今回は２４００MHｚのプリアンプを作ってみました。
１２００MHｚのプリアンプはキャビティ方式でＮＦが下がったのですが、
２４００ＭＨｚでは、キャビティ方式ですとＮＦを下げてゆくと、どうしても
入力のＳＷＲが悪くなってきます。
そこで、今回は基板タイプで作ってみました。
基板を作るにあたっては、当初の回路はセルフバイアス方式で設計したのですが、
どうしてもＮＦが下がりませんでした。
そこで、仕方なくバイアス回路で組み直しました。
マイナス電源には７６６０を使用しましたので、マキ電機のプリアンプ回路に似た感じ
になってしまいました。
基板は、これも当初はＦＲ−４（ガラエポ）で作ったのですが、ＮＦを追い込めなかった
ので、最終的にはＰＰＥで作り直しました。
ＦＲ−４とＰＰＥでは誘電損失が違うので、ＰＰＥの方がＮＦがやはり良くなりました
ね。
パワーアンプでは、誘電損失はあまり気にならないもですが、０．１ｄＢを気にする、
プリアンプではかなり違ってきます。
また誘電率も違うので、導損も少なくなります。
これはＰＰＥの方が誘電率か小さいので、同じ基板厚でしたら５０オームラインが太くな
るためです。
ＰＰＥ基板は０．８ｍｍ厚の両面基板で、銅箔厚は１８ミクロンです。
誘電率は３．２程度です。
基板の設計には、フリーソフトの「ＰＣＢＥ」を使い設計しました。
フィルム製作にはサンハヤトのインクジェット用フィルムを使っています。
エッチングは両面基板に、スプレー式の感光液をつかい、エッチングを行っています。
エッチング終了後にサンハヤトのスルーホールキットで簡易スルーホールを作っていま
す。
回路ですが、最初ににマッチングセクションを設けて、ＦＨＸ３５ＬＧ（富士通）につな
がりその後、ミニサーキットのＭＭＩＣに入ります。
各部のラインはすべてマッチングを考えて作っております。
写真のとおりですが、ＮＦ：０．７８ ＧＡＩＮ：３８．７ｄＢでした。
２４００ＭＨｚ帯での入力のＳＷＲは３以下で、出力のＳＷＲも２以下です。
GAIN:38.7dB,NF:0.78
ＧＡＩＮの特性も２４００ＭＨｚ付近で最大になり、理想的なカマボコ型になりました。
基板タイプのプリアンプは５種類ほど試行錯誤で作りましたが、ＮＦが良くなるときは
カマボコ型のＧＡＩＮ特性になりますね。
これは、キャビティタイプでも同じ結果になりますよね。
設計帯域外で、大きなＧＡＩＮがある時は、発振かマッチングミスです、入力のリターン
ロスを計測すれば推測がつきます。
設計帯域でリターンロス（ＳＷＲ）が下がっていれば（谷になっていれば）、問題ありま
せん。
以前に私が失敗したように、ＮＦだけで調整してゆくと、ＳＷＲが非常に悪くなって行き
ます。
特に基板で作ってゆくと、全く違った帯域でＧＡＩＮが出てきますが、やはりマッチング
のミスです。
プリアンプの基板はマキ電機のケースに収まるようにしましたので、流用が出来ます。
何度かこの基板でプリアンプを作ってみましたが、ラフに作ってもＮＦ１．０以下、
ＧＡＩＮ３０ｄＢ以上になるようで、定数さえしっかりしていれば、再現性も良いようです。
但し、キャビティのように、共振セクションが無いので、かなりの広帯域特性になりますが、
デバイスの能力が高いので、かなり強い帯域外の電波を受けても、影響は少なそうです。
２段目もＭＭＩＣでなくてＦＥＴにすれば、さらにＮＦが下がりますが、マッチングが難
しくなるので、今回は諦めました。
もう少しＮＦの低いＭＭＩＣがあれば楽なのですが・・・
