ANTどよよん現象@アマチュア無線アパマンハムでQRPっておもろいのん?MFJ-1025の受信感度改善2013-06-30昨晩からCONDXは回復基調のようですが、ちょっと大きな磁気の乱れが発生した余波で午前中は40mが全くNG。そこで、朝から6mのモビホをセットしてJA6YBRをBGMにしてEスポ状況を確認しながら、少し前に実施したMFJ-1025の受信改造による感度の改善具合を確認しました。端子には、自局が発射する電波をノイズアンテナが受信してもぶっ壊れないように、何と豆電球流用のヒューズと、耐圧大きめのシリコンダイオードによるクランプ回路が入っており、前者の減衰と後者の高域感度低下があって、折角苦労して拾っているノイズを減衰させてしまいます。参考にさせて頂きながら上記2つの部品を外しました。端子の受信感度はボリュームで調整できるようになっていますが、この改造の恩恵は「ノイズ受信の改善」と言う意味では絶大であり、我が家で最も効果の高い40mについてはホンの少しこのボリュームを回すだけでキャンセルに必要十分なノイズ受信量(表現が微妙ですが・・・)となりました。この辺りを、定量的にまとめておきます。端子に与えたときの出力電圧でdB換算したものです。端子のアンテナ選択は「Low」にしています。ご覧のように、殆どのバンド(1.8MHzを除いて)で4dB程度の改善が見られます。ハイバンドほど改善度合いが高いのは、クランプダイオードの結合容量が無くなったことに起因するものと思われます。High側についても同様のデータを取りました。こちらは、オリジナルのフェーズシフト回路の位相コンデンサを既に120pF⇒47pFに改造してあります。こちらもほぼ同じような特性ですが、特にハイバンドの感度改善が顕著です。位相コンデンサ容量については、このシステムにおいて十分に吟味すべきもののようです。相変わらず15mはノイズ除去に至っておらずS3-4程度のノイズからは解放されません。これは、ノイズアンテナ感度の問題でなく、完全な180度の位相(逆位相)が実現できないことなど別の要因だと思われますので、やはり「さらに『ひねる』回路」のさらなる追試が必要ですね。0PagetopMFJ-1025の改造手始め2013-05-19ノイズ除去策の第一歩として、MFJ-1025のプチ改造をやってみました。一連の改造の進め方を昨日の記事でまとめていますが、先回りして知りたかったフェーズシフト回路の容量最適化・・・ハイバンドでも十分なノイズリダクションができるように適正な容量のコンデンサを選んで、MFJ-1025のHIGH/LOW切替スイッチのHIGH側のコンデンサと付け替える作業です。この装置はチップ部品が殆どですが、とにかく大きな基板に表面実装でゆったりと回路が組んであるんで、「ハンダごて二刀流」で簡単に部品外しができます。あっという間の作業結果はご覧の通り。C13を取り去って、プッシュスイッチの端子から「47pF」のセラコンを接続しました。この容量は、元々の回路定数における120pFが40m-30m付近の最適値になっているものと仮定した上で計算したインピーダンス・・・概ね150Ω程度に当該周波数でなるような値ということで、15mの最適値として選定しています。)ノイズがS3程度にまで落ち、かつ安定しています。今日こそ証拠のビデオ撮影を敢行・・・今後、もう少し改良していったときの比較サンプルとして動画をアップしました。★15mノイズ除去の最初のテストこのビデオの後半が解り易いと思いますが、MFJ-1025のON/OFFに合わせてノイズが弱くなったり強くなったりし、ONの状態では受信信号の明瞭度が上がっています。ノイズ自体はS=6⇒4といった感じです。この結構強い安定したノイズは朝夕に強くなる傾向があり、これまでは決定的なノイズ減少まで持ってこられませんでしたが、上記の改造により最低でもS2つ程度のノイズ低減、かつかなり長時間に渡って維持されるようになりました。このビデオを記録した際のリグのBWは1500Hzです。凄い」ということは何度も体感していますが、その殆どが40mでのこと。気になるノイズの増加傾向として、ここ最近は上の方(ハイバンド)が悪化していることから、何とかこちらをもっとクリーンにしたいなぁ・・・と考えているわけです。目的信号に重畳されたノイズ成分を、別のアンテナで拾った「ノイズだけの信号」と上手く合成して相殺するためには、ノイズアンテナが重要なファクタになりますが、MFJ-1025は乱暴にいってしまうと「ローバンド用」といった有様であることも理解しているつもりです。