２００３．１０．１９

　製作と評価結果の紹介　 　　　ＪＡ８ＣＭＹ

設計での重点項目

・周波数安定度とキャリアの純度

待ち受け受信が可能な周波数安定度　±５ＫＨｚ以内

Ｃ／Ｎ　４５ｄＢｃ／Ｈｚ以上（１ＫＨオフセット）

・数Ｋｍの通信が可能な性能

送信出力　　　－２０ｄＢｍ（１０μＷ）以上

最低受信入力　－８５ｄＢｍ以下（Ｓ／Ｎ１０ｄＢ）　

・主要部分は自作を目標

全体ブロック図

２４．９ＧＨｚ発振逓倍

25MHzOCXO

バラクタ２逓倍

ダイオード　５逓倍 　　／ＭＩＸ

ＭＡ４Ｅ２０３７

＋１７ｄＢｍ－１０～　　－１５ｄＢｍ推定値

４９．８／４９．８４６ＧＨｚ

ＭＡ４８７０１Ｅ

２４．９ＧＨｚ　電力増幅

ＦＭＭ５８０７ＧＪ－１

＋２６ｄＢｍ

230MHzF3　DEM

230MHz　LNA

230.0769MHz

IF　OUT

MOD

２４９ＧＨｚ出力

FHC30LG

SP

NF　0.3dB

発振逓倍（１ＧＨｚ出力部）ブロック図

74HC4046

9.5MHZ

1/161/13

250MHZ

増幅 ４逓倍BPF 259.615MHZXTAL　OSC

1/6,1/5

合成分配

259.375MHZXTAL　OSC

BPF

BPF 増幅

BPF10逓倍

DBM

増幅 分周BPF

SW

位相比較

分周

DC増幅

25MHZREF

TC9198

1.5625,1.923MHZ

T/R切替

1038MHZ

TX:1037.5MHZ

RX:1038.458MHZ

MOD

＋５ｄBm

発振逓倍（１ＧＨｚ出力部）実装写真

発振逓倍（２４．９ＧＨｚ出力部）ブロック図

3.1GHz

24.9GHz

増幅 ２逓倍BPF

6.2GHz

BPF 増幅BPFBPF

12.4GHz

OUT

＋17dBm

TX:24.9GHz RX:24.92304GHz

３逓倍 ２逓倍 ２逓倍

増幅増幅増幅

TX:12.45GHZ　RX:12.4615GHZ

FHX35LG NE3210S-1 FHX05LGFHX35LG FHX05LG

FHC31LG FHC31LGFHC31LGFHC31LG

IN

TX:1037.5MHZ　RX:1038.458MHZ

発振逓倍（２４．９ＧＨｚ出力部）実装写真

３．１GHｚBPF　１/４λg　１段タイプ　シュミレーション

S _P a ra mS P 1

S tep=1 MHzS top=3.5 GHzS ta rt=2.8 GHz

S -P ARAMETERSMS UBMS ub1

Rough=0 mmTa nD=0.001T=0.018 mmHu=1.0e+033 mmCond=1.0E+50Mur=1Er=2.6H=0.8 mm

MS ub

MLOCTL9

L=1.45 mmW=2.6 mmS ubs t="MS ub1"

MACLIN3CLin1

L=15 mmS 2=3.4 mmS 1=3.45 mmW 3=2.2 mmW 2=2.6 mmW 1=2.1 mmS ubs t="MS ub1"

MLS CTL8

L=1.52 mmW=2.2 mmS ubs t="MS ub1"MLS C

TL7

L=1.47 mmW =2.25 mmS ubs t="MS ub1"

MLINTL6

L=3.9 mmW=2.1 mmS ubs t="MS ub1"

MLINTL5

L=2.4 mmW =2.1 m mS ubs t="MS ub1"

