IF系の周波数構成と部品等


 さて、第2ローカルがほぼできたので、未定になっていた全体のIF周波数関係を考えないといけません。ここで、いろいろ考えたのですが、以下のような構成で進めてみようと思っています。

●第一IFにはマキ電気の8連同軸共振器ではなく、オークションで手に入れた正体不明のデュープレクサを使います。TX周波数が2308MHzとあり、ねじは9本ありますが、実際に周波数が可変なのは5本です。RX側は2514MHzに周波数変更してあります。これはオークションで2500円ほどで入手することができたものです。ちょっと形状かさばりますが、ま、よしとします


●第2局発は4逓倍後で2418.3MHzですから、上側局発を仮定し、TX側を第一IFとすると、第2IFは110.3MHzとなります。

●ここで第3IFは10.7/10.24MHzなので、第3局発は上側なら、121/120.54MHzですが、下側なら99.6/110.06MHzになります。第2IFは多連のLC-BPFを使わざるを得ないので、イメージレスポンスのこと すなわち、第2IFのバンドパスフィルタの減衰特性を考えると、下側局発のほうがよさそうです。

ということで、とりあえず、まとめると以下のようになります。



LPF(DC-1.8GHz)-MIX-1st IF(2308MHz)-MIX-2nd IF(110.3MHz)-MIX-3rdIF(10.7/10.24MHz)
          
   ↑            ↑              ↑
   
YIG OSC(2.1-4.5GHz)      2nd LO(2418.3MHz)    3rd LO(99.6/100.06MHz)


 これらを構成する部品のうち、高い周波数のBPFやLPFは、オークションでも、ほとんどの方にとって「何に使うのかなーーー?」ってな部品なので、相当お安い値段で入手できました。ただ、MIXについては使い道を知ってる人が少しは増えるのか、ちょっとお高めの値段がつくようです。下のいずれのミクサーも、オークション出身ですが、左は第一ミクサー用と考えている、HPの取り外し品です。なんでも、1.8GHzのスペアナからだそうで、このプロジェクトにぴったりです。Loが4GHzくらいまで伸びてるか心配ですが、ま、なんとかなるでしょう。右はR&Kの2GHzまでのミクサーですが、2.5GHzでも、ロスは-7dBとのことで、使えるのではないかと思います。いずれも×○00円程度(1/2万円以下)でした。第3ミクサーは周波数が低いので、なんでもいいと思います。


 下の写真は第2IF用BPFです。実は、このBPFの構成は要注意です。イメージ域の減衰量を稼ごうと、多段に組むと、必ず跳ね返りが出ます。これは、入出力のアース系の共通インピーダンスによるものが多いようです。シールドを確実にするためと、ロス補償のためにBPFの間に低歪みのAMP(2SC1251のNFBアンプ等)を入れて、またもう一組のBPFでサンドイッチにして、帯域外減衰量とロス補償をすることを考えます。



 回路は以下のとおりです。FCZ-80で110MHzに共振させるには、共振容量がかなり小さくなるようです。また、結合コンデンサは0.2mmのポリウレタン線を4-5回程度よじったものを使っています。これは、最初は長く作っておき、特性を見ながら、ニッパーで切って、適度な特性になるようにトラジェネを使って調整します。また、50Ωで終端するには、FCZコイルだけでは無理で、4:1のステップダウントランスを利用しています。これがないと、Qがダンプされた、極めてブロードな減衰特性しか得られません。


 3段のBPFで得られた特性は以下のとおりです。本当は帯域内フラットの特性に調整できるのですが、ここでは、110MHz-21.4MHzの減衰量を少しでも稼ぐために、わざと波形を歪ませてあります。これで、43dB以上のイメージ域減衰量を得ています。これを2段用いて、85-90dB以上の減衰量を達成すべく考えています。一口に85-90dBと行っても、AF帯と異なり、100MHzで得ようとすると、結構な苦労が要ります。このへんのノウハウは実際にやってみないと得られません。したがって再現性は極悪なので、「読み物」程度にご覧になっていただければ、と思います。多分トラッキングジェネレータがないと、調整は困難でしょう。



中心周波数:100MHz スパン:200MHz
21.4MHz離れで-40dB以上

 このBPFを2組用いて、シリーズに接続した結果を以下に示します。ホンチャンでは2組のBPFの間に8-10dB位のIMDのいいアンプを入れます。すなわち

                          BPF--AMP--
BPF

で、第2IFを構成します。ここでは特性取得のために直結してみました。下に示すごとく、測定できる領域ではイメージ域の減衰量は-75dBとなりました。今のスペアナでは、この領域は残留雑音のところなので、実際はもっと減衰しているはずです。それは、このあたりの「迷結合」による、減衰特性の劣化は起きていないからで、単純に減衰域の特性を外挿すると、85-90dBは取れてるのではないかと推測されます。いずれにしてもこの辺の特性の測定は極めてクリティカルなので、実機で最終確認をしようと思います。もし、減衰量が90dBも取れてれば、SFDR=80dBが見えてくるのですが。




中心周波数110MHz、  スパン:200MHz
アベレージ後 21.4MHz離れではノイズレベル以下(-75dB以下)