本当にハイバンドのキャンセルには不利なのか・・・という疑問について少し定量的に知りたくなり、どうせ手を入れてしまうであろうこの装置について、改造前に「受信感度」を調べておく気になりました。厳密な意味での「受信感度」を測定するにはそれなりの設備が必要ですが、今回取りたいデータはそんなに厳密でなくてOK。dB」というのが判れば十分ですから、手元にあるSGモドキ・・・最近は専らピーピー装置になってしまった「クラニシ君」とローパワー計という組み合わせで行うことに。AUX側のゲイン調整ボリュームを最小にしてメイン側にクラニシ君を接続して各バンドの信号を入力、その時の出力を測ります。これが、メインアンテナ側の利得測定データの取得(1)。一方のAUX側は、ノイズのフェーズを調整するボリューム位置、周波数のHIGH/LOW切替(これは、フェーズシフトを行うためのコンデンサ容量を切り替えている)の状態など、幾つかバリエーションが考えられたんですが、とりあえずフェーズ調整ボリュームの位置を「5」(中点)とし、周波数切替はLOW側としてデータ取り。この時のMAIN側のゲイン調整ボリュームは最小にしてあります(2)。この2つのデータを比較してみたのが、以下のグラフです。「MAIN」と書いてあるプロットが1で取得したデータです。1.8MHzが-8dBほど下がっていますが、他のバンドは概ね0dB付近です。24.9MHz(17m)辺りの利得がちょいと高めですが、まぁまぁフラットな感じ。この装置のノイズキャンセル処理を使わないときの様子とも言えますから、これは他の変動要素を考えなくて良いので大歓迎・・・と言えると思います。当たり前ですが、この装置単体では「プリアンプにはならん」ということですね一方、「AUX」と書いてあるプロットが、2で取得したAUX側の周波数-利得特性になります。1.8MHzをスタートラインとして、ハイバンドに向かってどんどん利得が下がっていく様子が分かります。1.8MHzと28MHzの差は12dBほどになっています。ちなみに、AUX側のフェーズ調整ボリューム位置によって、出力の大きさは結構変わります。MFJ-1025採用のフェーズシフト調整回路を見れば簡単に理解できますが、それを含めて考えても「調整がクリティカル」なことも容易に想像ができます。周波数切替をHIGH側にすると低い周波数の方で利得が下がります。先に書いたように、このスイッチはフェーズシフトのコンデンサ切替・・・インピーダンスが変わると捉えると、この現象も納得できます。上記のグラフには、ついでに1と2の利得の差もプロットしてみました(グラフ上は緑の三角の奴)。仮に、メインアンテナ側で拾ったノイズと同じ強さにノイズアンテナ側でも受信しようとすると、+8dB(7MHz)から+22dB(24.9MHz)の増幅が必要ということになります。)のノイズ消しには、アクティブアンテナの活用を含めたこの「利得差」を埋めてやる工夫がどうしても必要・・・という結論です。40mでのノイズ軽減効果が高いことも上記のグラフから解ります。全バンドの中で最も少ない「8dBの差」を埋めてやればよい・・・最もノイズが消し易いバンドという解釈でいいんでしょう。1.8MHzを度外視すると、AUX端子の最大感度を示す40mでさえ+8dB程度の利得が必要そうですから、AUX側には2SK125×2のポストアンプを突っ込んでしまう手も「有り」かも知れませんし、例の保護用ダイオードや保護用ランプ外し(=ロス軽減)を「AUX側だけやってしまう」という方法も考えられます。0Pagetop新ノイズアンテナの検証開始2013-05-12昨日に続いて、午前中から早速ノイズアンテナの実験・検証を行いました。昨日最後に目星を付けておいた位置にノイズアンテナをセットして懸案の15mから開始。TEST」が開催中で、ロシアが数局聞こえており好都合。ノイズの強さはS=5と平均的な強さで満遍なく振っています。昨日の結果では、この強さでは殆ど変化がなかったんですが、果たして・・・。昨日の撤収前に見つけたベストポイント付近が一番効果があるようで、「証拠残し」を思い立ち、とっ散らかった机の上を掃除してからミニ動画でも作ろうと、変化が判り易い信号を探してながら悦に入っていると、そのうちに何だかノイズ自体が少し弱くなり、いつの間にかS=4程度になってしまいました。この状態で調整しても、精々S1つしか落ちないためにその差が歴然と判るような信号が無くなってしまい、ミニ動画作成は中断。