Te rmTe rm2

Z=50 OhmNum=2

Te rmTe rm1

Z=50 OhmNum=1

2.9 3.0 3.1 3.2 3.3 3.42.8 3.5

-50

-40

-30

-20

-10

-60

0

fre q , GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

2 4 6 80 10

-150

-100

-50

-200

0

fre q, GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

λｇ／４共振

３λｇ／４共振

６．２GHｚBPF　１/４λｇ　２段タイプ　シュミレーション

S _P aramS P 1

S tep=10 MHzS top=7 GHzS ta rt=5 GHz

S -P ARAME TERS

MS UBMS ub1

Rough=0 mmTa nD=0.001T=0 mmHu=1.0e+033 mmCond=1.0E+50Mur=1Er=2.6H=1.0 mm

MS ub

TermTerm2

Z=50 OhmNum=2

MACLIN3CLin2

L=8.46 mmS 2=0.53 mmS 1=0.55 mmW3=2.1 mmW2=1.5 mmW1=2.14 mmS ubs t="MS ub1"

MACLIN3CLin1

L=8.5 mmS 2=0.34 mmS 1=0.38 mmW3=2.3 mmW2=1.4 mmW1=2.8 mmS ubs t="MS ub1"

TermTerm1

Z=50 OhmNum=1

5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.85.0 7.0

-40

-20

-60

0

fre q , GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

2 4 6 8 10 12 14 16 180 20

-150

-100

-50

0

-200

50

fre q, GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

λｇ／４共振

３λｇ／４共振

λｇ／２共振

６．２GHｚBPF　１/２λｇ　３段タイプ（参考）

MS UBMS ub1

Rough=0 mmTa nD=0T=0 mmHu=1.0e +033 mmCond=1.0E+50Mur=1Er=3.5H=1.0 mm

MS ub

Te rmTe rm2

Z=50 OhmNum=2

Te rmTe rm1

Z=50 OhmNum=1

S_P a ra mSP 1

Ste p=1 MHzStop=7.5 GHzSta rt=5 GHz

S -P ARAMETE RS

MACLINCLin8

L=7.2 mmS =0.2115 mmW2=2.1 mmW1=1.5 mmS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin6

L=7.2 mmS =1.671 mmW2=2.1 mmW1=1.5 mmS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin5

L=7.2 mmS =1.697544 mmW2=2.1 mmW1=1.5 mmS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin7

L=7.2 mmS =0.220866 mmW2=2.1 mmW1=1.5 mmS ubs t="MSub1"

5.5 6.0 6.5 7.05.0 7.5

-50

-40

-30

-20

-10

-60

0

fre q , GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

2 4 6 8 10 12 14 16 180 20

-200

-150

-100

-50

0

-250

50

fre q, GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

λｇ／２共振

３λｇ／２共振

λｇ共振

１２．４５GHｚBPF　１/２λｇ　３段タイプ　シュミレーション

S _P a ra mS P 1

S te p=1 MHzS top=15 GHzS ta rt=10 GHz

S -P ARAMETERS

MS UBMS ub1

Rough=0 m mTa nD=0T=0 mmHu=1.0e +033 m mCond=1.0E +50Mur=1Er=3.5H=1.0 mm

MS ub

Te rmTe rm1

Z=50 OhmNum=1

Te rmTe rm2

Z=50 OhmNum=2

MACLINCLin7

L=3.55 mmS =0.22 mmW2=2.1 mmW1=1.5 mmS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin6

L=3.55 mmS =1.65 mmW2=2.1 mmW1=2.1 mmS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin8

L=3.55 mmS =0.2 mmW2=2.1 mmW1=1.5 mmS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin5

L=3.55 mmS =1.7 mmW2=2.1 mmW1=2.1 mmS ubs t="MS ub1"

11 12 13 1410 15

-50

-40

-30

-20

-10

-60

0

freq, GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

5 10 15 20 250 30

-200

-150

-100

-50

0

-250

50

fre q, GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

λｇ／２共振

λｇ共振

２４．９GHｚBPF　１/２λｇ　３段タイプ　シュミレーション

S _P a ra mS P 1

S te p=1.0 MHzS top=30 GHzS ta rt=20 GHz

S -P ARAMETERS

MS UBMS ub1

Rough=0 m mTa nD=0.009T=0.018 mmHu=1.0e+033 m mCond=1.0E +50Mur=1E r=2.15H=0.254 m m

