開局50周年 記念事業
ー 50メガの500W申請 ー
2024.1.7
HF帯の500W運用はもう25年に及ぶ歴史があります。丁度25年前、開局25周年の時に500W化しました。今般開局50年を迎えるにあたり、この際、50メガも500Wにしたいと思い立ちました。開局50周年記念事業です。
きっかけは、WARCバンドの次はひょっとしたら次は50メガか、、、と、去年までの2エレに替えて4エレを上げてみたところ、それが思いのほかよく飛んだことによります。この際、もう一発大きな仕事をやって、次の10年に向けて夢を膨らませてやろうか、、、などと思ってしまったわけです。
＜今回の変更申請について＞
従来の第3送信機を変更します。
もともと、FT-401B + FTV-650を親機に、200W仕様に落とした今回申請のアンプを追加して、HF～6Mまで全バンド200Wで許可をもらっていましたが、①親機を手持ちの技適機FT891Mに取り換え、②アンプの仕様を500Wに増強して、50メガ専用機にしました。
この実現に向けて、変更申請提出までに次の準備を行いました。
・電波防護の制度や法制について十分な下調べ（ここ）
・電波防護に完全対応した、タワー一本でオールバンドにQRVできるアンテナシステムの設計（ここ）
・同上、日本初と思える平均電力率制限装置を導入した送信装置設計、製作
・リニアアンプの安定動作に向けた追い込み
年が明けてからは、検査を念頭に次の対応を行いました。
・書類通りのアンテナの準備（ここ）、全送信装置の準備
・近隣の電波障害聞き取り調査
・帯域外領域、スプリアス領域の不要輻射の詳細な確認
なかなか大変な取り組みで、「没頭した」と言っても過言ではありません。
＜大まかな経緯＞
2023年になってコンディションが上昇しハイバンドが目に見えて良くなりました。
WARCバンドのDXCCも完成したので、3月末に、6Mの様子見目的で、WARCバンドDPに替えて4エレを上げてみたところ（ここ）、
それが思いのほか調子良く、4月早々にマダガスカル周辺と交信、5月末にはドイツからPSKreportまで上がってきてしまいました。（ここ）
六甲山のふもとの東灘区の住民にとっては6MのEUなどとんでもない話なのですが、届いているのだったらもう少し頑張ったらEUとも交信できるかもしれない
などと思い始め、6月頭から学生時代に作った古いリニヤアンプの整備を始めていよいよその気になりました。（ここ）
これを50周年の記念事業にしようと思い立ち、以降は、リニヤアンプ整備、手続き、アンテナ整備、シャック整備と、記念事業推進に突き進みました。
リニヤアンプはなかなか手ごわかったですが、7月の関ハムで格安の新品5F25Rを購入できたこともあって（ここ）
気持ちが続き、秋口までかかってきちんと仕上げることができました。（ここ）
スプリアスも万全です。（ここ）
春から夏にかけて、その後も3エリヤにEUが入ってくる機会はありましたが、やはりEUは、東灘区からは格別遠いようです。
様々な考察（ここ）を経て、受信の改善も必要と気づき、
10月にはプリアンプも準備してみました。（ここ）
一方南半分に対しては4エレはなかなか快調で、カリブのLP 3エンティティー（ここ）を含め、
数か月で20エンティティー超を叩き出してしまいました。
10月になって変更申請の提出を考え始めました。
9月末に様々な制度の変更があったので、まずその勉強。（ここ） 工夫次第で乗り切れそうだとわかりましたが、来春に5年の満期を迎える局免更新と変更申請の重複が問題と気づきました。
これについて近畿総通局に問い合わせしましたら、再免許申請と変更申請はダブってもかまわないとのことで、すぐさま両申請を提出しました。（ここ）
丁度1ヶ月かかって11月末には「無線局変更許可通知書」を受領。（ここ）
変更工事の許可をもらったので、12月中旬から新年までかかって提出した通りのアンテナシステムに作り変えました。（ここ）
