Making A Return Loss Bridge Copy right 2023 Ja2kai
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リターンロスブリッジを作る
久しぶりにアマチュア無線にカムバックするために狭い庭にアンテナを建ててみましたが、SWRが下がりません。
あれこれ試す内に、バランを取り除いて同軸ケーブルを直接アンテナエレメントに繋いだところ、SWRが下がって目出度しメデタシ。
でも、何故？バランの動作がおかしいのか？目視では何ら不都合があるようには見えません。
そこで、リターンロスブリッジを作って、原因を究明することにしました。
リターンロスブリッジが何なのか。その動作原理はどうなのかについては専門書をご覧ください。
この記事は動作確認の為に制作したリターンロスブリッジついてです。
制作したリターンロスブリッジの様子(横から)
制作したリターンロスブリッジの様子(後ろから)
---以下、鋭意作成中---
次に回路図、アイロン転写用のパターン及びレイアウトを示します。
#SCH.pdf#どこにでもあるような回路ですので掲載しません。
#PCB.pdfアイロン転写用パターンはありません。
#LAY.pdf基板上の部品のレイアウトもありません。写真を参考にしてください。

制作上の注意点
  • 使用する50Ωの抵抗は、正確なものを選別する必要があります。私は100Ω1/4W型金皮抵抗２本を並列にしました。2本を並列にすることで容易に抵抗値を正確に50Ωに揃えることができます。
  • あとは、最短距離で配線することとグランドの引き回しくらいですね。それが難しいんですけど、、
    • 制作したリターンロスブリッジの性能測定
    測定にはスペアナはSIGLENTのSSA3021XPlusを使用し、スパンを0Hzから500MHzにしてみました。結果は画面キャプチャソフトで取得しました。
    コネクタ、抵抗、コイルなど使用した部品がHF対応のものなので、結果もHF対応となりました。
    DUT端子をオープンにしてTG-スペアナをノーマライズしたときの写真です。
    ノーマライズしているので(当然に)平らです。
    DUT端子をショートしたときの写真です。これはSWR=∞に相当します。
    原理的にはオープンにしたときと同じになる筈ですが高域ほど誤差が増えています。
    DUT端子に直接50Ωの抵抗を接続したときの写真です。
    このときの減衰が大きいほどリターンロスブリッジの性能がよいことを示します。この程度では、高性能とは言えないですね。
    DUT端子に約1.5mの50Ω同軸ケーブルを介して50Ωダミーロードを接続した状態です。
    あまり綺麗ではありません。今までHF帯で使用していましたが"知らぬが仏"とはこのことですね。でも低性能とはいえ、このくらいのことは測定できます。
    実はあまり良くなかったダミーロード
    フロートバランをFB801-43に変更してみる
    あまり満足できないものを使うのも面白くないので性能アップを試みてみました。変更点は次のとおりです。
  • RLBを構成する50Ωの抵抗を1/6Wサイズの1/4W型に変更した。
  • フロートバランを得体の知れないコアからFB801-43(6回巻き)に変更した。
    • その結果は次のようになりました。(DUT端子オープンの写真はフラットになるに決まっているので省略。)
    DUT端子をショートしたときの写真です。高域のダラ下がりが改善されています。
    DUT端子に50Ωのダミーロードを接続したときの写真です。素晴らしい。ですが、帯域が狭くなっています。
    この特性はHF帯での測定に適しています。スペアナのスパンを0Hzから50MHzにして観測したところ次のとおりになりました。
    HF帯では-40dBmに達しています。
    さらに減衰を小さくするには、各抵抗の値を精密に50Ωに揃えることと、浮遊容量への配慮が必要となります。
    また、VHF帯用にはフロートバランの巻数を少なくした方が良いかも知れません。

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