AMの波形 を改めて見てみた

先日届いた、標準信号発生器の動作確認ついでにAMの波形を見てみた

いまさらAMであるが、されどAMでなのである
実際にAMの送信機を作ってみると、深い変調で歪無しで出すのは以外と難しいのである
(私には…)

当然のことながら、この手の技術は枯れている(成熟している)いるので、メーカ製の機械であれば何ら問題は無いのである (出力は一般に1/4となるが)
改めて、標準信号発生器の波形を観測して参考としたいのであった

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<キャリア信号 電圧値は約0.7V>

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<50%変調のAM波形@400Hz  電圧値は約1V>

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<100%変調のAM波形@400Hz  電圧値は約1.4V>

またAM変調の電力についてであるが波形を注意深く見ると、100%変調場合ピーク時の振幅がキャリア電圧の倍となっている
従って電力であれば4倍となる

通常の100W機であれば、最大電力はどの送信モードでも100W以上は出ない様になっている
従ってSSBの場合は尖塔値(ピーク時)の電力が100Wで問題ないが、その機械でAMを送信すると25Wとなる
AMで100Wの出力を出す場合は、キャリア主力が400W以上のアンプが必要なのである

今更な技術かも知れないが、変調率を維持しながらピークを歪ませずに、綺麗なAM信号を生成するにはノウハウが必要と思う

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<標準信号発生器の変調設定バネル>

久しぶりの秋葉原

パーツの買い足しに行って来た

久しぶりの秋葉原である
最近の秋葉原は、昔と雰囲気が違って私には違和感があるので、必要な時しか行かなくなった
しかし、秋月電子さんの辺りは、昔の秋葉原の雰囲気が残っていて嬉しい
秋月電子さんは、相変わらず超満員で店内は身動きもしずらい状態であった
素晴らしいことである

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<超満員の秋月電子さん>

最近ではRaspberry Piの値段も下がりかなり安価にlinuxサーバの基板が手に入る
Raspberry Pi関連の書籍も充実しており、興味をそそるのである

最近では、ZigBeeやXBeeなどの無線ネットワーク関連のモジュールも安価なってきている
これら、駆使すれば現在、色々と騒がれているIoTへの対応が可能となるであろう
無線モジュールも技適取得済であり、色々と使えそうである

これら、現代に対応したパーツやモジュールを安価に販売している点が、秋月電子さんの繁栄まポイントであろう

私も、ZigBeeで暫く遊んでみるのである

VFOマシンは楽しい

気持ちは1970年代そのまんまである
当時、良く聴いていた’ガンダーラ’が流れてきそうな感じである

昔、欲しくても当然買って貰える機械ではなく、指をくわえて眺めていた機械たちなのであった

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<Drake R-4A,TRIO TS-700GⅡ,FT-101E,FT-101ZD>

私は東日本大震災後に、なんか有った時にと、ハンディ機で再開局をしたのであった
再開局後は、ハンディ機を使ってU/Vでエコーリンクで各局のお世話になっていたのだが
ふっと気が付くと、青春の思い出が沢山集まっていたのである

人間の想いって、以外と凄いことかも知れない

開局当時は仲間達で、遅くまで色々と喋っていたのが懐かしい
HFも当時は出られない7.1MHzより上の辺りで、JA10のコールが良く聞こえていたのである
それを聞き入っていると恋愛相談だったりして、ワッチも結構楽しかった

学生時代も終わり就職すると、ポツリ・ボツリとラグチュー仲間が抜けていった
自分もいつの頃か無線機の電源を入れる事が少なくなって、最後にはみんな押入れにしまわれたのあった
かなりの人がこんな感じ、縁遠くなっていたのではないかと思う

パソコン通信が流行った頃、RBBS(アマチュア無線を回線とした掲示板)で色々やったのが良い思い出ある
サーバモドキのパソコンホストを立ち上げ、ピー.ぎゃッ… の変調音がとても懐かしい

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<懐かしのTNC 何故か未だに捨てられない>

あれから20年以上の年月が過ぎてカムバックしたのであるが、特に144MHzにQRVしている局が激減していてのがビックリであった
チャネル争いで喧嘩が絶えなかったあの喧騒が嘘の様である
皆様はどこに行かれたのでしょう?