アンテナ工事は力仕事の連続でかなり疲れましたが、格好良く仕上がり、タワー一本で
1.9Mから50メガまでフルに出られるアンテナが仕上がりました。
年が開けて、新年早々には大事件が続きましたが、半月経って社会が落ち着きを取り戻し始めたころ、近隣の方に、電波障害の調査をお願いしました。
いつものように特に問題なくまとめることができ、それを受けて、1月末には落成届を提出しました。
その後、アンプの動作確認やスプリアス性能の確認などを行いつつ、総通局との何回かの電話打ち合わせを経行い、「50周年事業なんだから、3月中に検査に来てください」 とお願いして、3月末現在、最終連絡、検査日程のFIXを待っているところです。
このような流れの中で特に手こずったのは、ここから長文を書いたアンプは別として、アンテナと不要輻射でした。アンテナは、上記、ここに書いたように力仕事の塊で疲れました。
不要輻射は、強風でアンテナを降ろした3月25日から、丁度良い機会なので最終確認をしておこうと思って始めましたが、この段になって60dBと70dBの思い違いが発覚。時間もない中で大いにあわてました。どんな具合だったかと言うと。。。
2024.3.25
不要輻射の目標は、無線設備規則第7条の、別表第3号の2 です。
ここから確認してください。
抜粋すると、
です。
難しい表現ですが、今回の500W申請で目標とすべきは、
・帯域外領域： キャリヤより60dB低い値＝500µW以下であるから1mW以下という要求「も」クリヤできる
・スプリアス領域： キャリヤより70dB以上低い値＝50マイクロワット以下
であることが分かりました。
ポイントは、帯域外領域の「も」でしょうか。1mW以下「かつ」-60dBなんですね。スプリアス領域は50μW以下「または」-70dBです。
尚、HF帯は同表の41;
です。
要求仕様は、帯域外領域-40dB、スプリアス領域-50dBで、50メガに比べるとずいぶん楽です。
今さらですが、このHFの目標値に10dBづつ加えた、帯域外領域-50dB、スプリアス領域-60dB が50メガの目標と思い込んでいました。今頃になって、帯域外領域-60dB、スプリアス領域-70dBとわかりました。-70dBはいかにも厳しい！
さて、製品仕様はどうなっているのでしょうか？
FT891Mの仕様書を見ると、
スプリアス輻射については領域分割もされていないし、値も63dBとか60dB止まりになっていることに気づきました。
これはどうしたことかと考えましたら、
100W機だと-63dB、50W機だと-60dBで一番厳しいスプリアス領域の50μW以下と言う条件がクリヤでき、その性能なら同時に帯域外領域も要求を満足するんだ ということに気づきました。
そこで、要求性能をもって仕様とした ということだと思います。この考え方はICOMのIC-7300でも同じでしょう。
今まで、技適機にアンプをつけるのだったら不要輻射は問題ないと考えていましたが、以上の考察を経て、こういう性能表記だとそうは簡単にはいかないことに気づきました。
まず帯域外領域スプリアス。
891Mや891Sのように-60dBを仕様とすると、スペック上は規格いっぱいです。実力的には十分余裕をもって「技適」を取得しているのでしょうが、経時劣化も含め60dBを割らないという自信はあるんでしょうか？
100W機でも3dBしか余裕はありませんが、それでも仕様として-63dBを掲げているので、3dB余裕があります。アンプをつなぐ、つながないはともかくとしても、実力的に余裕があるなら50W機、10W機でも63dBを仕様にしてほしいものです。
アンプをつなぐなら100W機を購入して、パワーアッテネーターを付加してパワーを絞る形でアンプを駆動するのが適切であると考えられます。
スプリアス領域についてはもっと複雑です。
例えば-60dBを仕様として掲げている50W機（891M）に500Wのアンプをつなぐなら、アンプで高調波が発生しないとしても、高調波は-60dB、つまり500µWまでにしかなりません。これでは、スプリアス領域で要求される-70dB「または」50μW以下、いずれにも届かず、NGです。
