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150MHz版の送受信機の
感度、妨害耐性の評価
株式会社　数理設計研究所　玉置晴朗
実験日　2007/09/13
2007/09/13 - 2007/09/24		 Index

概要

　㈱西無線に依頼した微弱電波用の送受信機、150MHz版受信機の感度と妨害耐性の評価である。ただしこれらは受信機単体ではなく受信解読ソフトとの総合能力です。受信機単体でもかなりの性能がありますが単体試験はしていません。
  1. 感度　-140±0.5dBm　（受信成功率50～100％）
  2. 受信信号が低レベル(-80dBm)以下の実用場面では
    ±1kHzで+10dBぐらいの妨害耐性がある

実験

感度

システム構成：
作業机 床の上 鍋の中 机
SS信号
発生器		 → 供試TX
150.88
MHz		 -21.2
dBm		 Dumy
Load
(ATT)
-40.7dB		 -61.8
dBm
 MN63A(ATT)
表示 -43dB
内損 -4dB		 -108.8
dBm		 10m3D2V
-1.2dB ?		 -110
dBm		 ATT
-30dB		 -140
±0.5
dBm		 SS受信機
-140±0.5
dBm		 → PC
CF-29
SS解読
MS2606A
モニタ
　実験に困難を感じるほど受信機の感度が高く、実のところこれでいいのか今でも不安だ。しかし、野外実験でえられた距離に相当する感度でもあるし、一応はそれなりのものではないかと考えている。

　受信感度が非常に高いので、測定可能なレベルまで基板やケーブルからの漏れ電波を遮蔽するのが困難だった。結局、部屋の片隅に発信機と測定系を置き、対角線の反対側まで３D2Vケーブルで中間的に減衰させた信号を送った。さらにその信号をATTで30dB減衰させて、（ステンレス鍋のなかに押し込んで）シールドした受信機に与えた。同軸からの漏れ電波なども配慮し、各部のレベル配分が大事。送信機や受信機はアルミホイルで２重３重にシールドし、鍋にはアルミ箔をはさみ大判の両面基板で押さえつけた。

結論：　-140±0.5dBm　まで受信、-141dBmではNG
DSC05224.JPG 　送信機はアルミホイルに包んで直接ダミーロード（DL）兼用のATTに接続。
　DLはNEC製で150MHzにおいて-40.66ｄBのモニタ出力がある。
DSC05227.JPG 　約7m離れた場所に置いた受信システム。ステンレス鍋の中に電池、受信機を放り込んでアルミ箔でシールド。
　鍋の外にATT（-30dB）を配置して強力な信号を鍋の中に入れない。

妨害耐性


RX入力レベル　-56.76dBm　の時の近接CW耐性		 　Δ0Hzでは+8dBぐらい大きい妨害信号に耐えるが帯域内ではおおむね+1dBを越える混信があるとNGになる。

　高い周波数側で混信の耐性が小さい。低い周波数側では耐性が大きい。高い周波数側はオーディオ周波数では逆yに低い周波数として逆転している。つまり高い周波数側とは低いビートとして出てくる。
　受信レベルとの兼ね合いがあるはずだし、低い周波数側で耐性が小さいのは低域の大振幅でクリップしている可能性もある。

RX入力レベル　-67dBm　の時の近接CW耐性
RX入力レベル　-88dBm　の時の近接CW耐性
追加：RX入力レベル　-101dBm　のΔ0Hzでは+11dB

　すべてのグラフで一番下端が受信強度である。受信帯域内の混信は0～8dB大きい信号に耐える。しかし、スペクトラム拡散で一番問題があると言われているCWで同一レベルから+10dBまで耐えることが確認できた。
　妨害波の影響が中心対象でないのはRX→PCのレベル調整が十分ではなく、クリップしているからだと思える。低域側でクリップすると含まれているはずの信号が大きく失われ、高い周波数で影響が少ないのはクリップ区間が短く影響が少ないからでしょう。利得調整はPC側のアナログレンジ切り替えでする予定。		 同期補足した後に、同期を維持しつつ混信に耐える方式ではないので、こんなものかと思える。

計算ファイル nearsig.xls へのリンク

混信波の排除

Plus1K.png +1kHzで+10dBぐらいの妨害波を受信している状態

上段が受信スペクトル
中段が逆拡散後スペクトル
上段の受信スペクトルを逆拡散したら中段に上段の妨害波があった周波数を中心としてノイズが拡散分布しているのが見える。まったく教科書どおりだ。

測定装置

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