは増え、
その結果として特性インピーダンス
 z=√L/C
は減ることになります。
すなわち、3本撚り線の場合は、きつく捩れば捩るほど特性インピーダンスは
30Ωぐらいからさらに下がっていくと想像できます。


一方で、これらの撚り線を伝送線路としてみたとき、線間の絶縁体というのは
ポリエステルやポリウレタンであり、大気(空気)ではありません。
そうすると、伝送線路の短縮率というのも考慮する必要が出てくると思います。
伝送線路の短縮率Vpは、
 Vp=c/√(µs×εs)
で表されるそうです。

これらの場合は線、絶縁体などが非磁性体なので、比透磁率µsは1として考え、
ポリエステルとのポリウレタンの比誘電率εsは、それぞれ2.8~8.1、5.0~5.3
とのことなので、短縮率は0.59〜0.35、0.44〜0.43と算出されます。

50MHzのバランとして、巻線長が30cmぐらいなので、
短縮率を仮に0.4とすれば、巻線長は1/8λとなります。
波長に対して、巻線の電気的な長さが大きすぎます。
巻線の特性インピーダンスが50Ωからかけ離れていると、
VSWRに大きく影響することは容易に想像がつきます。

色々と書いてみましたが、HFローバンドだと波長に対する巻線長が短いので、
こんなに気にすることは無いのでしょう。

2017年2月19日 (日)

バラン用巻線の特性インピーダンスを測定

前から気になっていましたが、トロイダルコアに巻く撚り線(伝送線路)の
特性インピーダンスがどれぐらいかを実測してみました。

伝送線路のインピーダンスを測るには、いくつか方法があるようですが、
今回はJI0VWL局が紹介されている方法で、インダクタンスとキャパシタンスを測定し、
Z=√(L/C) から求めることにしました。
インダクタンスとキャパシタンスの測定は、アンテナアナライザを用いました。

まずは、測定系や測定方法の妥当性を検証するため、既知のインピーダンスを
持った伝送線路(同軸ケーブル)で測定しました。

20170219_0001

同軸ケーブルは3D2V、長さは約45cmです。
8MHz、21MHz、50MHzの3条件で測定しました。
  f (MHz)    8   21   50
  C (pF)     47   49   64
  L (µH)   0.142 0.137 0.170
  z (Ω)   54.96 52.88 51.53

3D2Vのキャパシタンスは、1mあたり約100pFですので、
8MHzや21MHzではキャパシタンスもそこそこ妥当な値が出ている思います。

同軸ケーブルが短いこともあり多少の誤差はありますが、
大まかな傾向は掴めると思いますので、取りあえず今回はこれで良しとします。


さて、3本撚り線を測っていきます。
8MHzでは、インダクタンスが低すぎて測定できませんでした。

①1.0mm ポリウレタン銅線(UEW) 3本撚り(軽め) 約45cm

20170219_0002

  f (MHz)   21   50
  C (pF)    106   167
  L (µH)  0.103 0.128
  z (Ω)   31.17 27.69


②1.0mm ポリウレタン銅線(UEW) 3本撚り(普通) 約45cm

20170219_0003

  f (MHz)   21   50
  C (pF)    109   169
  L (µH)  0.092 0.106
  z (Ω)   29.05 25.04


③1.0mm ポリウレタン銅線(UEW) 3本撚り(少し強め) 約45cm

  f (MHz)   21   50
  C (pF)    112   171
  L (µH)  0.072 0.079
  z (Ω)   25.35 21.49


これは意外でした!!
今までずっと、平行二線の特性インピーダンスの式
  Z=277×log(2D/d)  D: 二線の中心同士の間隔、d: 線径
から、D<d にはならないので、Zは83Ω程度以下にはならないものと思い込んでいました。

測定の精度は悪いかもしれませんが、特性インピーダンスとしては25〜30Ω程度と
かなり低いものとなっています。
線間のキャパシタンスが効いているのだと考えられます。
そうだとすると、銅線の被覆材の厚みや誘電率も影響してくるはずです.