私は根性なしなので、DXCCを追っかける根性とアンテナもないし、国内アワードをする気持ちにもならない、電波を出すのは極稀である
けれど、妙に昔の機械は好きでVFO機を弄って遊んでいる時が今は楽しいひとときである

変人である (ToT)

本物のVT信管を初めて見た

先日、電通大の調布祭見学をしたのであった
その際に真空管の展示コーナで、VT信管を見せて頂いたのである

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<VT信管の電子回路部>

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<VT信管の電子回路部>

そもそもVT信管とは何か..
VariableTimerがVTと略されている、電波反射検知の近接信管である
自ら電波を発射し反射電波を捉えた際に、起爆をする信管である
当時は着弾点までの時間を信管にセットして、発射から着弾点の時間で起爆を制御していたが
電波反射検知の近接感知での起爆なので、VariableTimerと名称されているそうである

第二次世界大戦中の超ハイテクであり、この信管の中に4本の真空管が搭載されている

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<内部に搭載されていたとされる4極管 大きさは小指大>

恐るべき技術は、この大きさの中に砲弾発射時の衝撃に耐える電子回路の搭載を、可能としたアメリカ合衆国の総合技術である

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<VT信管の構造概要である>

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<バッテリー部分と連結したVT信管>

このVT信管の現物を見ると色々と考えさせられるのである

電圧給電アンテナの給電部を作ってみた

電圧給電アンテナいわゆるツェップアンテナである

普通のダイポールアンテナは1/4λのエレメントを対称に配置し、それぞれのエレメントに給電を行う
一般的にその給電インピーダンスは75Ωとされる
(エレメントの地上高や周囲の構造物等で給電インピーダンスは変化する)

電圧給電アンテナは1/2λのエレメントが一つだけで構成され、何よりも高周波部分の接地が不必要なことが大きなメリットである

拙宅のベランダでは中々有効な高周波グランドが取れないので、とりあえず29MHz帯での給電部を試作してみたのであった

電圧給電アンテナの詳細な動作原理は興味があれば各々調べて欲しい
ダイポールアンテナは低いインピーダンスで電流を流し込むのであるが、電圧給電アンテナは、その名通り高いインピーダンスの給電点に高電圧を印加することで給電を行う
従って給電部は送信周波数に同調する同調回路でインピーダンス変換を行うモノである

最初に作ってみるのが、コイルとコンデンサでの同調回路である
但し両端には高電圧がかかるのでコンデンサの耐圧には注意が必要である
今回の耐圧3.3KVなので数10W程度の耐入力になる

共振回路

<巻いたコイルと3.3KVコンデンサで並列同調回路をでっち上げる>

デップ点を測る

<共振点をデップメータで測り、コイルを調整して共振点を29MHzに合わせる>

共振点を測る

<アナライザでのインピーダンスグラフ>

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<実際にケースに入れて、コイルをエポキシで固定する>

動作試験中

<実際にエレメントを接続してのテスト>

色々とテストしてみたが給電部のインピーダンスが高いため、給電部の近くに金属があると特性がかなり変化する
ベランダ中央部で、29.26MHzでリターンロス約15dBとまずまずであるが、給電部のQが比較的高いので帯域は29.2MHz~29.3MHz程度である

移動運用等で給電部を他の金属から離せるなら十分に実用にはなると思うが、給電部が高インピーダンスであるので周囲の影響を受けやすい
我が狭小住宅のベランダだと手すり部分の影響があり、ベランダ中央部だと家族の洗濯業務が停止してしまう
従って29MHzの空中線は変形ダイポールのままである

