PATHpilotのブログ

ISSが日本海を通ったタイミングで通信を試してみた。 

以下が自分が送ったシグナル。

ISSのログをみると15時47分16秒に送ったポジションデータのみが受信されたようだ。

JK1ZRW-11が受信したISSパケットも同じ結果となっている。

残念なのはJM8SMOが当局宛に信号を送ってくれてたのに、それが受信出来なかったことだ。

日本アマチュア無線工業会のアンテナ利得大研究資料をみると、5/8λGPの段数による指向性特性がわかる。

今回の通信で使っていたのは3段GP。これは仰角がほとんどない。とりあえず2段GPに付け替えてみた。
これで次回挑戦してみたい。

UISSを使ってISSにパケットを送ってみた。

ISSの軌跡をOrbTrackで確認し、日本本土上空にくるまで待機。日本上空に来たことを確認してまずはAPRS Positionを送信。次にAPRS Messageを送信、続いて再度APRS Positionを送信した。最初のAPRS PositionとAPRS Messageの間にBU2DRからRS0ISS経由信号を受信した。

ariss.netでISSが受信した信号を確認できる。

日本の上にJA0WBTが表示されている。ISSに受信されたようだ。

Station ListのトップにJA0WBTが座標とともにリストされている。

Recent activityリストにJA0WBTがリストされている。順番に送ったAPRS Position、APRS Message、APRS Positionがログられている。

ちなみにStation ListのJA0WBTをクリックすると、その座標情報からGoogle Mapが表示される。

以上により、3段GPでISSに145.825MHzのAPRSパケットが届くことが確認できた。

ここまでは、めでたし、めでたし。

追記

JJ1WTK局のWebページでJA局が受信したISSパケットを見てみた。

時間で追っていくと、最初のポジションデータ送信はJJ1WTKとBU2DRの2局が受信し、それをI-Gateに上げたのだと読める。

2023-03-23 07:33:27 : JA0WBT>CQ,RS0ISS*,qAR,BU2DR-3:=3540.79N/13738.12E-NAGANO, Japan PM85TQ {UISS54}
2023-03-23 07:33:26 : JA0WBT>CQ,RS0ISS*,qAS,JJ1WTK-6:=3540.79N/13738.12E-NAGANO, Japan PM85TQ {UISS54}

次に送ったMessage送信はBU2DRとJK1ZRWの2局が受信し、それをI-Gateに上げたのだと読める。

2023-03-23 07:34:21 : JA0WBT>CQ,RS0ISS*,qAR,JK1ZRW-11::SAT      :Hi All.
2023-03-23 07:34:21 : JA0WBT>CQ,RS0ISS*,qAR,BU2DR-3::SAT      :Hi All.

最後のポジションデータ送信はJK1ZRW局が受信し、それをI-Gateに上げたのだと読める。

2023-03-23 07:36:02 : JA0WBT>CQ,RS0ISS*,qAR,JK1ZRW-11:=3540.79N/13738.12E-NAGANO, Japan PM85TQ {UISS54}

ISSはDigipeaterなので、地球から送られたパケットをレピートするわけだ。それを地球で受信している。

自分が送ったパケットはUI-View32とUISSの両方のログには残らない。なので送ったかどうかはUISSのログ頼りとなる。

解釈、合ってるかなぁ。。。。

IC-705のVBUSに接続されている過電圧保護用ツェナーダイオードが焼けてしまった。焼けちゃったらダメだろーって思うんだけれど。

ちなみに、リペアセンターによると焼けたツェナーダイオードは以下とのこと。
ダイオード：1SMB5920BT3G
ツェナー電圧：定格6.2V

つまり6.2V以上がVBUSラインに加わると焼けるそうだ。これは困る。なので過電圧保護回路を入れたい。

ツェナーダイオードの電圧と電源供給電圧をLM358で比較し、MOSFETをスイッチングする。MOSFETのオンオフをするトランジスタは汎用トランジスタの2SA1015だ。LEDをON/OFFする2SC15815とはコンプリメンタリな関係のトランジスタだ。回路としてはコンパレータとMOSFETにスイッチングトランジスタと、非常にシンプルな回路となっている。ツェナーダイオードを切り替えることにより、5Vラインと13.8Vラインの両方に対応できるようにした。

