WSMLアンテナ と 直下アンプの相互変調歪

記 2017年04月04日〜  ja3npl

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  WSMLアンテナは、受信専用の、直径60cm程度の、ワン・ターンのループ・アンテナと直下アンプ（アクティブ・ループ・アンテナ）です。
  非同調で、10KHz〜30MHzの帯域で使っています。
  詳しくは、沢山の方々の記事がありますので、”WSML”で検索下さい。

  左写真は、実験用に作ったWSMLの様子です。

  ここでは、この直下アンプの性能、混変調・相互変調歪の改善について、述べる事とします。



＜その１．WSMLアンテナと標準のアンプ＞

  1. ワン・ターン・ループ

      同軸ケーブル・5D-FB　約2m長さを、輪にしたので、直径は約60cmです。
    （5D-FBの外径は7.6mm、外皮導体は5mm径です。）

  2. 構成
    ブロック図

      Local Amp から約10mの1.5d-2vケーブルで室内に引き込んでいます。
      さらに、+17dbのアンプを通し、ダイポール・アンテナとほぼ同じ信号レベルとなっています。

      Local Amp は、Trを2SC3325とした他、LZ1AQ局の提示回路の通りです。
    （この回路を "wsml_tr" と称します。）


      直下アンプ(Local Amp)
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      制御ユニットと追加アンプなど
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      全体回路
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  3. 性能・特性のデータ

    ＜受信レベル＞
      60KHzの標準電波は、-70dbm(50Ωにて、ノイズレベルは-80dbm/BW2KHz)。40KHzは、-80dbm（-80dbm）。
      BC帯、ラジオ関西 558KHz；-14dbm、NHK1 666KHz；-15dbm、NHK2 828KHz；-13dbm。
      ビーコンJA2IGY 28.200MHz；-92dbm(-95dbm/BW2KHz)。
    （大阪府吹田市千里ニュータウン、地上高25mにて）

    ＜指向特性＞
      明確なヌルがあります。近傍（100m以内）のノイズ源に合わせると、-40db程度の減衰が得られます。
      したがって、ノイズ源の探索や、１カ所のノイズ源に対しては、大変効果があります。

    ＜内部雑音＞
      アンプの入力を短絡（つまり、ループ・アンテナをつながない場合）；-105dbm(BW2KHz)
      ループ・アンテナをつないで、信号の無い状態での雑音レベル；-100dbm
      正規の受信状態、7MHz帯にて。

    ＜歪特性＞
      ２信号による歪特性。素晴らしく良い特性です。

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      -20dbmx2の出力レベルで、IM3が-79.8dbc（IMDは、6dbを加えて、86dbc）です。
      スペアナの測定限界です。


  4. 評価・まとめ

      この状態で、1年半ほど、使用しています。
    併設の、10mバーティカル・アンテナ等と切替えて試聴しました。

    1.   ノイズが無い時は、バーティカル・アンテナの方が3db程S/N比が良い。
    2.   ノイズがある時は、WSMLアンテナに切り替えるとノイズが消えて、快適な受信が出来る。
        （WSMLアンテナがあると、雑音に邪魔されない．．という安心感がある。）
    3.   バーティカル・アンテナと比べて、WSMLアンテナは、真上反射の信号が強く受かる。 QSB・位相も、逆となっている。
        WSMLアンテナは、水平ダイポールと同じ様。
    4.   混変調・相互変調歪がある。
        9MHz帯、11MHz帯、13MHz帯などで、強い信号(-10〜0dbm)が発生している時は、-80dbm(S8)程度の信号、A3の音声が混じった信号が、あちこちに発生している。
    5.   ワン・ターンのループがどのような働きなのか、疑問がある。
        あまりにも低いインピーダンスと思われ、はたして、この直下アンプとの接続が適切なのか良く判らない。
    6.   WSMLアンテナで消えるノイズの種類は、電界性のノイズの様。（AC-DCインバーターと短い誘導線、6.6kV配電線のコロナ・ノイズなど）
        消えないノイズは、磁界性のノイズの様。（AC-DCインバーターと長い誘導線、ループの大きい溶接作業など）

次回に続きます。

以上

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