昼食を終えて午後になるとどんどんと日差しが強くなり、昨日の雨で濡れた地面までもが乾いてきました。ノイズは減る方向で、ますますキャンセリングの威力が少なくなっていきます。この季節、エアコンの類は流石に稼働しませんから日中の近傍ノイズはS=3,4程度のことが多く、DXタイムではないためあまり邪魔にならないわけですが、どうせまた夕方になればノイズも増えてくるだろうと、ホムセンに家具の修理金具を買いに行って時間潰し。帰りにせんべいを買ってきて遅めのおやつで一服してリグの前へ戻ったのが16時過ぎ。すると、やはりS5-6程度のノイズが現れました。)・・・と思ったんですが、どうしたわけか、ノイズのキャンセリングを幾ら調整しても最良点でS1つ落ち・・・要は、ノイズがS4-5程度までしか落ちません実は、この現象は午前中にも一時発生しました。今日のように「ノイズアンテナ固定」で考えると不味いような気がしてきました。同じようなノイズアンテナを複数用意して、その時点でどいつが効果的かで切り替える・・・これが正解なのかも知れませんが、まだそこまで器用なマネができるほどこのノイズアンテナを信じて良いのかが判りません・・・。この解決は、ノイズアンテナの利得の見直し以前に、MFJ-1025自体のハイバンドのゲイン不足解消も必要な気がしており、やはりこの装置本体の改造も行わないと何とも言えんなぁ・・・というところまで辿り着きました。・・・ということで、今日の検証を皮切りに、暫くノイズアンテナのグレードアップを中心にさらなるノイズ削減を図りたいと思いますが、ちょっと備忘録を最後にまとめておきます。15mのノイズは、日中はS=3,4程度。午前中と夕方以降がS5-7程度と高く、キャンセルできるのは後者の「ノイズが強めの時」。同じS=5程度のノイズでも、キャンセルできるものとできないものが存在。ノイズ源に合わせて、ノイズアンテナの位置や指向性を考える必要がありそう。12mのノイズキャンセル効果は低く、S1つ程度。ノイズアンテナのエレメント(約40cm)を半分くらいにしても効果は変わらず。逆に20cmほど長くしても効果は変わらないが、極端に長くするとキャンセリングが不能に。40mは最近ノイズが減る方向であり、特に雨天翌日のノイズが非常に少ないため、S=2程度のノイズが無くなることは確認できましたが、それ以上の検証はできていません。」と紹介できる日がやってきましたアパマンハムの大半の方が抱えているであろう「ノイズとの戦い」ですが、自分も何らかの対策を・・・と、昨年の梅雨の時期にMFJ-1025を購入しました。対策の一環として「お持ち帰り」の多いノイズアンテナ(要は、自分が送信した電波を至近距離で受信して戻ってくる)の同軸を撤去したことで、完全にホコリを被った存在になってしまいました。ところが、今年に入ってからローバンドのノイズが減る方向、逆にハイバンドが酷くなる方向になり、折角開けているハイバンドのDXがあんまりよく聞こえないことが度々あって、「これは何とかMFJ-1025を活用できんかなぁ・・・」と考えていました。実はMFJ-1025/1026自体の「保護回路」を取っ払うことで、内部のアンプのゲインアップ、IMDの改善などができることは以前から知っていたんですが、対策の主体は何と言ってもノイズアンテナ。ベランダに張れるあまり目立たないアンテナなんて高が知れていますし、ノイズアンテナの同調を綺麗に取り過ぎるとメインアンテナに影響が出ることも経験済みだったため、なかなか良いアイディアが浮かびませんでした。アクティブアンテナの前置は、位相をひっくり返してノイズを消すタイプのものには御法度であると前にどこかで読んだ記憶があって、その先入観で「×」を付けていたんですが、福井OMは見事に使いこなしていらっしゃる様子。関係の記事にコメントを差し上げたところ、ご本人の経験と示唆に富んだお返事を頂きました。モドキを作ってみようと思いたち、何気に忙しかった4月を越えたGWから一連の広帯域アンプの製作に着手したわけです。その後、ステルス君をLW代わりにつないで39mバンド(うわぁ~、こんな表現、ガキの頃以外使ってないぞ・・・)のアジア近傍の放送局が軒並みS9+30dB以上で入感してくる様を目の当たりにし、結構な夜更かしをしてしまいましたさて、朝起きてから「適当なケースに入れよう」と、別の作り物用に買っておいたプラケースに押し込んでみました。アンテナは写真に上手く写っていませんが、40cmほどのスズメッキ線で短いホイップを作りました。同軸からの給電部分を追加して紛入・・・殆ど手間いらず。