では、被覆材の厚さや誘電率の違うポリエステル銅線(PEW)ではどうでしょうか。

④1.2mm ポリエステル銅線(PEW) 3本撚り(かなり強め) 約45cm

  f (MHz)   21   50
  C (pF)    146   300
  L (µH)  0.091 0.110
  z (Ω)   24.97 19.10

これまたかなり低い値です。
先日測ってみた値は、大間違いでした。雑にやると駄目ですね。


ここまでの結果から、撚り線をキツく捩れば捩るほどインピーダンスが下がり、
50Ωから離れていきます。
であれば、捩らなければ上手く行くのではという訳で、
ポリエステル銅線を平行に密着させたものを測ってみました。
仮止めとして、所々マスキングテープで固定しました。

⑤1.2mm ポリエステル銅線(PEW) 平行二線(密着) 約45cm

  f (MHz)   21   50
  C (pF)    50   63
  L (µH)  0.125 0.143
  z (Ω)   50.00 47.64

何とほぼ50Ωになりました。
3本目の線も添えてみましたが、ほぼ同等の結果になりました。

にわかに信じられないので、51Ωの抵抗をこの平行三線(のうち隣り合う二線)を通して
VSWRを測定してみると、1:1.1以下に収まっていました。
大丈夫そうです。

ただ、密着具合がちょっと変わると、インピーダンスが変わる(上がる)ので、
中々シビアです。


平行線でバランを巻いたら上手く行きそうに思いましたので、作ってみました。

20170219_0004


「トロイダル・コア活用百科」には、1本ずつ密着するように巻いていくと
上手く行くと書いていましたが、中々上手く密着させることができません。
仕方が無いので、ポリエステル銅線3本をマスキングテープでグルグル巻きにして固定し、
それを巻いてみました。後で所々、マスキングテープを剥きました。

VSWRは残念ながら、50MHz帯では1:1.3〜1.4程度でした。
マスキングテープを剥いたとき、密着具合が少し変わったかもしれないのと、
終端部分の処理でインピーダンスが暴れているのかもしれません。
しかし、これまで作ってきたポリエステル銅線やポリウレタン銅線を巻いたバランの中では、
かなりましなものです。

バランの負荷として付けた抵抗の中点を波形を見てみると、
同軸を巻いたものより半分以下のレベルになっており、
平衡度はより良いものになっていそうです。

バランを実用とするには、もう少し詰めが必要かと思いますので、
今回作製のものは採用せず、実験のみに留めることとしました。

2017年2月13日 (月)

50MHzのバランを作り替え

2エレV型ビームアンテナに使っている強制バランですが、
それを入れていたケース(ダイソーのタッパーウェア)が壊れて割れてしまったので、
プラスチックケースに交換しました。
ケースはABS製で、タカチのTW8-4-8Gです。

ケースの加工は苦手で、特にリーマーを使った穴開けはいつもガタガタになってしまいますが、
ヤスリなども駆使しながら何とか綺麗に仕上げることができました。

20170212_0001

アンテナ端子側は、ヘアピンの幅30mmに合わせて穴を開けました。


ケースの入れ替えついでに、バランも巻き直すことにしました。
トロイダルコアFT114-67を2個スタックにして6回巻にしてみましたが、
VSWRは問題なかったものの、巻き方が良くなかったのか平衡度が悪く、採用は諦めました。
結局元通りのFT114-67 1個で8回巻としました。

トロイダルコアに巻くのは、今回も2.5D2Vの同軸ケーブルと1mmのポリウレタン銅線です。
同軸ケーブルとポリウレタン線を沿わして巻くために、今回マスキングテープを使って固定してみました。

20170212_0002


トロイダルコアに巻いた仕上がりは、ちょっと汚らしいものになってしまいました。

20170212_0003


表側はこんな感じで、ヘアピンスタブも折り曲げること無く取り付けられます。

20170212_0004


今回波形写真を撮り忘れましたが、バランの特性としては前回作製のものとほぼ同等の感じでした。
(写真が無いと説得力がありませんが...)


