QDX - Digital Transceiverで遊ぶ。(4) パワーちゃんと出てますか？編

QDXの価値は小箱・省電力であることにある、と個人的には考えている。

正直なところ、QDXはもうちょい*1出力が多ければうれしいかな、とは思う。
しかし、トランシーバーのガワがでかくなり、ACアダプタで動作しなくなったら、「僕にとってのQDXの嬉しさ」の大半ほとんど失われる。

QDXは「タバコ箱サイズぐらい」で単体5W出る超小型トランシーバーだからこそ、素晴らしい。
リニアアンプであれスイッチングアンプであれ、50Wや100Wに増力することにより、「でかいアンプ筐体＋それに供給する重たい電源」が机の上に鎮座してしまったたら、ふつうのHFトランシーバーを使うことに対するメリットといえば、「発熱が少ないこと」ぐらいなってしまう。

QDXの出力は出ているか？

ところで、QDXを「通過型SWR・パワー計」を介してアンテナに繋ぎ、送信しみてほしい。ダミーロードに向かって送信するのに比べて、パワーは出ていないかもしれない。
僕の場合、QDXをダミーロードにつなぐと、バンドにもよるが4-5W出るのに対し、自宅でまずまず整合した某アンテナにつなぐと、出力は2-3Wぐらいだった。

QDXの終段であるD級増幅は、僕らが使い慣れたAB級やC級のアンプと違って*2、D級アンプも動作への負荷影響が存外大きいのである。*3
こちとらQDX単体の4-5W出力でやってるのであり、2Wへのパワーダウンは、かなり不本意である。

そこで今回作ってみるのは、7MHzで動作する「ごく単純なT型アンテナカップラー」である。

T型アンテナカップラーの実用的な意味の話。

アンテナカップラー（ないしはアンテナチューナー）には、実にいろいろな方式があるが、今回作ろうとしてるL-C-LタイプのT型アンテナカップラーは、端的に言うと、「無茶な負荷」に向かない。あくまでも「あとちょっとの追い込み用」だ。
- 特定の周波数帯で運用することが目的で、「おおむね共振しているけど微妙にマッチングが取れないアンテナ」を負荷にして、SWRを下げたい場合、シンプルなT型アンテナカップラーが一番良いと思う。たいそうな効果は期待できないが、フロントエンド前に入るライトなバンドパスフィルターにもなる。*4
加えて「筐体が小さくできること」を重視したい。せっかくQDX本体が小さいのに、大柄なアンテナチューナーにつなぎこんでしまっては興覚めである。

T型アンテナカップラーの技術説明に関しては、古の名著「ハムのトランジスタ活用」pp157-159、pp218-220にある通りである。同書には、もとをただせばJA1FG梶井OMが1970年のCQ誌に執筆した云々との記載もあるが、僕はそれを読む機会に恵まれたことはない。

またT型カップラーは、たびたびCQ誌などで扱われている。自作の実例としてはJR1MQB牧野OMがCQ誌に寄稿した「T型アンテナ・カップラー」も有用で、後に「ベランダ・アンテナ」pp155-159に再掲載されている。

実は僕自身、T型カップラーを作るのは何年振りか思い出せないぐらいだ。

とはいえ、QDXの5W出力を、「共振してるけどちょいずれなアンテナ」につないでパワーを絞り出す目的なら、T型がちょうどいい。
高価なバリコンを1個しか使わなくていいから経済的だし、実用上問題なく、なによりコンパクトに作れる。
コンパクトさは、QDXと組み合わせる上で最も大事にしたい。

吟味。

トランジスタ活用に載っている計算式にQL(負荷Q)=3、f=7.1MHzを入れると、L1=L2=3.4uH, C=300pFと計算された。まあそれらしげな値だ。
安価で必要十分な性能を出すカップラーとしたいところだけど、ここはギャップが狭くても(＝耐圧は低くても)いいからエアバリコンは使いたい。
- 昔からAM用のポリバリコン(PVC)は5W PEPぐらいまでのQRP用アンテナチューナーで多用されてきた。300pF程度の容量が軽く得られるしありがたい存在だ。ただしポリバリコンでいいのは、「間欠だからセーフ」と、アマチュア的には耐圧を甘く見ていいSSBやCWでの話である。FT8やRTTYなどのデジタルモードは「連続5W」であり、誘電体としてはさまっているポリエチ？製フイルムは溶けかねない。ラジオ用などの低耐圧品で問題ないけど、エアバリコンを選ぼう。
コイルはコンパクトさと再現性を考慮して、トロイダルコアを使おう。

ご参考：【共立エレショップ】>> 【電子部品・半導体・ケース】/コンデンサ/バリコン << 電子部品,半導体,キットの通販。日本屈指のパーツ屋さんであっても、エアバリコンの入手性はかなり限定的だ。

とりあえず試作。

L1, L2は巻数が多いので、T68-2ぐらいが巻きやすい。T68-2 では24Tで3.3uHぐらいだ。後で巻数減らすことも想定して、ひとまず26Tずつ巻いた。5Wなら、より小口径のT50やT37で問題ないと思う。
Cはバリコン＋固定コンデンサで行こう。手持ちの80pFエアバリコンを使うことにした。バリコンにパラる固定コンデンサは220pFから始めたが、ちょっと多すぎたようだ。

固定コンデンサを180pFにした(180～260pF)ところ、6500-7500kHzでチューニングが取れることが分かった。
エアバリ*5にT68-2のコイルだから、耐圧からして20-30Wぐらいはいける。5W連続でも楽勝である。