ダイヤモンドアンテナでおなじみの第一電波工業株式会社から、コモンモードフィルターCMF250が発売となりました。

CMF250の外観(第一電波工業(株)Webサイトより)

CMF250の特性図と仕様(第一電波工業(株)CMF250取扱説明書より)

今までハイパワー局用のCMF2000やCMF5000が販売されていましたが、そこまでのハイパワー仕様を要求する方は少数派です。それにお値段も･･･ hi 今回は、私流というかアパマンハムならではの使い方を提案していきたいと思います。まずはちょっとだけお勉強を･･･。

コモンモードフィルターのウンチク

アマチュア無線におけるコモンモードノイズは、無線通信の品質を大きく左右する要因の一つであり、その対策としてコモンモードフィルター(コモンモードチョークコイル)は非常に重要な役割を果たします。

アマチュア無線におけるコモンモードノイズの原理と影響

アマチュア無線において、コモンモードノイズは主に以下のメカニズムで発生し、様々な影響を及ぼします。

(1)発生原理
・アンテナの不平衡給電:

・アンバランスな伝送路:

・高周波の回り込み:

・接地環境:

(2)アマチュア無線における影響:
・TVI/BCI(テレビ・ラジオへの妨害):

・いわゆる回り込み:

・受信ノイズフロアの上昇:

・SWRの悪化:

・人体への高周波被曝:

・周辺機器への影響:

コモンモードノイズとその伝わり方(第一電波工業(株)CMF250取扱説明書より)

(3)アマチュア無線向けコモンモードフィルターの原理と効果
アマチュア無線で用いられるコモンモードフィルターは、基本的に汎用のコモンモードフィルターと同じ動作原理ですが、扱う周波数帯や電力、環境に合わせて設計・使用されます。

●原理(再確認とアマチュア無線への特化)
・磁性体コアの利用:

・同相電流への高インピーダンス:

・逆相電流への低インピーダンス:

アマチュア無線においては、送信出力が大きいため、コアの飽和を防ぐことや、広帯域での効果を考慮した設計が重要になります。

●効果
アマチュア無線に特化したコモンモードフィルターの効果は以下の通りです。

1. 送信時のインターフェア(TVI/BCI)防止:
   • 同軸ケーブルの給電点付近や、無線機の出力コネクタ直後、あるいはアンテナチューナーの入出力部などに挿入することで、同軸ケーブルの外部導体から不要な高周波が放射されるのを防ぎ、テレビやラジオ、その他の家電製品への妨害を大幅に低減します。特にハイパワー運用時には必須の対策です。
   • 電源ラインやアース線に流れるコモンモード電流も抑制することで、家庭内の配線を介した電波障害を防ぎます。


2. 受信感度の向上とノイズ対策:
   • 受信時において、外部から同軸ケーブルや電源ライン、アース線などを介して侵入するコモンモードノイズを効果的に除去します。
   • これにより、受信ノイズフロアが下がり、Sメーターで確認できるほどノイズが減衰し、微弱なDX(遠距離交信)信号の了解度が向上します。特に都市型ノイズが多い環境で大きな効果を発揮します。
   • デジタルモード(FT8など)での受信ノイズを減らし、デコード率を向上させます。


3. 無線機の安定動作と保護:
   • 無線機筐体への高周波の回り込みを防ぎ、無線機内部の回路の誤動作や不安定な動作を抑制します。
   • SWRの改善に寄与し、無線機への不要な反射電力を低減することで、無線機の終段保護にもつながります。


4. 人体への影響軽減:
   • 高周波の回り込みによる不要な電磁波の放射を抑制するため、オペレーターや同居人の高周波被曝リスクを軽減します。


5. 広帯域性:
   • アマチュア無線では様々な周波数帯を使用するため、広帯域で効果を発揮するコモンモードフィルターが求められます。特に、フェライトコアの種類(材質)や巻数によって、効果を発揮する周波数帯が変化するため、使用するバンドに合わせた選択が重要です。HF帯からVHF/UHF帯まで対応する製品も存在します。
   • 製品によっては、特定のバンドにピークを持たせて、より高い減衰量を確保するものもあります。

なぜコモンモードノイズが抑制できるのか? (第一電波工業(株)CMF250取扱説明書より)

(4)導入のポイント

・設置場所:

・適切なコア材の選択:

・耐電力:

・自作も可能:

コモンモードフィルターは、アマチュア無線において安定した通信環境を構築し、電波障害を防止するために欠かせないアイテムです。ノイズに悩まされている場合は、積極的に導入を検討する価値があります。

CMF250の使用法(第一電波工業(株)CMF250取扱説明書より)

アパマンハムならコモンモードフィルターをどう使う?

堅苦しいお話はこの辺にして、今度は具体的にどう使うか? を考えてみたいと思います。

私の使い方(特にHF帯)ですが、次のようにしています。
・無線機のアンテナ端子付近、ならびにワイヤー系ATUの入力端子付近に装着
・ATUの制御ケーブルのATU付近と電源付近にもコモンモードフィルターを装着

今回ご紹介するCMF250は前者に使用するのが適しています。私のところは100W固定局ですので、CMF250を2個、使用する形になります。屋外側は、防水効果を狙って、ATUと合わせてプラスチックのボックスに入れて使用しました。

収納ボックスを流用しました(アイリスオーヤマ(株)Webサイトより)

ATU設置当初は、コモンモードフィルターを入れていませんでしたが、インターフェアや回り込みはありませんでした。しかし、コモンモードフィルターを入れたところ、ノイズレベルが少し下がりました。これだけでも導入したメリットがありましたね。さらにインターフェアや回り込みについても、さらに安心することができ、精神衛生上、よかったと思ってます(これが一番大きいかもhi)。

ストレスがないのは精神衛生上グッドです

コモンモードフィルターは、「転ばぬ先の杖」的なイメージが強いです。しかし、何か問題を起こせば以後の運用ができなくなる可能性のあるアパマンハムにとっては、とても有益だと思います。今後はモービル運用でも使用してみたいと思います。(以前、CWを送信すると、符号に合わせてワイパーが誤動作した経験あり。まるでマンガの世界hi)

転ばぬ先の杖hi