この回路をベースに作業を進める。なお、ツェナーダイオードからDC IN＋への接続に20KΩと1KΩがパラレル接続になっている理由は本文後半に記載している。

スイッチングトランジスタとして2SJ555をつかう。2SJ555のオン抵抗が0.017Ωととても小さいためで、損失が少ないから都合がよい。

ゲートソース間電圧を確認する。

15V時
ゲートソース間電圧　VGS ＞ 14V となるのでIDは無限大となる。
6V時
ゲートソース間電圧　VGS ＞ 4V となるのでIDは70Aとなり、問題なし。

次に、記事には無かったゲート抵抗を加える。必要となるデータはターンオン時の上昇時間またはターンオフ時の下降時間（どちから短い方）、ゲートチャージだ。

15V時
ゲートチャージ VGS=14Vで180nc
ターンオン上昇時間（270ns）とターンオフ下降時間時間では上昇時間が短いので、ターンオフ時により多くの電流が流れる。ターンオフ時の電流に合わせてゲート抵抗を求める。

電流値 = 180nc / 270ns = 0.67A
ゲート抵抗値 14V / 0.67A = 20Ω

6V時
ゲートチャージ VGS=4Vで40nc
電流値 = 40 / 270 =0.14
ゲート抵抗値 4/0.14 = 28Ω

以上より22Ωとしてみる。

パーツの配置を考える。配線が交差しないように、幾度かリトライ。

配置が決まったのでパーツをセットして、電源ラインに1.6mm銅線を配置する。

出来上がった基板。
表側：

裏側：

負荷として10KΩを接続して遮断電圧の調整をしてみる。

9.1Vツェナーダイオード

コンパレータとして動作するオペアンプの出力が変化する時、つまり＋とーの電圧値が拮抗するところではオペアンプ出力が以下のようになることが分かった。

入力電圧：15.58V オペアンプ出力 LOW

入力電圧：15.70V オペアンプ出力 HIGH

この中間電圧では以下の波形となった。

入力電圧: 15.61V

入力電圧：15.62V

実際問題、このような電圧で入力電圧が安定することはないと判断されるので、特に問題ないと思う。

3.6Vツェナーダイオード

3.6Vツェナーダイオードの場合、VR50KΩの範囲では調整できなかった。というよりもツェナーダイオード電圧が3.6Vにならず、2.0V程度になっていた。調べてみるとダイオードがにツェナー電圧によりブレークダウンするため必要な最小電流として通常5mAから10mAの間の電流が必要のようだ。適当に抵抗を決めたのが良くない。そこで電源からツェナーダイオードに繋ぐ抵抗20KΩに1KΩをパラに接続（0.95KΩ）し、電流量を増やしてみた。6Vで約6mA流れる。

結果うまくいった。

ケースへの収納

ダイソーで買ってきた3個で100円のキッチンプラケースに基板を収納した。

この状態で、総抵抗5オームのセメント抵抗を取り付けて電流試験（約3A）を行った。セメント抵抗はかなり熱くなったけどMOSFETは特に発熱はしなかった。これはオン抵抗が小さいことが効いているんだと思う。

蓋をして定電圧電源に接続、この先はIC-705の外部電源端子に繋がる。
 

まぁ、良い感じで仕上がったと思う。

ポールに7MHz 1/4λバーチカルアンテナを取り付けた。

ポールの上から4段目長点に巻き尺とアンテナワイヤーを固定し、ポールを伸ばした。以降、アンテナアナライザーAA-1500で共振点を探しながらワイヤー長調整を行った。