空いている部分は、上手く使えそうなら送受信切替リレー(送信時にアンテナ側をショートさせる)を入れる「予定地」です。手元に同軸への給電部分が必要となり、これも万能基板に急造。約10mの1.5D2Vによる電圧降下を補うべく部品箱を漁ったら、6.2Vの三端子を発見して採用。完成後は同軸(1.5D2V)を引き直して外へ・・・。今日は朝から雨が本格的に降っており、雨が降るとアンテナの同調点が下がるわ、ノイズは減るわであんまり面白くありませんが、40mのS=3程度のノイズがS=0のなることが直ぐに確認できました。ここまでは、昨晩の「39mバンド」からすれば予定調和のようなものです。肝心のハイバンド・・・こちらは事情がちょっと違いました。GAIN」を全開にしてもSが振らないような状態だったわけです。雨の中、濡れながらずっとベランダをウロウロしていました。回路の見直しを・・・と部屋にノイズアンテナをお持ち帰り。問題箇所は見つからず。そこで、今後に備えて同軸給電と手元給電ができるようにトグルスイッチを追加し、ノロノロしているといつの間にか夕方に。毎日そうですが、夕方になるとノイズが強くなってきます。今日もS=7程度まで上がってきました。そこで、「もう少し隣のマンションの方に寄せてみよう」(って書いても判らないと思いますが、我が家のベランダの左側に、6F建てのマンションが並んでいます)と、べちゃべちゃのベランダで同軸の引き回しを工夫して悪戦苦闘して再挑戦。自分の家のノイズを疑ってベランダ中央部を中心に動き回っていたんですが、どうも元凶は隣のマンションのようですね。何だかんだで日が沈んで暗くなってしまいました。明日は晴れそうですから、午後から(っていうか、粗方建物や地面が乾いたら)きちんと確認したいと思います。0Pagetopノイズアンテナが同調すると・・・2012-10-13最近は流石に涼しくなり、立ち並ぶマンション群のエアコンも静かになった・・・というか、我が家のエアコンも稼働しなくなりました。ノイズフロアは順調に下降し、全バンドS=5程度まで下がり、MFJ-1025の出番も減ってきました。このノイズ・リダクション装置の要は「ノイズアンテナの張り方」に尽きますが、我がノイズアンテナはベランダの内側にステルス君と平行に・・・つまり、1mくらいの間隔で部屋に近い方に張っています。同調点ができるだけブロードになるよう、2m弱と5m弱のエレメントに見立てたビニール線を張ったT型アンテナにしています。引き込み用の同軸(1.5D2V)のグランドは開放にしてあります。40mは、ノイズ調整をするとSが2,3下がるので結構効果があるのですが、15mではSが1,2程度・・・あまり劇的な効果がありません。15m近辺に対して、今のノイズアンテナの張り方では具合が悪いのでしょう。仕方なしに入力側のゲインを落としてノイズ平衡を取っています。近くにある「同調した長さの銅線」に対して、ステルス君がある意味きちんと反応しているわけですね。何か、もっと良い方法がないか考えてみようと思います。0PagetopMFJ-1025の調整等に関する覚書2012-06-19今日は季節外れの台風4号到来。・・・ってのはともかく、この台風のお陰で早めに帰れたので、忘れないうちにMFJ-1025関連についてまとめておきます。見当外れなレビューから・・・。)のMFJ-1026からロッドアンテナを取っ払ったものですが、室内のノイズに苦しめられていることがハッキリしていない限りは、少しでも安いMFJ-1025を購入するのが「無銭家」の策でしょう。実は、昨日蓋を開けて内部を覗いてみたのですが、基板にはなんと「MFJ-1026」の文字・・・結局同じ基板を使っていますから、あまりロッドアンテナに拘らなくてもいいでしょう。上に物も置き易いし、何なら上蓋に穴を開けて手持ちのロッドアンテナを刺せば・・・さて、本題・・・まずは、ノイズの低減例を二例ほど。この装置のノイズ相殺条件は、メインアンテナ側から入ってきたノイズを打ち消すような位相でノイズアンテナからの信号を合成するわけですから、原理的にはメインアンテナ側とノイズアンテナ側の信号の位相が同等(というか、この装置の調整範囲内)でかつ強度が同じであれば、かなり深いヌルポイント(ノイズが消されるポイント)が期待できます。実際、S9くらいのノイズが「無」になるような場合もあります。ノイズアンテナは、メインアンテナに近い構造で距離も近い方が良い(というか、余計な要素が減る)わけですが、これでは「交信相手の信号」・・・即ち、目的信号も弱くなってしまいますから、そう単純にはいきません。