MS ub

MACLINCLin4

L=2.2 m mS =0.1 mmW2=0.46 m mW1=0.62 m mS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin3

L=2.2 m mS =0.42 mmW2=1.0 m mW1=0.79 m mS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin2

L=2.2 m mS =0.42 mmW2=0.79 m mW1=0.94 m mS ubs t="MS ub1"

MACLINCLin1

L=2.2 m mS =0.1 mmW2=0.65 m mW1=0.4 m mS ubs t="MS ub1"

Te rmTe rm 2

Z=50 OhmNum=2

Te rmTe rm1

Z=50 OhmNum =1

22 24 26 2820 30

-50

-40

-30

-20

-10

-60

0

fre q , GHz

dB(S

(1,1

))dB

(S(2

,1))

２４．９GHｚ　１/２λｇカップリング　シュミレーション

MAC LINC Lin2

L=2.19 mmS =0.1 mmW2=0.2 mmW1=0.6 mmS ubs t="MS ub1"

MAC LINC Lin1

L=2.19 mmS =0.1 mmW2=0.6 mmW1=0.2 mmS ubs t="MS ub1"

S _P a ra mS P 1

S te p=1.0 MHzS top=26 GHzS ta rt=24 GHz

S -P ARAMETERS

MS UBMS ub1

Rough=0 mmTa nD=0.009T=0.018 mmHu=1.0e +033 mmC ond=1.0E+50Mur=1Er=2.15H=0.254 mm

MS ub

Te rmTe rm2

Z=50 OhmNum=2

Te rmTe rm1

Z=50 OhmNum=1

24.2 24.4 24.6 24.8 25.0 25.2 25 .4 25.6 25.824 .0 26 .0

-0 .4

-0 .3

-0 .2

-0 .1

-0 .5

0 .0

fre q , GHz

dB(S

(2,1

))

24 .2 24 .4 24 .6 24.8 25 .0 25 .2 25 .4 25 .6 25 .824 .0 26 .0

-60

-40

-20

-80

0

fre q , GHz

dB(S

(1,1

))