ワイヤの根元はボックスで同軸に接続している。同軸外被側は車体に直接接続している。

調整の結果、7.1MHzの共振点はワイヤー長7.9mで得られた。計算値（300/7.1＝10.56）よりも随分と短い。

給電点を軽トラ運転席上にずらしたりすると共振点がさらに低い周波数に移動した。アンテナ系としてどういう形になっているのが分からないが、とりあえずSWR＝1.01という驚異的な値になったのでアンテナ的にはこれ以上調整のしようがない。

このあと、QRP 5Wで栃木と埼玉の局とつながりともに57のレポートを頂いた。これは使えそうだ。

追伸：

移動して運用すると共振点が変化することがわかった。地面によって変化するようだ。そこでワイヤー長を調整できるように、ワイヤーを10センチ単位で切ってギボシ端子で連結した。

今後、ロケーションによる共振点変化のデータを取っていきたいと思う。

ヤフオク!で購入した16メートルアンテナマストを軽トラに取り付けてみた。

取り付ける前の荷台の様子。運転席後ろに取り付けてみる。

マストの根元固定部。合板に角材をコの字にネジくぎで固定し、その合板をM8のボルトで荷台に固定。ボルトには大型平ワッシャを入れてある。このM8のネジは荷台取り付けネジを外して、そのネジ穴に固定している。

ネジ位置は排水の為の段差があるので、12mmの合板を入れてある。

マスト根元を入れた様子。

マスト上部は軽トラの鳥居に、C型クランプで固定する。

C型クランプにはリピート型結束バンドで固定する。

軽トラの鳥居とC型クランプとの間に傷防止も兼ねて滑り止めのゴムを入れてある。

アンテナマストを伸ばした状態。

16メートル伸ばした状態。

根元部分や鳥居との固定部に若干の隙間があるので、固定を確実にするためにスペーサーを入れる予定。

その後は10メートル電線をマストに沿って固定し、7MHz 1/4λホイップの実験に移る予定。

移動用アンテナの基本形として、垂直ダイポールを作ってみた。

アンテナ自体はとってもシンプルなんだけれど、持ち運びを念頭に全体を仕上げるのはちょっと工夫が要る感じ。

アンテナはアルミ線を塩ビパイプにリピート型結束バンドにて固定し、BNC (J) Wターミナルを接続し、同軸ケーブルからの直接給電としている。

調整後のアンテナ総長は95cm。145MHzで短縮率0.98としても101cmと計算されるので、思いの外短い。

三脚に取り付けた状態。三脚は半分伸ばした位だが、それでも給電点地上高は2m以上ある。

この状態でのAA-1500によるSWRチャート測定結果が以下となる。ちょっと高め（アンテナ短め）となっているが、145MHzを中心にSWR<1.2は144.30から146MHzと運用上は特に問題がないと思われる。

とにかく構造が簡単なので、移動先でも調整することもなく（調整するにも出来ない）運用が可能というところがうれしい。

手荷物としてまとめた姿。

EchoLinkでの特定局からの接続を拒否する方法。ちょっと場所が分かりにくかったので備忘録。

Tools -> Preferences

Deny these calls に接続拒否局をセットする。

接続拒否設定された局の端末では以下のメッセージが表示される。

Connection Failed.
Cannot connect to JA0WBT-L - Access denied

こんな表示なので、相手にはアクセス拒否設定されたことがわかってしまうんだけれども。。。。

IC-705が届いた。これでD-STARが出来るようになる。

さて、ターミナルモードを設定する前段階として、ネット環境の設定をしないといけない。そもそもIC-705がそれ以前のリグに比べて優れている点はWifiを具備し自らが直接インターネット接続できることで、ゲートウエイを内蔵したことにあるようだ。705以前はインターネットに接続したPCを用意し、それをゲートウエイとすることでターミナルモードを実現していた。