1KWの場合も当然同様です。よく効く、外付けのローパスが必須だと分かります。
要するに、50μWをターゲットにしてdB表示でスプリアスの仕様を決めている機械にアンプをつなぐ時には、仕様的には必ず外付けのLPFが要るということです。例えば10W機に100Wのアンプをつなぐ場合でも、50W機に200Wのアンプをつなぐ場合でも、全部、外付けのフィルタが要ります。保証認定でも当然要ります。フィルタなしでいけるのは、10W機に50Wのアンプをつなぐ場合だけしょうか。
2024.3.27
さて、実物はどうなってるのかと測定に挑みました。
まずはFT891Mの "素の特性"です。
前回、前触れなしに「帯域外領域も見ておきましょう」と言われてドギマギしたので、帯域外領域も見ておくことにしました。
左：帯域外領域（スパン25kHz、帯域30Hz）、右：スプリアス領域（スパン102MHz、帯域3kHz）、パワーは、FT891の設定で19Wです。
帯域外領域は微妙です。また、スプリアス領域にも少し頭が見えています。
FT891Mの仕様上の性能は60dBですが、帯域外領域は微妙に足らないようです。測定の問題ならいいですが、経時劣化の問題ならやばいです。
そこで早速八重洲さんに相談しましたら、機能の点検ということでよかったら速攻でやってあげるよ とのこと。新品の100W機を購入すれば仕様上63dBとれるはずなので、これを保険に、まずは八重洲さんのご厚意に甘えることにしました。
結果、問題ない とのことでした。
うちでの測定では、写真のように+/-5kHzくらいに盛り上がりがありましたが、八重洲さんでの測定では「盛り上がりというほどのスプリアスはなく、キャリア基準で-76.88dB(+/- 5kHz)だった」とのことでした。
28日に891Mを八重洲さんに送りましたが、30日の午前中にはもう返送していただけました。
メールや電話での連絡も密に取っていただき、大変ありがたかったです。
八重洲さんにはとんでもないご迷惑をおかけしてしまいましたが、
原因は、多分、古いスペアナの位相雑音（ジッタのようなもの？）だと思います。知らないとは恥ずかしいこと、、、 http://gate.ruru.ne.jp/rfdn/TechNote/SpaCN.asp
や、
http://jr1pwz.my.coocan.jp/ham/mesurement/aboutms2601a.htmlなど、
色々な記事があるのに気づきました。
ともかく帯域外領域についてはこれで一安心です（としましょう）。
2024.3.30
891Mが返って来たので、動作確認を兼ねてアンプをつないでスプリアス領域の特性も見てみました。
もちろんローパス挿入。スペアナは、center100MHz、スパン120MHz、帯域は3kHz
必要な特性はキャリヤマイナス70dBですから、帯域幅で若干変わるとしてもぎりぎりでしょうか。
もともと60dBだと信じ切っていて、だから以前は60dBで見ていたのですが、それだったら余裕ですが、70dBはきついですね。
現状、何があっても安全圏と言うようなレベルには届いていないと思われます。さてどうしますか。。。
検査日程はまだ決まっていませんが、それまでに、サガミのフィルターを試してみることができればよいのですが。。。
2024.4.1
友人からサガミのフィルターを借りることができました。49MHzから101MHzとして、帯域3kHzで早速計ってみると、
やはり100メガのスプリアスが少し見えるようでした。
フィルタを再度コメットに差し替えてみると、誤差の範囲かもしれませんが、少し増えたようでした。
3月30日の結果よりずいぶんよくなっており、何が何だかよくわかりません。それでも、この結果を見る限りは、どちらのフィルタでも70dBをクリヤできているように思えます。
こういう結果がひとつでもあると、心に余裕ができます！