ちなみにアンテナチューナで同調出来ないエレメント長が1/2であるのは、電圧給電での同調が出来ないためである

伝送経路 と 給電ケーブル の長さ

偶に聞かれる時があるアンテナからの給電ケーブルの長さである
この事については、いろんな説が巷にあふれているのである

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<3D2V同軸ケーブル lowバンドでは便利である>

結論から先にに言うと、最低限必要な長さで構わないのである
但しアンテナの入力インピーダンスが50Ωに調整されている事が前提であり、当然のことながら長くなる程伝送経路の減衰量が大きくなり周波数が高いと顕著である

良く言われるのには給電ケーブルの長さを変えたらSWRが下がった、従ってSWRが一番下がる位置に給電ケーブルを調整しなさいとの説である

私は数学が苦手なので数式では説明出来ないが、伝送経路は出力インピーダンスと負荷インピーダンスが同じ場合は伝送線路の長さによってインピーダンスは変化しない
但し、、出力インピーダンスと負荷インピーダンスが不一致の場合は給電ケーブルの長さによって出力側からみた見た目のインピーダンスは変化する

よく言われる説の一つして送信周波数の波長/2にするのがベストの根拠は、1/2波長の給電ケーブルの場合は理論上アンテナ側がインピーダンスがそのまま出力側のインピーダンスと同じになるからである (実際には短縮係数があるので少し短めとなるが)
これはHF帯のアンテナ調整時に活用出来るノウハウである

しかし昨今は給電ケーブルにマルチバンドで電力を通過させるのが普通であるので、例えば1.8MHz~51MHzまで各バンド毎に波長/2の倍数を長さを給電ケーブルは作れない

結局は、負荷であるアンテナのインピーダンスを各バンド毎に50Ωに合わせることになる、そうすると給電ケーブルの長さは任意長で問題無しとなる

そうは言ってもアンテナの調整は周囲の環境などの条件で50Ωのアンテナには調整出来ないことが多い
ではと言うことでアンテナチューナを入れると、アンテナチューナの入力端子でインピーダンス50Ωとなり送信側はすこぶる快調と言うことになる

しかしチューナの出力以降は伝送路とアンテナを総合したインピーダンスになる
もしアンテナのインピーダンスが大きく50Ωから外れていた場合は、本来特性インピーダンスが50Ωに設計されている伝送経路の条件も外れてしまうのである

その場合は、アンテナへ給電する電力が想定外の経路を流れる場合も発生することになり、給電ケーブルもアンテナとして電波を発射しインタフェアの原因ともなる
安易なアンテナチューナ利用は避けるか、同調しない長さでしかアンテナを張れない場合は、アンテナ直下型のアンテナチューナを使用すべきである

いずれにしても、アンテナ給電点のインピーダンスと出力インピーダンスが合っていれば、給電ケーブルの長さは任意長で問題ないのである
アンテナ給電点のインピーダンスが大きくズレていたらエレメント調整か整合回路(アンテナ直下型のチューナ含む)で調整する

ちなみに、50Ωに対してSWR値1.5以下なら問題無しとすべきである

<ダイポールアンテナの理論インピーダンスは75ΩなのでSWR1.5である>

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これも 1970年代 グッズ

セイコー5スポーツ、これは内部メカ(キャリパーと呼ばる)がCal6139と呼ばれる自動巻きのクロノグラフである

1975年の夏に親から買って貰った時計で現在でも動作する
(オーバホールは4度位したが..)
この時計は、色々と面白い特徴がある
まず、ゼンマイ巻きであるが自動巻きのみで手巻きが出来ない
カレンダーは日付と曜日が表示され、曜日については日本語と英語の切替えが出来る
日付の変更は23時20分位から曜日が動き出しその後に日付が動き出す
完全に日付が変わるのは、午前1時位となるのである

