コンパクトな 47GHz無線機 製作メモ
  

                                          2026年4月吉日                                                  JH3OZA
工事中
                                            
 はじめに
  各ブロックごと製作し、途中で不具合が発生した場合は順次作り直しすることにします。
 最初に、無線機のブロックダイアグラムを作成し、それに沿って製作します。

 1)無線機のブロックダイアグラム

 2)設計
 <動作プログラム>
  最初の電源ONで、47.090GHzで動作させますが、プッシュスイッチ(CWID用)を押しながら
 電源ONさせると47.080GHzで動作開始するようにします。
  受信時、ロータリーエンコーダーを用いて第2局発を1kHz単位で可変、エンコーダースイッチを
 押しながら可変すると10kHz単位、またプッシュスイッチ(CWID用)を押し可変すると50kHz単位、
 同時に押しながらで可変すると100kHz単位で可変できるようにします。
  送信時は、第2局発の受信周波数をメモリしておき、受信周波数を可変させても、送信周波数は、
 最初に送信した周波数を記憶させた受信で可変しても最初の周波数で送信できるようにします。
  外部にIF端子を設けて取り出せるようにします。もちろん本体内部でもFM変調や復調できる
 ようにします。(これは、ISDBtにも対応可能にするためです)

 <配線図 & 配置図>
    

 3)50GHz用ユニット NardaWest 50GHz TX RXConverter Units
  NardaWestの送受信用コンバーターを入手しました。
 スペースを考慮にて、送受信コンバーターを2段重ねにし、入出力側にNECのパソリンク50から
 取り外したサーキュレータを使い送受切替を行うこととします。
  また、この2段重ねだと電波の偏波面が水平となるため、出力側に導波管ツイストを用い90°回転させ
 垂直偏波とすることとします。
 
 この送受信コンバーターの47GHzの性能を調査

 TX module (47.1GHz)        RX module (47.1GHz)
 (供給電源 Vcc=6.3V Id=680mA)    (供給電源 Vcc=6.3V Id=730mA)
 Lo(-10dBm), IF(0dBm), OUTPUT    RFin(-55dBm),Lo( -10dBm)
  10.900GHz  3.50GHz  18dBm     IF (GHz), IF(dBm)
  11.025GHz  3.00GHz  19dBm★    1.34GHz  -64dBm
  11.150GHz  2.50GHz  19dBm★    1.54GHz  -55dBm
  11.275GHz  2.00GHz  20dBm★    1.74GHz  -49dBm
  11.400GHz  1.50GHz  18dBm     1.94GHz  -42dBm★
  11.475GHz  1.20GHz  17dBm     2.14GHz  -40dBm★
                         2.34GHz  -43dBm★
                         2.54GHz  -43dBm
                         2.74GHz  -49dBm
 47GHz帯で、IFが2.0GHz〜2.5GHzにおいて、送信出力およそ100mW、受信(ゲイン)約+15dBでした。

 4)ローカル発振器の製作
 4−1)第1と第2ローカル発振器をテストするプログラム作製治具
 RF 47.090000GHz時
 TX: Lo1 5.590GHzx8, Lo2 2.370GHz, RX: Lo1 5.580GHzx8, Lo2 2.395GHz, IF 55MHz

 
  PLL発振器を2ヶ使用しSPI方式でDATAとCLOCKを兼用、周波数はロータリーエンコーダーで可変、
 またI/Oポートを節約するためブザーとプッシュスイッチを兼用、LCDディスプレーはi2c接続とします。
 (PICは、低価格の18F24J10 を使用)


 4−2)ローカル発振器(HMC833, 30MHzオーブン発振器, PIC)
 
 Vcc=8V, Icc=<500mA 
  
 原発(1.884GHz)を発生させ24逓倍し、さらに原発とミキシングする。
 
 4−3)発振器(ADF5355,MAX2870)を2ヶ内蔵した局発の製作
  自作した90x100x25mmのケースに入れ内部配線しました。
 
    供給電源 +5V 500mA

 信号スペクトルとフェイズノイズの測定
 ・第一局発
 
 :第二局発
 

  今回は、2ヶの発振器を製作しましたが、プログラムの制作が簡単な(4−3)の方を
 使うこととします。


 5)受信中間周波 2400MHzコンバーター
 5-1)2400MHz高周波アンプの製作(第2中間周波)
 
 Gain +18dB/2400MHz, +19dB/5760MHz 5.7GHz帯は、2.4Gフィルターでカットします。

 5−2)2400MHz IF受信ミキサーの製作
  IAM91563 (AVAGO)を使用した受信ミキサーです。  (AVAGO データー資料より)
 
 供給電源 +3V 10mA程度、ローカル信号入力は0dBm程度で済む。その時の変換ロスは、+数dB程度


 5−3)2400MHz(BPF)フィルター RLC製 F14101 使用
 


 5−4)第1中間周波数 (55MHz) FM復調器 (FM Demodulator)の製作

 自作基板に必要な箇所のみ部品を取付け
  MC3371使用                       IF 460kHz特性
 
  47GHz帯ですので広帯域(460±10kHz)フィルター使用


 5−5)2400MHzの受信コンバーター
 前回と同様の大きさのケース(90x100x25mm)を作りました。
 
    供給電源 +8V 100mA

 6)送信中間周波 2500MHzコンバーター
 6−1)2500MHz(BPF)フィルター
    2GHz付近の手持ちフィルターを探したところ既製品の2.5GHzが見つかり利用することにします。
 

 6-2)2500MHz送信コンバーター全容
     このコンバーターは、Lo信号(2065MHz)とIF(435MHz)をミキシングし2.5GHzを作り出す方法と、
    逓倍方式でも動作するようにするため、IF信号なしでローカル信号(2500MHz)を入力することで、
    スルーして出力に2.5GHzの信号が表れるようにしました。
    
     IF(435MHz)の信号を出力制限するためにリミッターを設け、また送信時の切替用にDCバイアツの
    ユニットを儲けています。
    
    供給電源 +5V 30mA

 7)マイクアンプの製作
   本体の内蔵コンデンサーマイクの信号を増幅し、リファレンスのオーブン(10MHz)にFM変調をかけるため
  イコライザーアンプを製作します。また、外部マイクからの信号とミキシングできるようにもしておきます。
 


 8)電源回路
   供給する外部電源は、5V用モバイルバッテリーを、内部基幹の電圧は+8Vとします。
  50GHz用送受コンバーターはT+6.3V,R+6.3V、PLLとPIC回路は+5V、FM復調とオーディオ回路は
  R+6.3VでPIC制御します。
 

 9)ケース(140x160x180mm)作り
   液晶パネルや、Sメータ-、ロータリーエンコーダーの操作性を考慮し、取付け場所を決め、
  各ブロックが入るように配置し、また放熱も考えパンチングメタルのアルミ板を使い、切断
  折り曲げ、穴あけ加工をして製作しました。
  

 10)組立
     





By JH3OZA


・<ご参考>
 1)77GHz トランシーバー2号機の製作メモ        2)134GHz トランシーバーの製作メモ
   
 3)249GHz トランシーバー2号機の製作メモ
 

By JH3OZA   2026年4月


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