2024.4.2
待ちに待った電話がかかってきました。
まず、4月にずれ込んでしまったことを気にする一言をいただき、その上で、候補日として4月10日か11日を提案いただきました。どちらでもよかったのですが、10日でお願いすることにしました。4月10日13:30で決まり。
1日、2日前に、もう一度電話で最終確認すると言われていました。
電話では、スプリアスがまだ不安だと思っていることも正直に伝えました。まずブロック図通りコメットのLPFからやってみて、ひょっとするとブロック図には書いていないサガミのものもお願いせざるを得ないかもしれない といったことです。
これについては、ブロック図を差し替えるとまた時間がかかるので、とにかくやってみましょうと言っていただきました。
それにしても、気持ちに余裕ができているのが大きいです！
2024.4.3
ローパスフィルターの交換って、どう手続したらよいのでしょうか？ 最近、法令の文章を少し読み込んだりしているので、無謀にも攻めてみることにしました。
多分、電波法施行規則別表第一号の三を見ればよいのだろうと思います。
この（２）から、
・空中線に供給される電力の変更が+/-1dBを超えなかったら「軽微なもの」に該当する ➜届け出でよい。
・+/-1dBを超えたら、申請が必要
・その場合は、別表第二号二(9)イ（ア）の条文に飛んで、その条文にもとづいて検査が必要かどうかを判断
といったことになるのだと思います。
検査といっても何を検査するんだろうと思いますが、とりあえずフィルタを変えるだけならほとんどは「届け」で良かろうと分かりました。
検査の現場で万一サガミに差し替えが必須となっても、届けだけならその場ですぐ、合格通知をもらう前にも対応できます。
予備免許中とか、変更許可通知書をもらった後の変更はどうなるんでしょうか？ 多分同じでしょうね。
2024.4.6
検査の日にちも決まったので 泰然としてその日を迎えられればよいのですが、やはりスプリアス領域の不要輻射が気になり、いろいろと触っています。
その中で、今日はひとつ進展がありました。
スプリアスは多分大丈夫だろうと思えるFTdx5000につないでやってみたのです。200W送信、外付けフィルタはなしです。
そうしましたら、何のことは無い、やはり100メガのスプリアスが見えてしまっています。しかも、上に示した4月1日の状態より悪く、このスプリアスはダメだと言う状態です。
そこで、これはスペアナのアンプの問題かもしれないと思い立ち、パワーを変えてみることにしました。
左100W、右50Wです。
管面左上のRefをかえて、基本波が概ね0dBになるようにセットしています。
100Wでは若干改善され70dBを超えてきました。50Wではきれいに何も見えなくなりました。
そのようなことで、5000の性能がきちんと出ているという前提ですが、見えているスプリアスはスペアナ自体の問題かもしれないと気づきました。
そうだとすると、500Wで計る場合には、スペアナのATTを今日の状態から10dB増やしてやればよいのかも という目途も同時に得られました。
この線で考えると、
・今日ATT20dBで計ったFTdx5000を50Wの状態は、4月1日にATT30dBで見た500Wと同じ状態。この結果は信頼できそう。
・一方、3月30日の写真はATT20dBですから、スペアナ内部で発生するスプリアスの問題があったのかも。
と分かりました。
また、
・3月27日の写真はATT10dBで19Wで見ているから、今日のATT20dBの200Wの測定に近いはず。
と分かりました。とはいえ、3月27日の写真の方がスプリアスは少ないので、まだ何か、分からないパラメータがあるのでしょう。
そのようなことで一旦写真を撮り直しました。ATT 30dBです。
いずれにしてもこのスペアナをどこまで信頼するのか、、、問題てんこ盛りですが、ひょっとすると、うまくいっているのかもしれません。
気持ちは大いに楽になりました！
＜変更検査＞