20dBカップラーの製作

　　　　
　475kHzの免許を得ようとJRC製のNSC-17送信機(500kHz)を入手し、これをアマチュアバンドへ変更するため、水晶発振子の交換や電鍵端子の取り付けなどの改造を行い、A1Aモードの50Ω/50W出力となるように調整しました。
その際に新スプリアス規定により9kHz～3GHzの範囲で全てのスプリアスが基本波の-50dB以下に抑えなければ変更検査が合格となりません。

　そこでスプリアス測定に「トロイダルコア活用百科」を参考にして20dBカップラ―(50Ω同軸系に接続し-20dBの出力が取り出せる結合器)を製作し、スペアナを用いてデーターを取りました。送信機単体ではスプリアスの一部が-50dBをクリァーしていませんでしたのでLPFを製作し、新スプリアス規定を満足させました。
　スペアナはハイコストパフォーマンス(ハムフェアー価格)が売り物のRIGOL DSA815 TGをリーダー電子より導入し、自作の20dBカップラーを通して出力電力や周波数、スプリアスを測定しました。
　　　　　　　　　　　　　　RIGOL DSA815 TG

　最初のピックアップ部はRG55U同軸をそのまま利用して製作しましたが、より良い特性を求めて編組線を銅板で巻きつけた銅管と交換し、コネクターへのアースは細い銅板1枚で落とし使ってきました。(-20dBm/50Ω Pick up(BNC))

　　　　　　　　　　　　自作20dBカップラーの外観
ケースは真鍮製のジャン品で高さ30mm、幅63mm、奥行30mmの大きさです。これにMコネ座、Nコネ座、BNC座を取り付けています。
　
　今回は性能アップを期待して20dBカップラーのピックアップ部の銅管とMコネ座のアースをテーパー管で接続し、特性を改善させたものです。
テーパー管の製作は銅板を同軸径の太さに近いドライバーに3回ほど巻きつけ折り重なった円筒を作ります。コネクター側の太い径はラジペンチを閉じた状態で差し込みぐりぐりと広げ、同軸側はさきのドライバーで太さを整形しながら、これを繰り返し行い円錐形に加工します。
半田付けに必要なのりしろ分を残してハサミでカットして出来上がったテーパー管を同軸管とMコネ座の間に挿入、48Wの半田ごてで半田付けし完成させました。　　　　　　　　　　　

                                    自作20dBカップラーの内部


　　　　　　　　　　トロイダル・コア活用百科　解説図

DSA815 TGスペアナを用いて、今回製作したテーパー管付き20dBカップラーの特性を測定してみました。

              (A)  9kHz～1.5GHz 　　　           (B)  9kHz～300MHz
　結果、(A)の画像から200MHz付近までなだらかに減衰していきますが、それを超えるとスルー範囲にはいり20dBカップラーとしては使用不可です。(B)画像で-3dBmのマーカーポイント、パワーで半分になる周波数が139MHzでした。今回製作した20dBカップラーはLF～VHFまでの周波数帯で使用できると判断しました。
これは手元にあると便利なツールの一つになります。スペアナ測定以外でも送信機の音質チェックのため受信機へ直結したり、送信機の送信周波数を周波数カウンターで測定したりと他の用途も考えられます。


　通過パワー100W→20dBmダウンの1W、これではDSA815 TGスペアナの最大損傷レベルとなってしまいます。入力を0dBm(1mW)にするには、30dBmのATTの追加が必要となります。
しかし、1kW→20dBmダウンの10W(40dBm)で0dBmとするには40dBmの高耐電力のATTも必要です・・・ピックアップコイルにテフロン線を使っていますが、長い時間の測定となると発熱でコアがもたないかもですHi。

　475kHzの検査でも新スプリアス規定では9kHz～3GHzの周波数でスプリアスが-50dBを超えないようにと定められています。ですが、1.5GHz以上の周波数に於けるスプリアスについては度胸よく変更検査時にお任せとしました。実測のVHF帯ではスプリアスは観測できるレベルにはありませんでした。
今後はマイクロストリップラインのカップラーやコンバーターを入手して3GHzまで測定できるようにしたいと思っています。