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<SEIKO 5スポーツ Cal 6139 >
ストップウォッチ機能については、30分の分針が付いており、クロノグラフとして使用したときは1分毎にステップで積算分を表示する
この表示はなかなか見やすい

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<分の積算計は分刻みにステップで動く>
日付と曜日のセッテングはリューズのプッシュ式しであり、深く押すと曜日表示と日付が同時に替わり、浅く押すと日付だけが変わる
普段身に着けている場合は、小の月に日付を送るだけで済むので問題無いのであるが、曜日合わせは中々面倒である
曜日合わせについては、一度の押下で英語から日本語に変わり、もう一度の押下で曜日の変更となる
当然曜日を合わせている時は、日付も2日分進んでしまうのである

機械式時計でかつクロノグラフ付きであるが、買ってもらった時は何も気にしないで時計をしたまま、野球やバレーボールとかしたのである
30歳を過ぎてから、この時計の開発に携わった人と偶々話す機械があったのだが、この時計は世界に先駆けて自動巻きのクロノグラフとして開発され、当時のセイコーの技術が詰まっているビンテージマシンとのことであった
そして、本来は世界初の自動巻きクロノグラフとして歴史に残る機械なのであったが、色々な理由で世界初はスイスメーカとなったそうである

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<裏面である 良くこの時計をしたまま雑巾がけしたが防水のトラブルは無かった>
この後にCal3138と呼ばれるキャリパーが登場し、その時計は12時間の積算計が付いていた
私の幼友達がこれを持っていたのであるが、12時間の積算計がとても羨ましかったのである

今はこの時計を普段使いはしていないが、普段使いの時計も機械式のクロノグラフである
1970年代は、日本のメーカが光り輝いて時代だったと思う
音響や映像機器、時計、一眼レフカメラ、二輪車など日本製品が世界を席巻していた時代である。
そのエネルギーの一部がこの時計に宿っている感じがする

個人的にカメラや時計、そして無線機のVFO等は機械式の操作感が好きである
オカルト的ではあるが、金属メカに何か惹かれるのである

1970年代に流行った別な無線機器

なつかしのCB無線機、500mWで8CHの合法機なのである
この機械は数年前にローカルから、不動機を頂戴したのであった
(我が家のモノは結構貰ったモノが多い)

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<National RJ480 少し新し目のCB機で1980年代モノである>

CBが流行った頃は、私も多感な中高生であった
何時頃にXCHで出るからねぇ なんてクラスで騒いでいる友人をとても羨ましく思ったものである
私の超田舎の実家あたりでも、クラスのメンバーが数人出ていたので、結構な数はオンエアーしてのであろう
当時私が使えた短波にアクセス出来る機械は、スカイセンサー5600のみであり、このラジオは短波帯は12MHzまでしか受信出来ず、
私にはCB帯域なんて受信出来ないのであった
(当時はクリコンなんことを考えられる頭脳は無かったのである、ワルガキの頃そんなもの作れる頭脳と技能があれば私の人生も大きく変わっていたであろう)

さすがに、親に泣きつこうにも一年前にスカイセンサーをねだっていたので、無理なのは子供心に良く理解出来た
その頃は、何故かワイアレスマイク付きのラジカセや、50mW機のCB付きラジオまで市販されていた時代である
で、親に許しを得てお友達の家にCB交信を見学させて頂いた覚えがある

感動したのは、チャリで十分位の距離で十分に交信出来ていたことである
これがあれば、自分が自由に使えない一家に一台の電話より、素晴らしい世界がありそうで胸がワクワクしたものである

当時は、CB無線とはいえ無線局申請を行い無線局の免許を必要した
当然従事者の資格は不必要である
工事現場などでも交通整理で使っていた、今考えると長いアンテナを付けた受話器みたいである