一般的にインターネットで双方向通信を行うには双方がグローバルIPアドレスで通信することになるが、普通は家庭内機器にグローバルIPアドレスを割り当てることは容易ではないので、ポート開放（Port Forwarding）を使うことになる。ポート開放はルーター上で行うので、ポート開放されるリグとルーターは一対一の関係となる。この関係を確実なものとするためケーブルでのネット接続が望ましい（というか安心だ）。Wifiを使うと話はややこしくなる。Wifiルーターが2台以上ある家庭で、PCやリグ側でWifiアクセスポイントを複数設定してあると、Wifiの接続状況に応じてWifiアクセスポイントを自動で切り替えるからだ。これだと一対一の関係が維持できない。

家庭に複数台のWifiルーターがあったとしても、契約プロバイダーが一つだと家には終端装置が一つだけで、まずはそこにWifiルーターが接続されているはずだ。これを元ルーターと呼ぶと、それ以外のWifiルーターはその元ルーターからカスケード接続されることになる。一方ポート開放は元ルーターに対して設定するので、ポート開放前提のリグはこの元ルーターに接続しないといけない。そもそも、複数台のWifiルーターを備えている家は家の場所によっては元ルーターの電波が届き難いからだと思う。つまり、リグの設置場所は元ルーターの電波がそれなりの強度で飛んでこないといけない。ということでシャックと元ルーターの位置関係が問題となる。

内はこの位置関係においてハズレだった。シャックの位置は動かせないので元ルーターを動かすことにした。終端装置の直ぐ横に置いておいたルーターを屋根裏に移動した。古民家ゆえ、ほこりっぽいのでシューズが入ってた箱にいれた。

これでポート開放設定するWifiルーターがシャックの近く（正確には家の真ん中）に設置できたので、ポート開放が設定できる。

さて、705にはポート開放に加えてUDPホールパンチが備わっている。とりあえず分かっている範囲でその違いをまとめてみた。

ポート開放による局間QSOはとてもシンプルで双方が相手のグローバルIPアドレスに送信するだけだ。コールサインとIPアドレスのテーブルは管理サーバーが持っているので、送信に先立ってToコールサインのIPアドレスを管理サーバーに問い合わせる。呼び出しを受けた際に相手先コールサインをRX-＞CSボタンで設定するのは、管理サーバーにIPアドレスを問い合わせるコールサインを設定するためのようだ。また、ターミナルモードを使うには管理サーバーに自身のコールサインを登録しないといけないのもこの理由によるみたいだ。実際コールサイン登録時にIPアドレスが登録項目にあったが、あれがIP値の初期値だったように思う。このIPアドレステーブルは実際に管理サーバーにアクセスする度に更新されるので、初期値はどうでもよいみたいだ。

一方UDPホールパンチによる局間QSOはちょっとややこしい。そもそもポート開放を行わないので自分の信号をどうやってルーターの裏にいる相手局に届けるかが問題だ。UDPホールパンチはNATテーブルを活用してこの課題を解決しているようだ。

NATテーブルはルーター裏のローカルIPと通信先となるインターネット上のグローバルIPアドレスを関係づけている。つまり送信元のローカルIPアドレスと送信先のグローバルIPアドレスの関係を保持することで、送信先から返答が戻ってきたときに、その返答をこのテーブルをつかって送信元のローカルIPアドレスに届けるわけだ。つまり発信元手動のテーブル設定になっている。よってこの方法ではインターネットからの呼び出しを受け取ることができない。

UDPホールパンチでは、まず通信する2局を決めてから、それぞれの局側のルーターに、お互いの相手局に向けての信号を送ることで、NATテーブルを作成させる。そうすることで、相手局からグローバルIPアドレスでおくられてきた信号をロカールIPアドレスに変換するようにしている。そのため、交信相手を決めると、管理サーバー経由でその交信相手に自分への信号をおくる（NATテーブルを設定する）指示を出す。自分は交信相手が分かっているので管理サーバーにその相手局コールサインのグローバルIPアドレスを問い合わせ、そのグローバルIPアドレスに信号を送ることでNATテーブルを設定できる。一旦NATテーブルが設定できれば、双方向通信が可能となる。