ところで、強制バランの特性として、VSWRはまず気になります。
しかし、これはメインパスに同軸を使うことで割と簡単にクリアすることができます。
メインパスとは、下図の①と③の部分になります。

20170212_0005

それよりは平衡度の方が重要で、コアに巻く同軸と、それに添えて巻く線の特性を上手く揃えないと、
②と③で作られる差動信号がアンバランスになり、平衡度が崩れます。
ひいては同相電流が流れてしまうことにもなりかねません。

3本撚り線だとその点は有利なのでしょうが、特性インピーダンス的には不利です。
このあたりは、何度かバランを作っていて、難しいところに感じます。

ちなみに、1mmポリウレタン銅線で45cm長の3本撚り線を作り、片側の2線に48Ωの抵抗を接続し、
反対側からアンテナアナライザでVSWRを測ってみたら、50MHzでは1:2.0以上ありました。
周波数を下げていくと、20MHz程度でようやくVSWR=1:1.1程度になります。
やはり、3本撚り線の特性インピーダンスは50Ωにはなっていないことを再確認しました。
これでは、トロイダルコアに巻いたところで、50Ω用の強制バランとしては難しいですね。

皆さんは上手く強制バランを作っておられるようですが、
私が下手くそなのか、未だに中々満足できるような50MHzの強制バランができません。


2月16日追記
アンテナアナライザでインダクタンスとキャパシタンスを測ることができることを思い出し、
撚り線の特性インピーダンスが気になったので、ちょっと見てみました。
時間が無かったので、本当にザックリしか見ていませんが、
手元にあった1.2mmポリエステル銅線で3本撚り線を作り、試してみました。
 ①軽く撚った場合・・・・・100Ω強
 ②強めに撚った場合・・・・・90Ω程度
 ③電動ドライバが唸るぐらいきつく撚った場合・・・・・75Ω強

中々50Ωに近づけることができませんでした。
測定が雑すぎて間違った結果でした

ちなみに同軸ケーブル5D2Vで見てみたら、51Ωぐらいになりました。
週末に時間があれば、ちゃんと計り直してみたいと思います。

2017年2月12日 (日)

2017/2/12のQSO

今日は50MHz SSBでJH3QAX局と2時間近く交信しました。
アンテナなどの話で結構盛り上がり、楽しい時間を過ごすことができました。
その後JT65で、JG1TSG局とQSO。

午前中はバランをいじったりしていたので、午後からの運用となり、2QSOでした。
50MHz SSB(1QSO): JH3QAX
50MHz JT65A(1QSO):JG1TSG

QSOいただきました皆様、ありがとうございました。


2017年2月 7日 (火)

全市全郡コンテスト 2016の結果

全市全郡コンテストのLog Check Reportがメールで届きました。
2局ほど怪しい(疑わしい)QSOがあったと思っていましたが、

********************* ログチェック結果まとめ *******************
0 重複交信 (0点)
0 参加種目外交信 (0点)
0 コンテスト対象バンド外交信 (0点)
0 コールサイン受信間違い (無得点)
0 ナンバーコピーエラー (無得点)
0 バンド記載間違い (無得点)
0 時刻記載エラー (減点なし)
0 このログだけに記載されているコールサイン (減点なし)

との結果でしたので、思い過ごしでした。疑って申し訳なかったです。
今回も減点は無かったようで、何よりでした。


JARL コンテストのHPで結果を確認すると、C144で関西1位入賞でした。
常勝局がおられなかったようで、棚ぼたの入賞だったと思います。
6m AND DOWNコンテストに続き、入賞できてラッキーでした。

ところで、アクセスカウンターが知らない間に100,000を超えていました。

2017年2月 6日 (月)

2017/2/5のQSO

(日付が変わってしまったので)昨日は、午前中から50MHzのデジタルモードを中心にオンエアしました。
JT65、JT9、QRA64、SSBなど、色々と電波を出したりしたのですが、結局QSOできたのは2局のみ。

50MHz JT65A(2QSO):
JA3OMC, JHUWS

夕方には、Esでしょうか8エリアが開けていました。
SSBでも何局か聞こえていました。
残念ながら、8エリアとのQSOはできませんでした。


ところで、午前中にデジタルモードで遊んでいたところ、
オンフレで京都コンテストのCQ(CW)の被りを受けました。
CWでのオンフレなので、SSBで聞いたらゼロビートなのですが、
強力な信号を送り込んでこられるので、AGCが効いてしまって弱い信号が取れません。
AGCをOFFにしても、イマイチです。