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<長いアンテナである この機種は比較的短い方らしい>

その辺りから、米国向けCB機在庫が国内に大量に出回りはじめ、いわゆる違法CBがはびこり始めた
ノーマルの米国向けCB機であればAM5Wの出力なので大きな混信はなさそうであるが、私の超田舎の実家でも電源が入っていないステレオのスピーカが鳴る位のインタフェアが入っていたので、その頃には強力なリニアアンプも出回っていたのであろう
話が昔話になってしまったが、昔の少年の憧れグッズの一つであった

現在でも、フリーライセンス(アマチュアもやっている方々も多い)の方々で、交信が行われている
CB機も新スブリアス規定に該当するとのことで、有志で昔の機材に手を入れて技適を取得している猛者の方々もいる
まぁ、あれだけ少年の心を踊らせた機械である、思い入れの強い気持ちも良く理解出来る

この機械を修理した時に数回交信をしてみた、ロケーションにもよるが数キロの交信は当然だが可能であった
Eスポが出ると当然に遠距離とも交信出来る

不勉強でCB機のレギュレーションに疎いのであるが、アンテナは内蔵ロッドアンテナのみ・500mW・A3・電源も内蔵電池か純正アブプタのレギュレーションは面白いと思う
アマ機でも、30cm以下のアンテナ、1W以下、標高1000m以下のロケーションなどのレギュレーションで、催しをやれば楽しいかも知れない
その意味ではレギュレーションがしっかりしているCB機で遊ぶのも大変面白そうである

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<内蔵電池は単3✕8本 専用の12Vアダプタの端子も付いている>

 

アマチュア局の集計をしてみた

2015年9月26日現在の無線局等情報検索データから集計したものである

日本全国でアマチュア無線局の総数は435,751局である
推移のデータは以下の通りで、2014年度末で435,581局となっており、今年は少し増加している

以下のデータは総務省情報通信統計の数値である

推移

<アマチュア局の減少に歯止は出来るのであろうか>

従事者免許付与累計は2014度末でアマチュアの従免付与総数は3,403,868件である
ただこのデータは現在までの付与累計であり有効免許数ではない
実際の有効免許数はわからないが、鬼籍に入った方々を1割とすると306万人位であろうか

免許割合は、1アマ 0.9%  2アマ 2.3%  3アマ 6.7% 4アマ 90.1%となっている

データとして公表されていないが、9/26現在の局数が43万5千局であり、従免の有効数を306万とすると、従免保持者の約14%が開局をしてる計算となる
実際は、社団局や一人で複数局開設の場合があり、従免保持者の開局率は14%以下となろう

各バンド毎の免許局数をグラフとしたのか下記の図である

バンド毎

<現在もメインストリームは2mと70Cmである>

免許されているバンドで一番多いのが、145MHzであり全アマ局の約94%が免許されている
<その割に空いていると感じるのは、我が家の設備と場所が悪いのであろう>
次に435MHzであり、全アマ局の約93%が免許されている

3.5MHz,7MHz,21MHz,28MHz,50MHzのバンドは全アマ局の約50%が免許されている
14MHzは約13%、18MHzは約20%となっている

所轄総合通信局別に局数の割合を円グラフが以下の図である

地域<当然1.2.3エリアが多い>

地域の人口と比較はしていないが、人口比率に対応とすると思われる

昔と違って移動体通信が発達した現在では、連絡用途にアマチュア無線を使用することは減少しているのであろう

 

余談ではあるが携帯電話では音声同報発信が出来ないので、現代でも複数の自動車間で連絡しあう場合は便利である
その利便性で、大型自動車の運転を生業とする方々がアマチュアバンドを使用している
特に二輪車の場合は、運転中に携帯電話で複数人と連絡を取り合うのは至難の業であり危険でもある
しかし、二輪車で複数人で連絡が取れればこの上無く便利ではある
ここに目を付けたのがFTM-10Sであろう
従免保持者が約300万人中かつリターンライダー層の数を推測して、ソロバンを弾いたのであろう
とても良いマーケティングだと思う、私も余裕が有れば欲しい機種ではある、しかし遊び相手が従免を持っていないので購入には至っていない
435MHz出力7Wもバイク間の通信であれば必要十分である