課題は、こちらから呼び出すことが前提条件で、任意の局からの信号を待ち受けることはできない。

設定が終わったらならやま自動応答で自分の信号が正しくネットに送られたことを確認する。

上記が確認できてからエコーサーバーに接続すれば、自分の変調をエコーバックしてくれるので、変調が乗ることも確認できる。

これらの局は705の個人局リストに登録済みになっている。というか、そう意味だったのね。

IC-705のターミナルモードで海外レピーターをモニターしたい。それには海外レピーターリストをインポートする必要があるようだ。

ICOMのホームページから更新レピーターリストをダウンロードする。

ダウンロードされるZIPファイルの中身はこんな感じ。

まずは買ってきたmicroSDカードをIC-705にセットしてフォーマットし、設定セーブを実行する。
SET -> SDカード でそれらが実行できる。実行が終了したらIC-705の電源をオフしてmicroSDカードを取り出す。

取り出したmicroSDカードをPCにセットして内容確認。microSDカードはこんな感じのフォルダー構成となっている。

ダウンロードしたZIPから以下の2つのCSVファイルをIC-707￥Csv￥RptListに保存する。
705_J_GPS_200618.csv,  705_J_RPT_221222.csv


RepMoni_sample.csvはIC-705￥RptMoniに保存する。

icfファイルはIC-705￥Settingに保存する。

保存が完了したら、microSDカードをIC-705に戻し、パワーオン。

以下を実行して海外レピーターリストと、日本のレピーターリストを導入する。

① SET -> DVレピーターモニター設定 -> 接続先IPアドレスリスト（海外）-> RepMoni_sample.csv

② SET -> SDカード -> インポート/エクスポート -> インポート -> レピータリスト -> 705_J_RPT_221222.csv  

以上を実行したところで、早速海外レピーターをモニターしてみた。USAに合わせると確かにMONIが白表示されている。ずっと聞いているとCQを聞くことができた。まずは設定はうまくいったようだ。

追伸

接続先IPアドレスリスト（海外）はインポートしない、つまりmicroSDを直接アクセスすることになるようなので、このmicroSDはIC-705のスロットに挿したままとなる。

IC-705にパワーアンプMX-P50Mを接続した場合の送信出力測定結果。

MX-P50M製品仕様 (Aliexpressより)
-周波数帯域: 80m 40m 30m-17m 15m-10m
動作モード: ssb cw am、rtty、fm-デューティーサイクルの削減
-RF入力: 5w
パワーアウト: 45w
-Bandモード: 手動
-必要電力: 13.8v 8a、赤 "" 黒 "-"
-冷却方法: パッシブ空冷
アンテナコネクタso-239 50オーム
-サイズ: 155*100*35ミリメートルd * ワット * h
-重量: 0.55kg

MX-P50Mのパワー測定環境は下図の通り。ダミーロードで終端したSWR/パワーメータにてMX-P50Mの出力を測定する。IC-705の外部電源は外部電源からの供給としている。

システム全景。MX-P50Mの電源は13.8V/30Aの電源で供給する。

同軸ケーブルの接続の様子。

パワー測定はIC-705出力の最大出力を10Wに設定した上で、出力レベルを10％から50％まで10％間隔で増加させることで測定した。52%を測定しているが、これは52%がリコメンデーションとのアドバイスを頂いたため。

7.090MHz

３.5MHz、21MHz、28MHz

結果と考察

製品仕様として最大入力5Wに対して出力は最大40Ｗとなった。周波数によって最大出力は変化して、28MHzでは40Wに対して21MHzでは32Wとなった。また入力３Wまでは出力はリニアに増加するが、それを超えると周波数によって出力の伸びは変化する。傾向としては4Wを超えると出力はサチる感じである。よって、最大入力4Wまでが無理のない運用との印象を受ける。