そこで、実際にマッチングの取れたメインアンテナと「同じような設置条件」で、かつ「あまり受信能力の良くないノイズアンテナ」という組み合わせを考えればよいわけです。我が家の場合、軒先に近い方にほぼ水平偏波のメインアンテナ(ステルス君2号)がありますから、これと平行に・・・即ち「偏波が似ており、受信アンテナとしては劣るもの」を用意するのは比較的簡単で、部屋の壁面に近いところに平行ワイヤーを張れば、近隣ノイズは拾う代わりに目的信号は鉄筋で遮断される・・・という芸当が実現します。これぞ、アパマンハムの強みかも知れませんさらに、あまりアンテナを大っぴらに突き出せないアパマンハムの場合、メインアンテナが拾っているノイズ成分として、自宅から輻射されるノイズがかなり支配的になりますので、ノイズアンテナ作りはそれほど難しくないと思います。前の記事の40mの成功例は、メインアンテナとノイズアンテナの信号強度が殆ど同じだったこともあり、自宅ノイズを効果的に抑えた好例と言えます。GAIN最大)でも、Sは殆ど振りません・・・つまり、効率よくノイズを拾っていません。GAIN)を下げて「目的信号を含めた受信信号全体の強度」を落とさないと、上手くノイズマッチできないのです。逆に言えば、メインアンテナ側のゲインを上手く落としていくと、ノイズが消えるヌルポイントが見つかり、目的信号だけが浮かび上がって聞こえてきます。ところが、そもそも非常に弱い目的信号には通用しません。メインアンテナ側のゲインを落としてしまったことで、結局目的信号も受信できなくなってしまうからです。いった場合には、大変強い味方になるでしょう。それでは、メインアンテナとノイズアンテナがかなり違う場合の効果は如何に20mは、最近覚えた「竿出し」・・・つまり、ベランダから釣り竿に沿わせた1/4λのGPもどきの垂直アンテナ(まぁ、少し斜めですけどね・・・)を使っていますが、これとベランダの手前側(部屋側)の水平に張ったノイズアンテナが受信するノイズを合成する必要があります。偏波面のみならず、設置条件が全然違います。この組み合わせでも、メインアンテナ・ノイズアンテナのゲインを上手く調整すれば、ノイズのヌルポイントは見つかりますが、メインアンテナで拾ってしまう別のノイズについては、打ち消す相手がいないため、却って目立つ格好になってしまいます。我が家では、雑音に塗れた弱い目的信号を何とか受信できるようにノイズのヌルポイントを調整したら、多分隣の家が発生元であろうTVノイズ(ブーンというバズ音)が如実に表れ、結局こいつに邪魔される始末・・・。それでも、ザーッというノイズが消えた分は目的信号が聞き易くなりますが、なかなか難しいものがあります・・・。結局、同じような構造の効率が落ちるアンテナを少し離して設置できれば、この装置によるノイズ除去は結構イケてると思います。幸運にも常にベランダからアンテナを突き出せる御仁も、ノイズ除去のために同じようなアンテナ(とは言え、ちょっと効率が落ちるもの)を少し離して突き出すことができれば、結構なノイズ撃退劇を起こすことができるかも知れません。釣り竿アンテナをメインにモビホがノイズアンテナ・・・こんな感じでしょうか。メインアンテナ側のゲインを落とすという芸当で「目的信号も弱くなったけど、確実にコピーできるので良しとする」という風に考えられないと、折角のノイズ除去機能を見失うことになりかねません。すると上手く調整しきれない方々は、この点を考慮されていないのかも知れない・・・と邪推しています。HIGH/LOWのスイッチは、その表示に拘らない方がいいですよ。効果が高い方を選べば良さそうで、マニュアルにある能書きは無視した方がいいと思います。0Pagetop2つ目のポチッとな到着!2012-06-12ポチッとしてから11日目、米国から漸く到着・・・。カッチョいいシールを撮影しようと思ったら、光の加減が悪かった・・・めげずに本体へ・・・。前から気になっていた装置です。1-1・・・くぅぅぅ・・・)を観た後に、ノイズアンテナをちょびっと張って実験したのですが、生憎の雨でノイズが少ないという何とも言えないオチ裏面も撮影したので貼っておきます。この装置が救世主なのか・・・本格実験はゆっくりやりたいと思います。:どよよん無線技士こおるさいん:JM1DPLアパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?メールは「JARL経由」でお願いします。