リターンロス伝送特性

２４．９GHｚ　POW　AMP

富士通カンタムデバイス　FMM5807GJ-1　使用

利得１０ｄB　出力　０．４W

動作電圧電流

＋６Ｖ　約　０．８Ａ

－５Ｖ　１０ｍＡ

ドレン電圧＋７Ｖでは出力　０．５Ｗ

２４．９GHｚ　POW　AMPの構造

AMP　IN

FMM5807GJ-1

AMP　OUTSMA-J導波管

基板調整ネジ

トランス　　ジューサ部

４９．８GHｚ　２逓倍器

バラクタダイオード　MA48701E使用

２４．９GHｚ　０．４W入力 ４９．８GHｚ　５０ｍW　出力（推定値）

４９．８GHｚ　２逓倍器の構造

24.9GHz IN WG

49.8GHz OUT WG

調整ネジ

調整ネジ

ﾊﾞﾗｸﾀ

ﾊﾞｲｱｽ端子

ｼｮｰﾄ板

M4ネジ

ｼｮｰﾄ板

２４９GHｚ　５逓倍　/ MIX

ビームリード　Di　MA4E2037使用

入力は広帯域な扇形ストリップライン変換

出力導波管はダイオード実装面側で結合

２４９GHｚチュニング部を実装

２４９GHｚ　５逓倍/MIXの構造

IF端子 49.8GHz入力　WG プリント基板

ダイオード ４９．８GHｚ　ＩＮ

249GHz入出力　WG

２４９GHｚ　ＩＮ／ＯＵＴ

249GHｚ　TUN 部

逓倍器の一体化

４９．８GHｚ２逓倍器と２４９GHｚユニットを一体化結合損失を最小とした

円錐ホーンで　ANT付属の５φ円形WGに接続

アンテナとの勘合誤差を吸収する構造

ゴムブッシュで固定し、POWAMPとはフレキシブルWGで接続

各ユニットの収容

ジャンク測定器のケースを切り詰め加工して使用

２５GHzまでの発振逓倍部を１ユニット化

各ユニットへの配線はコネクタ接続とし着脱が容易

トランシーバー外観

３０ｃｍアルミダイキャスト製パラボラＡＮＴ に本体を固定

方向調整用に大きなアナログ横形メータを装着

方向調整用スコープはパラボラＡＮＴに固定

レドームはフイードホン保護用　運用時は取り外し（レドーム損失は２ｄＢ程度あり）

送信性能

２４９GHzの出力レベル

自作ハーモニックMIXを使用しスペアナで測定

スペアナ測定レベル　-59dBm LO次数=32倍

MIX損失を５０ｄBと想定して　出力は　-10dBm程度

周波数安定度とC/N

４分で　±１０KHｚ以内５分で　±　５KHｚ以内６分で　±　３KHｚ以内

電源投入後の周波数安定度

１KHｚ離調点でのC/Nは５９ｄBｃ/Hz程度

１４２ＧＨｚ　ＴＲを利用　９８４ＭＨｚに周波数変換してスペアナで測定

スペアナの△マーカ機能を使用しＣ／Ｎ（ｄＢｃ／Ｈｚ）を測定

周波数スパーン１０ＫＨｚの波形

受信性能

試験信号源にスペアナのLOを利用、

自作ハーモニックMIXを使用して高調波を受信

スペアナLOレベル　＋１０ｄBm　高調波次数　３２倍

２０KHｚ帯域のF3復調　雑音なしでキャリアを確認

２年前に実験した７倍MIX（３６GHｚ　LO）の感度

同じ条件での復調は雑音交じり

　　　　　本機は５ｄB程度良い　　　　　　最低受信入力はー９０ｄBm程度と推定

２４９ＧＨｚ用アンテナ

アンテナの問題点 一般的な回転パラボラでは　効率が数％程度と低い

波長が短く　鏡面誤差の影響が大きいフイードホンの特性　均一照射が困難

原因

製作中のアンテナ リアフィード方式のオフセットパラボラ

大きなパラボラ面の一部を切り取り使用（切り出しによる歪が問題）

Ｆ

平面反射板

フイードホン Ｆ‘平面反射板

回転パラボラの一部利用で鏡面誤差の影響を抑える

放射角度の狭いフィードホンが使用できる

フィードホンの製作が容易

特徴

スプリアスの検討

２４９ＧＨｚの免許取得での問題点と対策

終段５逓倍のため４倍以下と６倍以上の不要輻射レベルの低減が必要

ＷＧもしくは、空間でリング型のＢＰＦを構成する方法があるがアマチュアでは製作が難しい

２４９ＧＨｚ帯ＢＰＦ

２２０ＧＨｚ以下は遮断波長となり伝送しない

円系ＷＧの途中に内径０．８ｍｍ部分を作りＨＰＦとする

４倍波以下の対策

周波数分配で、２７５ＧＨｚ～１０００ＧＨｚは自由に実験研究ができる周波数領域である

６倍波で２９８．８ＧＨｚなので電波の放射は規制されないことになり、従って対策は不要と考えられる

６倍波以上の対策

今後の計画

対向用TRの製作６２．２５GHｚ ２４９GHｚの４逓倍方式

　　　MA48701E使用の　６２GHｚ３逓倍の効率は約５%　　　　　６２GHｚ出力は＋１３ｄBm程度　⇒　ショットキーＤｉをDRV可能

受信感度アップ

受信LOをスキャンさせて待ち受け受信可能とする

受信帯域の狭帯域化を実験　（５００Hz帯域)

AF狭帯域BPFを実装し、F2通信の実験

低調波レベル対策後に免許申請する予定