ところで、ＮＦの低いデバイスですが、いろいろと調べてゆくと選定はかなり難しいようです
。
入手の問題も有りますが、大抵のＦＥＴは１０ＧＨｚ帯用に作られていますので、かなり周波数の外
れた２．４ＧＨｚ帯ではマッチングに苦労します。
Ｓパラをみて、パワーマッチすれば問題ないのですが、ＮＦ最良にマッチングを持ってゆ
くと、５０オームからは程遠くなってしまいます。
ＧＡＩＮ最良でのマッチングでしたら、５０オーム近くになるのですが、ＮＦはかなり悪化
します。
さらに、デバイスのＫファクターも考慮しないといけませんね。
私感ですが、入手できるＬＮＡ用のＦＥＴでは、ＦＨＸ３５ＬＧ、ＦＨＸ７６ＬＰ、ＮＥ３２１０Ｓ
０１等が有りますがやはりＦＨＸ３５ＬＧが作りやすいですね。
ＦＨＸ３５ＬＧですが、ドレイン−ソース間電圧は２Ｖ、ドレイン電流は１０〜２０ｍＡ程
度がＮＦ最良になるようです。
これは、１２００ＭＨｚ、２４００ＭＨｚでも同じような結果でしたので、もし手持ちの
プリアンプがある方は、調整してみると良いと思います。
あと、電源ですが、レギュレータのリップルは十分に少なくした方が、好結果ですので、
私は電解コンデンサーには１００マイクロファラドを使っています。あと回路上でもリップルを無くす
工夫が必要です。
このプリアンプはＧＡＩＮが３５ｄＢ以上も有りますので、アンテナ直下に使えば、かな
り長い同軸ケーブルでも総合ＮＦが悪くならずＦＢです。
もし、５Ｄ−ＳＦＡを２０ｍ使うと、２４００ＭＨｚではロスが６ｄＢ以上もありますので、
もしプリアンプ無しでしたら、アンテナ利得は１／４にＮＦは６ｄＢ悪くなります。
ですから、プリアンプの使用はかなり有効です。
コスモウェーブから基板、パーツ付基板、完成品を販売してもらうことになりました。
そこで、基板を入手した方の為に調整法を解説します。
パーツ付基板の製作例です。
まず初めに基板にＦＥＴ（ＦＨＸ３５ＬＧ）を取り付けます。
ＦＥＴは静電気に弱いので、取り付けには十分注意してください。
はじめにＦＥＴのソースをグランドパターンにつけます。このときハンダを十分しっかり付けてください。
ドレイン、ゲートと付けると良いでしょう。
基板をケースに取り付けます。ＶＣＣと貫通コンを接続します。
電源を接続したら、各部の電圧を測定します。
・７８Ｌ０５の出力側が５Ｖであること。
・７６６０の出力側（５番ピン）が−５Ｖであること。
調整は２０ＫΩのＶＲでパワーが最大のところにバイアスを調整します。
そのときにドレイン電流が１０〜３０ｍＡでしたら正常です。ドレイン電流の測定は、ドレイン抵抗１０オームの
両端電圧が０．１Ｖ〜０．３Ｖになっています。
もし値が大幅に外れているときは、ＦＥＴのハンダ付けを見直してください。
それでも駄目なときは、ＦＥＴを交換してください。
そのご、ＦＥＴ入力側のＵ字コイルを調整し、ゲインが上がる用に少し変形させて調整してください。
以上で調整終了です。
ＦＥＴは熱で出力が下がって来て、ＮＦも悪化しますので、放熱は十分行ってください。
また、入力電圧を７Ｖ程度まで下げるのも良いでしょう。
大まかな調整でも、GAIN35ｄB、NF1.0以下になると思いますので、作ってみてください。
キットを希望の方はこちらまで、ご質問もフォームでお願いします。
回路図はこちらです（PDF）
購入はコスモウェーブ・オンラインショップ
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２４００ＭＨｚプリアンプの製作