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より高い周波数を目指して〜144MHz帯への挑戦〜


(2006.1.28記)

京浜地区のほうで2メーターでAMをやろうという話が出てきたので、自分もと思い、144メガのAM送信機を作ってみました。
まず、50メガのように原発振が水晶で直接使用周波数を発振させるというわけにはいきませんから、 低い周波数から逓倍することになります。
しかし、50メガのVXO機を製作したときはどうしてもトランジスタによる逓倍がうまくできなかったのです。
今回は始めに第1図のような、真空管の回路をトランジスタにそのまま置き換えたような回路を実験しましたが、 出力は出てきませんでした。
そこで第2図のようなトランジスタをふたつ使った二逓倍回路を作ってみました。これはうまくいきました。 (土浦のJF1OZL砂村OMのホームページからいただいた回路です。砂村OMはさらにARRLのハンドブックで見つけたそうです)
なぜうまくいったのか、その理由は、それぞれの(理想化された)コレクタ電流をフーリエ解析してみるとわかります。
すなわち、前者は第5図のように逓倍回路とはいっても基本波成分が一番振幅が大きいのに対して、 後者は第6図のように、何と基本波成分が消えて、2倍波成分の振幅がいちばん大きくなるのです。
考えてみれば、サイクルの半分を位相反転させているのですから、基本波成分が打ち消されるのはもっともです。
これによって同調回路のQを高く取れないトランジスタ回路でも容易に二逓倍が可能になります。
ひとつだけ心配だったのは、上下別々のトランジスタを使うことで、トランジスタその他回路の特性の違いにより、 両極の電流の大きさにわずかに差が生じ、変調の際ひずみを生じるのではないかと言うことでした。 つまり、わずかにですがキャリアの周波数がふたつに分かれてしまうのではないかということです。 しかし、結果的には杞憂に終わりました。
原発振は18メガヘルツ帯で、私にはすでにこの周波数帯で動作の安定したVXO回路を作る技術がありました。 それを2倍して、36メガヘルツ帯へ。さらに同じ形式の回路で周波数を2倍して72メガヘルツ帯へ。 そして周波数が高くなるのでトランジスタの品種を変えてとうとう144メガヘルツ帯へ。
一つ一つハードルを越えるような気持ちで製作しましたが、この形式の回路は驚くほど力強く出力が現れるのでスリルもありましたが、 最後まできっとうまくいくという確信も持ちながら実験と組み立てを繰り返しました。

出力は電源電圧12ボルトで70ミリワット出ました。トランスを介してコレクタ変調をかけてみると50ミリワットに落ちましたが、 いい音です。周波数144メガヘルツのAM送信機が実現したのです。
そのパワーでも十分に実用になるだろうことはわかってはいましたが、せっかくでしたので、市販のキットにより リニアアンプを付加して出力500ミリワットまで増力しました。そのままではオーバードライブだったので、 母回路とリニアアンプの間には4dBのアッテネータが入っています。つまり、リニアアンプのゲインは14デシベルです。


第1図


トランジスタを一つ使った逓倍回路。
逓倍出力は出てこなかった。

第2図


トランジスタをふたつ使った逓倍回路。
力強い第二高調波が得られた。

第3図


第1図の回路によるコレクタ電流。
交流の半分しか使っていない。

第4図


第2図の回路によるコレクタ電流。
交流の逆極側も反転させて使っている。

第5図


第3図の電流をフーリエ解析。
基本波成分(水色)が一番大きく、第二高調波(赤色)はその半分くらいしかない。

第6図


第4図の電流をフーリエ解析。
基本波成分は打ち消され、第二高調波成分が大部分を占める。

第7図


送信機のブロックダイヤグラム。
2逓倍を3回行って原発振の18メガから144メガを得ている。変調は逓倍段にかけたが問題なかった。電力増幅はもちろん、リニアアンプである。

第8図


送信機の内部画像。
機密保持のため画質を落としてあります(ウソ)。35万画素のおもちゃデジカメで撮りました。いい色です。

作ったのは2002年の春ですからもう4年も経ってます。初使用は富士山頂に登って行いました。

富士山頂での交信記録(2003年8月16日土曜日)

標高3776m、PM95II、GPアンテナ、144.47MHz
時刻相手局HISMYQTHRMKS
2055JS1IVS/15959神奈川県中郡大磯町
2102JM1OZP/15959神奈川県綾瀬市0.5Wディスコーン
21067M4GLU5956埼玉県さいたま市2Wホイップ
2110JJ2TKX5959三重県鈴鹿市2W
2112JE1QKC5353神奈川県川崎市高津区
2114JS2VYS/15955神奈川県川崎市中原区
2118JH7KYD/15757神奈川県横浜市鶴見区0.5W自作
2135JK2VOC4131三重県津市
2138JR2RPO/15252神奈川県川崎市0.5Wホイップ
21507K3OMS/04141長野県浅間山

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