QRP用SWRメーターの製作

'09.08.10
QRP用SWRメータの製作。
   
始めに
 SWRメーターは20年前に自作した物を使っていましたが、QRPでは正確な測定が出来ずあらためて自作することにしました。
 100uAクラスのメーターなどを新期に揃えると、かなり高額になります。インターネットオークションでは70年台のSWRメー ターが安く入手できますので、これを利用して検出部のみ自作すれば安価ながらメーカ製に劣らない物が自作できます。
 写真はオスカーブロック製SWRメーターと、部品取りして製作したQRP用SWRメーター。
中古SWRメーターの入手
 オークションで安価に入手できるSWRとして、オスカーブロック製、アサヒ精巧などありいずれも 0.5〜1k程度で入手できます。お勧めはオスカーブロック製、内部は100uAの電流計が使用されていました。アサヒ製は200uAのラジ ケータータイプでコストダウン品といったところです。ちなみに、オスカーブロック製は2台まとめて1kで入手できました。
メーカー製内部構造
 こちらはアサヒ製SWRメーター、同軸結合方式で配線などはかなり雑ですが、検出部はしっかりした構造です。この方式は 周波数によって結合度が変化するので7MHz帯では100W程度のパワーを入れないとSWR1.5以下はほとんど1で表示してしまいます。
 28MHz〜144MHz帯は3W程度でも使用できそうなので、配線のやり直しケースの塗装でこのまま使用することにしました。
SWR 3シリーズ
 今回製作したSWRメーター3台、上からアサヒ製SWRメーターを塗装。50〜144MHz帯をカバー。中段がオスカーブロック製メータの み使用した430MHz帯SWRメーター。下段がオスカーブロック製の検出部を入れ替えたSWRメーター。いずれも5W程度のQRP対応。
 ほかに今まで使用していたSWRメーターを含め都合4台のSWRメーターが揃い、インピーダンスブリッジ、リターンロスブリッジ、 デジタル表示ディップメーターとアンテナ調整の測定器はそろったけれど肝心のアンテナ自作はさっぱり進みません。Hi
 

 
組み立て
 検出部の基板は出来るだけコンパクトに製作すると写真のような配置になります。オリジナルのSWRメーターはケースの左右に 同軸コネクタが配置されていますが、ケースの背面にコネクタを配置するため、この部分のケースはアルミ板で作り直しました。
 コイル部はFT-50-77を使用し、検出コイルを10t、コアの中心には5D-2Vの同軸芯線がほぼぴったり入ります。同軸のアミ線部を 利用して、同軸コネクタのGNDと基板のGNDを接続することで基板の固定が出来ます。
  回路説明
 回路は"トロイダルコア活用百科"を参考にしました。"新版"ではコアに分割タイプを指定されていますがFT-50-77の方が入手は 簡単です。
 C1,2 C8,9は耐圧を考慮して50V耐圧品を2個シリーズにして100V耐圧にしています。L1,L2は無くても問題無いと思われますが、 クラニシ製の回路を参考に入れています。
 VR1は2連ボリュームのアンバランスを補正する為の抵抗です。
調整
 電流バランス調整、D1またはD2のアノードに1V〜2V程度の電圧を印加。VR2,3を調整しメーターをフルスケールにセット する、このときM1,M2の指示が同じになるようVR1を調整します。
 SWRバランス調整、TXコネクタにHF帯ハイバンド側で10W程度を接続、ANT側に50オームダミーを接続する。このときどち らかのメーターが良く振れ(FWD側)、一方は少ししか振れない(SWR側)はずです。
 PWR(FWD)メータの振れがフルスケールの位置になるようにVRで合わせ、次にSWR側の振れが最小になるように、C5又はC12を調整 して最小になるよう調整します。このときC5又はC12のどちらかのみで変化し、ダミーロードが正確であれば、SWR=1になります。
 次にダミーロードと送信機を入れ替え、再度送信し、先ほどと逆のトリマーでSWR=1に調整します。
 これを2〜3回繰り返します。どちらの方向からもSWR=1が理想ですが、実際には若干ずれますので、方向性の良い方をTXから ANTにすればOKです。
性能確認
項目 自作品 アサヒ製 条件備考
方向バランスFWD 100/REF 0FWD 100/REF 0@28MHzTX to ANT
方向バランスFWD 2/REF 100FWD 0/REF 100@28MHzANT to TX
フルスケール感度0.6W8W@7MHzFWDフルスケールとなる入力電力
SWR指示精度11.451.1以下@7MHz75Ωダミー測定、入力電力1W
SWR指示精度21.451.1以下@7MHz75Ωダミー測定、入力電力3W
SWR指示精度31.51.1以下@7MHz75Ωダミー測定、入力電力10W
SWR指示精度41.51.2@50MHz75Ωダミー測定、入力電力1W
挿入ロス1-0.05dB-0.05dB@10MHzSWR計自体の挿入損失
挿入ロス2-0.3dB-0.05dB@30MHzSWR計自体の挿入損失
挿入ロス5-0.5dB-0.05dB@50MHzSWR計自体の挿入損失
リターンロス-23dB-25dB@10MHzSWR計自体のリターンロス
リターンロス-18dB-28dBdB@30MHzSWR計自体のリターンロス
リターンロス-15dB-27dBdB@50MHzSWR計自体のリターンロス

 メーカー製SWRメーターは10W入力でも7MHzではかなり誤差があります。但し最近の製品ではトロイダルコアを使用したタイプが 主流のようですが、70年代の同軸ラインタイプは誤差を充分認識した上で使用する必要があります。
 一方自作品はSWRは正確ですが、やはり挿入損失が大きく、常時挿入した状態でのQRP運用には、ロス分が無視出来ませんが、こ れでANT調整は確信を持って行えます。

回路図

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