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Zeenko ZK06-BM というLNAを買って使ってみました。LNAは初めての購入ですが、買ってよかった！
ということで記録しておきます。
↑アフィリンクではないのでご安心を。
公称スペック
商品ページにシリーズのスペック表がある。書き起こした(というかAIにOCRしてもらった)ものは以下の通り。
ZK06-BM スペック一覧
- Model（モデル名）: ZK06-BM
- Freq range（周波数範囲）: 10M–6GHz
Gain（利得）
- 2dB @ 100kHz
- 21dB @ 5MHz
- 25.5dB @ 10MHz
- 24.5dB @ 100MHz
- 21.5dB @ 1GHz
- 21dB @ 2GHz
- 20dB @ 3GHz
- 19.5dB @ 4GHz
- 19dB @ 5GHz
- 18dB @ 6GHz
NF（雑音指数）
- 2.3dB @ 10MHz
- 0.8dB @ 100MHz
- 0.6dB @ 1GHz
- 0.7dB @ 2GHz
- 0.7dB @ 3GHz
- 0.7dB @ 4GHz
- 0.8dB @ 5GHz
- 1.0dB @ 6GHz
OP1dB（1dB利得抑圧出力電力）
- 16dBm @ 10MHz
- 12dBm @ 100MHz
- 18dBm @ 1GHz
- 18dBm @ 2GHz
- 18dBm @ 3GHz
- 18dBm @ 4GHz
- 17dBm @ 5GHz
- 16dBm @ 6GHz
OIP3（出力3次インターセプトポイント）
- 26dBm @ 10MHz
- 31dBm @ 100MHz
- 31dBm @ 1GHz
- 30dBm @ 2GHz
- 31dBm @ 3GHz
- 28dBm @ 4GHz
- 27dBm @ 5GHz
- 24dBm @ 6GHz
Supply Current（消費電流・バッテリー）
- Charging: 210mA
- Total: 250mA
- Battery life: 6 hours
Note（備考）
- Broadband, low noise（広帯域、低ノイズ）
- Good flatness in the 1-6 GHz range（1〜6GHz帯での良好な平坦性）
- Recommended for use as tinySA ULTRA 5.8GHz preamplifier（tinySA ULTRA 5.8GHz用プリアンプとしての使用を推奨）
- Can be used to replace QPL9503, QPL9504 modules（QPL9503、QPL9504モジュールの置き換えが可能）
なぜZK06-BMなのか?
広帯域LNA導入の主目的は、1.5GHz帯の静止衛星信号の受信でした。しかし、それに特化しすぎてしまうとつぶしが利かないのが残念。できれば137MHz帯の低軌道衛星METEOR-M2シリーズの受信にも使いたい。なんなら、14MHzとか7MHz帯とかまでカバーできたら嬉しい。
一方で、あまりにも帯域が広いと信号が飽和して大惨事になるかもしれません。短波や中波まで行けば、そもそも同軸ケーブルの通過損失はほぼ無意味になるし、問題は信号の強さではなくノイズフロアの低さになるはず。
また、 -BM シリーズはバッテリー駆動なのも嬉しいところ。配線がゴチャゴチャになるのを回避するため、Bias-T (同軸ケーブルに直流電流を乗せて給電する)対応であればベストでしたが、安価なものだと中々見つからず。しかしバッテリー駆動であれば、その心配もありません。バッテリーは6時間しか持たないけれど、そもそも外で6時間も連続して使うことは無いはず。
そこそこの帯域幅があり、NFが最も低く、周波数特性がフラットなバッテリー駆動のモデルということで、ZK06-BMを選択しました。
ちなみにZK07-BM、ZK08-BM は数字だけ見ると+40dB近くあって最強に見えるものの、そこまで巨大に増幅すると、やはり飽和による混変調の問題が出てきそうなので回避しました。
また併せて、AliExpressでSMAオス―オス10cm同軸ケーブルを買いました。
工作のために切断したところ、かなり極細で損失がクソデカそうでした。短めなら大丈夫なはず…?
METEOR-M2 4をターゲットとした実地検証
ちょうど今日の昼間に仰角89°(!!)でMETEOR-M2 4が通過したので、受信してみました。
充電さえ済ませておけば、単にRTL-SDRの前段に挟むだけで良いのでとても便利！本当は給電点直下に置くべきですが、自作八木アンテナからコネクタを挟まず3mの同軸ケーブルをそのまま伸ばしてしまっているため、仕方なくRTL-SDRの直前としました。137MHzなら同軸ケーブル損失もそんなに大きくないはず…
測定機器を特に持っていないので正確なところはわかりませんが、問題なく機能していそうです。
LNAなしのときは+35dBでやっていましたが、LNAを繋いだときは25.4dBとしました。それ以上大きくすると混変調が発生したためです。
受信中から、ウォーターフォール上の信号強度が明らかに強力。デコードしたところ、期待通り過去最高の結果となりました。
ちなみに九州から沖縄あたりに被っている厚い雲は、台風30号によるものです。
過去回との比較は以下。最も縦に長いということは、最も長い間、信号強度がリード・ソロモン符号の復調閾値を下回らずに受信できたということになります。途中のデータ欠損も1行だけで、初めて日本列島全体が欠損無く取得できました。
各種メトリクスは以下の通り。過去最高回と比べて、Peak SNRで+10.5dB、復元CADUフレーム数で+1000フレーム、復元画像走査線数で+600px、復調維持時間で+141秒の改善となりました。
文句なしの大成功！
…だけど、1.5GHz帯のために作ったアンテナはLNAを繋いでも全く静止衛星からの信号を受信できませんでした。こうなってくるとアンテナに問題があるのは確実なので、調査を行わねば…
自宅ランダムワイヤアンテナでの検証
つぶしが効くということで広帯域のLNAを選んだので、他の周波数帯でも試してみました。
最も劇的だったのが433MHz帯。ビルに囲まれた20mのランダムワイヤではどう考えても受信できないし、実際これまで完全な更地だったのですが、LNAを挟んだことで受信が可能になりました。ミスマッチによる大幅な減衰をLNAでねじ伏せている感。
短波帯でもしっかり有益な様子で、現在FT8の受信によって効果を検証しているところです。
おまけ
広場でアンテナを振り回していたところ、知らない方から声をかけられました。若い頃に似たようなことをやっていて、とても懐かしくなったとか。そこで話を深堀りしていったところ、明らかに只者ではなさそうな雰囲気。哲学っぽい話がどんどん盛り上がり、最終的に2時間以上話しこんでしまいました。
名刺を頂戴したので帰ってから確認したところ、化け物じみた経歴を持つ超一流の哲学/倫理学系の(元)教授だということが判明。しかも、自分が興味を持ってる領域との関連性もすごく深そう。
LNAの実戦投入が吹き飛ぶくらいのめちゃくちゃな出来事でした。原神の世界任務でももう少し丁寧な導入をすると思う。
この世界が私に応えている!!!
一部の情報は古くなっている可能性があります
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