アマチュアの従事者免許は実は凄い免許なのである
アマチュアバンド内であれば、自分で送信機を設計・製作することが認められており、しかるべき手続きで申請すればその送信機を運用が可能である
これはアマチュアだけに許されている特権である
今現在アマチュア局を開設している理由は様々であろう、けれど携帯電話用途での利用者が少なくなった今こそ、個人の技術的興味で色々と楽しめると思うのである

ビンテージマシンと新スプリアス規格

先月、総務省から、新スプリアス規格への対応に関する手続がHPに掲載された
そもそも、新スプリアス規格に対応していない設備を使用する場合の既定概要は以下の通りである

2017年(平成29年) 11月30日まで
・旧スプリアス規格の無線機でアマ局の開設・変更が可能

2017年(平成29年) 12月1日以降
・無線局の開設・変更は新スプリアス規格準拠の無線機のみ
・既に免許されている新スプリアス規格に未対応の無線機でも運用可能
・既に免許されている局の再免許は降りる、しかし新スプリアス規格に未対応の無線機は2022年(平成34年)の12月1日以降は運用が出来ない

2022年(平成34年)の12月1日以降
・新スプリアス規格に未対応の無線機は運用出来ない

今回総務省から「スプリアス規格への対応に関する手続」発表された概要
ビンテージマシンに関係する概要は以下の通りである (詳細は各自確認して下さい)

1. 送信機出力端子と空中線との間にフィルタを挿入して対応する場合
無線機器の出力端子にフィルタを挿入し、新スプリアス規格に適合させることで、継続使用可能 手続は以下の通り
a、総合通信局に変更申請を行う
b、変更許可後に、無線機器のスプリアスを測定する
c、工事完了届にスプリアス発射及び不要発射の強度確認届出書を添えて提出
この場合、測定器は較正後1年以内のものに限られる

2. 製造業者等が測定したデータの活用をする場合
<メーカが測定したデータがある場合はスプリアスの測定が不要となる ビンテージマシンには殆ど該当はしなさそうである>
但し、以下の内容は注視が必要である
‘これらのほか、アマチュア局については、保証の手続を活用することも可能です’

今後、どのような形で対応施策が出てくるかは見守りが必要である
上記の、自分で対策して測定については今まで見解が無かったので少し進歩したと思う
只、スペクトルアナライザは1年以内に校正したものとなっているので、自分で事業をしている人かお大尽でないと中々厳しそうである。
強度確認届出書に測定器校正証明を添付必須と言われそうな予感もする

現在の新スプリアス規格の内容を額面通りに読むとアマチュアに厳しい内容に思える
クルマはビンテージカーでも実際に走れる法規制となっている (税金は高くなるが)
他業務を妨害するようなスブリアスは論外であるが、アマチュアバンド内での規格については、もう少し考慮した上で明確にして欲しいものである

いずれにしても2017年の11月までは、ビンテージマシンでも免許は降りるのである
そして、2022年11月までは免許が降りた機器は使用出来るのである
今のうちに入手し、免許申請や変更届の申請するのも一つの手法ではある

但し、実際の電波の質については、オーナが責任を持つのは当然である
古い機械だからと言って、スプリアスやスプラッタの放射は許されない
定期的に、モニタしてきちんと調整を行った上で、運用を心がけたいものである

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<昔作ってみた 7MHz A3 [0.1W],A1[0.5W] 送信機  短波ラジオとセットで遊べる>

アマチュアならではの楽しみ’自作機’も、 2022年(平成34年)の11月30日までは楽しめる、それ以降は意地でも新スプリアス規格に合致させて運用したいものである

技術的概要はこちら