(50.276MHz近辺は)デジタルモードにオンエアする局への独占権が有るわけでも無いし、
コンテストに参加されている方もバンドプランやコンテスト要項を守られています。
恐らくCQを出す前には周波数チェックをされているだろうと思いますが、
狭帯域のCWフィルタを使用していたら、デジタルモードの信号には気がつかないのでしょう。
試しに自分でもCWモードにして50.276MHzで聞いて確認してみたら、
強力なデジタルモードの信号でも、弱いビート音にしか聞こえませんでした。

コンテスト開催のあいだ二時間我慢しなさいということでしょうけど、内心としては、
四大コンテストのように周波数がビッシリ埋まっている状況なら諦めもつくけど、
電信部門も設定されていないようなローカルコンテストでバンド内がスカスカなのに、
何でわざわざ狙ったようにオンフレでCQ出すんやろうかという感じです。
自分勝手かもしれないけど、今回は京都コンテストなんて、
ただただ鬱陶しいだけの存在にしか感じませんでした。

そういう自分もよくコンテストには出るので、これまで逆の立場にもなっている可能性が高く、
そのことについては大きなことを言えないと突っ込まれそうですが。

まあ色んな楽しみ方があるので、何か上手く共存できるよう考えていただきたいし、
自分でも考えていきたいと思います。


当の京都コンテストですが、全く参加する気が起きませんでしたし、
パラパラッと聞いただけで、誰とも交信はしませんでした。

2017年2月 5日 (日)

QRA64でQSOできたけど...

昨日、ようやくQRA64で交信できました。
バンドは50MHzです。

お相手いただいたのは、JA3OKC局とJE3CDW局。
交信内容はJT65やJT9と変わりませんが、新しいモードということもあってか、
いくつか気になったことがあります。


まず、レポートの信号強度がJT65やJT9と比べて低い値となっています。
JA3OKC局は見通し距離のローカル局なので、JT65では-01dB、JT9では+10以上での
レポート交換をしています。
しかしQRA64では、お互い-15dBのレポート交換でした。
リグのSメータは59+20dBぐらい振っていましたので、何か違和感があります。


そして、私のPCだけかもしれませんが、QRA64を受信していると
WSJT-XでDecodeできなくなってしまうことがあります。
WSJT-Xが上手く動作しているときは、毎分50秒過ぎにDecodeが始まって、すぐにまた戻ります。
しかし、Decodeできないような信号が入っているときには、毎分58秒ぐらいのところで
Decodeが始まり、そのまま元に戻りません。こんな状態です。

20170205_0001

通常だと、Decodeのボタンはクリックするとトグルするのですが、
上記のような状態になると、ボタンをクリックしてもトグルせずこのままの状態です。
ウォーターフォールは生きていますので、Monitorはできるのですが、
信号が入ってきてもDecodeできません。
WSJT-Xを立ち上げ直すか、モードを変えるなどしないと元に戻りません。
ちなみに、WSJT-XのモードがJT65やJT9のときには、こんなことは起こっていません。
WSJT-X v1.7.0のバグなんでしょうかね。


あと、Turbo Hamlogのモード欄が5文字以上に対応していないので、
"QRA6"までしか入力されません。

20170205_0002


さらに、eQSOccもQRA64にはまだ対応していないので、
データをアップロードしようとしても、下記のようなエラーが出てしまいます。

20170205_0003

邪道かもしれませんが、取りあえずモードはJT65で登録して、
「eQSLのシステムが対応してないためJT65としているが、交信したモードはQRA64です」
との内容をコメント欄に書いておくことにしました。
eQSLでの対応が可能になったら、データを修正したいと思います。


Turbo HamlogやeQSLの件は、MSK144でも同じことが起こりえると思います。
モードがまだ新しい分、インフラの完成度が低いため、しばらくは苦心することになりそうです。

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