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2010年10月 8日 (金)

初めてのスペアナ《GigaSt Ver4》

以前から欲しかった高周波用計測器,「スペクトラムアナライザー」(略称:スペアナ)をようやく入手しました。

ウィキペディアによれば, スペアナとは,
「横軸を周波数, 縦軸を電力または電圧とする二次元のグラフを画面に表示する電気計測器である。」
とあり, 簡単に言えば「電波を見る」機器ですね。

私自信の使用目的としては
●アマチュア無線のKW免許取得や無線機の自作にあたり, 無線機自体の不
 要輻射 (スプリアス)を計測する。
●同じく, KW免許取得や自作にあたり, コモンモードノイズによる電磁妨
 害 (EMI:Electro Magnetic Interference)が無いかの調査に使用する。
●アマチュア無線の受信の大敵であるノイズ源の探索に使用する。

スペアナは例え中古(正常動作品)の最安値でも10万円はする非常に高価な計測器でとても手が出ませんが, 世の中, 救世主がいるもので, コントロール部をパソコンに任せて簡易計測機能にしぼり, かつキット化することで4万円以下でスペアナ機能を提供して頂いている個人の方がおられます。「GigaSite」(略称:GigaSt)と名付けられたこの機種は2008年から第5世代(Ver5)が頒布されており, 12GHzと言う必要十分以上の周波数まで計測出来るよう進化を続けています。

で, 今回, 臨時収入があったこと, ヤフオクでの最後の物品販売が好調だったことで資金が出来たため, このGigaStの第4世代(Ver4, max7GHz, 完成品)を中古で入手しました。
Gigast_1_2

GigaSt Ver4はインターフェイスがRS-232Cのため, 手持ちのノートパソコンにはそのままでは接続出来ず, USBに変換するケーブルを買ってきてつなげました。ところが, 信号が全く表示されず焦りましたが, COMポートを調べたところAUTOではCOM10が最少接続であることが分かったため, 試しに強制的に「COM2」に設定したところ無事表示されました。使用パソコンはPentiumIII-M 800MHzの超旧型ノートタイプですが元々RS-232Cと言う低速I/F経由のため, GigaSt用のソフトだけ動かす分にはストレス無く快適に動作しています。
Gigast_2

恒例と言いますか, 早速, 広域帯アンテナ(ディスコーン, 25MHz~1300MHz)をつないで周辺でどのような電波が飛び交っているか観測してみました。
その結果… 殆ど何も受信出来ませんでした(^^; あれれ?
グラフでは900MHz付近などで強い信号が観測されていますが, アンテナをつないでいなくても同じ周波数に信号がありますので内部スプリアスのようです。
うーむ, 故障品をつかまされたか?
Gigast_3

ところで, GigaStは「トラッキングジェネレーター」(信号発生器)も備えています。これにより通過・反射電力の周波数特性を測定出来るため, 簡易的ではありますが, フィルターやアンテナの特性, 回路のインピーダンスなどが計測出来ます。いわゆる「ネットワークアナライザー」としての機能も備えていることになります。
そこで早速, アマチュア無線のHF, 50MHz帯用ローパスフィルター(LPF)の特性を計ってみました。
LPFについては, アンテナアナライザー「AA-230PRO」を入手した際に「リグエキスパート《AA-230PRO》使用感 その2」として4種のLPFの特性を比較計測しており, 取り敢えず4種とも正常に機能していることを確認しています。
Lowpassfilter

今回, その中から一番カットオフ周波数の高いシンワ電子「1001」(カットオフ55MHz)を選定しGigaStで計測してみました。
その結果, 50MHzあたりで急激に減衰しており, まあまあ良い感じの特性が得られました。
Gigast_4

と言うことは, 入手したGigaStは調整?が必要かも知れませんが動作はしているようです。一安心。だとすると, アンテナで受信信号が無かったのは, 私の住んでいる片田舎ではあらゆる信号源から遠いと言うことでしょうか? 無線機から電波を出して手っとり早く確認したいところですが, 今度は電波が強すぎてGigaStを壊すかも知れませんので慎重に行きたいところです。

実は, もう15年以上前ですが, 会社でスペクトラム/ネットワークアナライザーを使っていました。HP(現Agilent Technologies)の「4195A」と言うmax500MHzの機種で高周波プローブなどを含めて購入金額500万円! 私自信が稟議書を書いて購入したもので, 基板の内部配線の高周波特性計測用に使用していました。当時, それなりのデータは取れましたがそれ以上の応用に行き着かず, スキルが上がらなかったため残念ながら「アナライザー使い」にまで昇華することはありませんでした。今度は逆に趣味の世界ではありますが応用範囲が広くなりますので改めて「初めての」気持ちを持ってリベンジといきたいところです。

さて, 実際に色々計測しようとするとたぶんまだ不足している機器があります。
1)高周波用のアッテネーター(減衰器) 可変タイプでmax50dBくらい?
 が欲しい。
2)ハイパスフィルター カットオフ100MHzくらい
3)リターンロスブリッジ
3種とも自作が可能ですが, GHz対応となると製品を購入した方が安定した性能を期待出来ます。製品の場合, いずれも中古だとしても1万円前後します。

なお, 残念ながらGigaSt Ver4は周波数ステップが20KHzと荒く, 例えば帯域500HzのIFフィルターなど狭い周波数範囲での計測が出来ません。狭帯域計測は無線機器内の部品の周波数特性を計るなどの目的でどうしても欲しい機能ですが, それこそ普通の高価なネットワークアナライザーが必要です。
しかし, ここにも救世主がいて,
1)HF帯域に絞って
2)PICマイコンや身近に手に入る部品で構成し
3)コントロールをパソコンに任せて
4)自分で部品を集めて自分で製作
とすることで, 非常に安価に測定を可能にする「FRMS」と言う電子回路図を提供して頂いているアマチュア無線関係の業者「CYTEC/サイテック」がおられます。
周波数がHF帯20MHzまでと限定的ですがネットワークアナライザーに近い機能をわずか2万円程度で実現出来るとは驚きです。但し, 部品の多くを自分で調達し, かつ配線から組み立て, 調整まで全て自分でやる必要があるため, その意味では非常に敷居が高いです。

と言うことで, あと5万円くらいの資金が必要ですが, ヤフオクで売れるような資金源はもう殆どありません。雀の涙ほどの小遣いから貯めても1年くらい掛かりそうだし。さて, どうしたものか…

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コメント

尊敬同僚Buenoas日私の名前はパオロ私のQTHである三十三にウルグアイ、私のコールサインがCX2UAです、ブログにおめでとうとgigaST UDについては非常に興味深い資料では、このキットの価格を知らせることが、彼らが送信する場合海外。
私はあなたのブログで読んだから私はこのキットは非常に完全であることを見て、私は私の自作作業チームのために非常に有用であろうと思います。
再びウルグアイからブログや挨拶でおめでとう
73パオロcx2ua

投稿: Paolo Fallini | 2013年11月 4日 (月) 23時59分

パオロ/cx2uaさん,コメントありがとうございます。

返信が遅れ申し訳ありません。

GigaStのコストパフォーマンスは特筆すべきものですね。操作も簡単で使い勝手の良い測定器です。

パオロさんのホームページを拝見致しました。自作関連など幅広い情報の掲載に感慨を受けました。また、FT-901Dは外観の状態も良く、シャックのメイン無線機として活躍されていると想像しております。

今後とも宜しくお願い致します。

投稿: まつ | 2013年12月18日 (水) 15時49分

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