JTDXの設定

受信機の設定

　JT65はトランシーバーのUSBモードで運用します。
　USBモードの受信帯域幅（100〜3000Hz ）内に強い信号が入感すると、
AGC（Automatic Gain Control）が働いて弱い信号をデコードできなくなることがあります。
　この点を少しでも改善するように受信機を設定します。


１．FTDX5000 Series オペレーションマニュアル

　FTDX5000MPのフロントエンドブロックダイアグラムを下図に示します。
　アンテナから入った信号は、アッテネーター、VRF回路（プリセレクター）、BPF（バンドパスフィルター）、
RF AMP/IPO（ブリアンプ／Intercept Point Optimization）を経由して1stミキサーへ行きます。

JTDX_RX_Settings

　IPOは、アンテナからの信号を、RFアンプを通さずに直接1stミキサーに入れる機能だそうです。
　特に、ローバンドのオペレーションでノイズレベルが高くなっている場合に使用します。
　受信部RFアンプ（AMP 1, AMP2）はIPOとは逆に弱い信号を増幅して受信しやすくする機能です。
　利得（ゲイン）は、AMP1は約10 dB、AMP2は約17 dB、IPO1は0 dB、IPO2は-10 dBです。

JTDX_RX_Settings

　RF GAINツマミは受信部高周波増幅段および中間周波数増幅段の利得を調節するツマミです。
　ツマミは通常、時計方向にまわし切った利得最大の位置で使用します。
　ツマミを反時計方向へまわすとRF GAINが下がり、Sメーター表示のスタート位置が上がってきます。
　Sメーターのスタート位置以下の信号については聴こえないことがあります。

　IPOとATTはアンテナからの入力信号をフロントエンドで減衰させますが、
RF GAINコントロールは受信部全体の利得をコントロールしているAGCを強制的に働かせて受信部全体の利得を抑えます。
　ノイズレベルを抑えたり、強力な信号を減衰させるには、IPO、ATTを使ったほうが効果的です。
　RF GAINコントロールは適度な受信信号をノイズを抑えてより快適に受信するために調節します。


２．ローバンドでの受信機の設定例（3.5MHz帯, 7MHz帯）

　バンドノイズに埋もれた微弱な信号を、受信部のダイナミックレンジを活用して強力な信号から守るために次のような設定にしています。
　また、NB（ノイズブランカー）、NOTCH（ノッチ）、CONT/APF（コンツアー／オーディオピークフィルター）、DNR（デジタルノイズリダクション）、
DNF（デジタルオートノッチフィルター）などはOFFにしています。

　MODE		： USB（SSBモード、Upper Side Band）
　R.FLT		： 3k（9MHzのルーフィングフィルター、3 kHzに設定）
　WIDTH		： 3.00 kHz（デジタルフィルターの通過帯域幅、3.00 kHzに設定）
　IPO		： IPO2（AMP1, AMP2, IPO1, IPO2の内、IPO2に設定）※１
　ATT		： -6 dB〜 -18 dB（OFF, -6 dB, -12 dB, -18 dBの内、適当に設定）
　AGC		： Auto, Slow（AGCはON、Slowに設定）
　RF GAINツマミ	： 最大（右に回し切り）

　ローバンド（3.5MHz帯, 7MHz帯）では、IPO2を選択し、フロントエンドの利得を低減しています。
　アッテネーターは、JT65信号がない時に（受信インターバルの49〜60秒間）、その日の状況に応じて、Sメーターが振れない程度に設定します。
　JT65信号がある時でも（受信インターバルの1〜48秒間）、強力な信号がなければできるだけSメーターが振れない程度に調節します。
　そのためAGCはあまり動作しないので、AGCはONとしてAuto Slowに設定しています。
　受信機のダイナミックレンジを活用するために、RF GAINツマミは最大に設定します。
　なお、アッテネーターは同軸ケーブルの損失の大きいものを使うのと同じですので、受信機のトータルのS/N比は悪くなりますが、ローバンドでは問題ありません。

　下図は、Sherwood Engineering Inc.の「Receiver Test Data」と「FTDX5000D」の測定結果から、
FTDX5000の「信号強度と田舎のバンドノイズおよび受信機のノイズフロアの関係」を示したものです。
　プリアンプなし（IPO1）の時のノイズフロアは-123 dBm、3.5MHzのITU田舎のバンドノイズは-93 dBmであり、その差は30 dBmです。
　3.5MHzのITU田舎のバンドノイズ-93 dBmとAGC閾値-94 dBmはほぼ等しく、Sメーターが振れ始める点にあります。
　信号強度S9は-66 dBmであり、信号強度S9+45 dBは-21 dBmになります。
　ダイナミックレンジは、バンドノイズと信号強度S9+45 dBの差と考えると、73 dBmになります。

　一方、プリアンプ（AMP2）をONとすると、3.5MHzのITU田舎のバンドノイズ-93 dBmは信号強度S9のレベル-89 dBmにほぼ等しくなり、
信号がないのにSメーターがS = 9を示すことになります。
　信号強度S9+45 dBは-44 dBmになりますので、この時のダイナミックレンジは49 dBmとなります。
　AMP2 では、IPO1の時よりダイナミックレンジが24 dBmほど悪くなります。
　ローバンドでは、プリアンプを入れると受信機のダイナミックレンジを有効に活用できません。

JTDX_RX_Settings

　注： 上図はSherwood Engineering Inc.の「Receiver Test Data」と「Sherwood Engineering HF Test Results, FTDX5000D)」を用いて作成しました。
　用いた測定結果を下図および下表に示します。

JTDX_RX_Settings
JTDX_RX_Settings
JTDX_RX_Settings

Sherwood Engineering Inc.の測定結果
ModelRF AMP/IPOReceiver Test DataSherwood Engineering HF Test Results
Noise FloorDynamic Range
Narrow Spaced		Signal for S9Gain change
reference IPO1		AGC threshold
at 3 dB
FTDX5000DIPO2---101 dB375 uV (-56 dBm)-10dB15.7 uV (-83 dBm)
IPO1-123 dBm108 uV (-66 dBm)--- 4.6 uV (-94 dBm)
AMP1-135 dBm 27 uV (-78 dBm)+12 dB 1.17 uV (-106 dBm)
AMP2-141 dBm 8 uV (-89 dBm)+23 dB 0.33 uV (-117 dBm)

　注：( )内の値は、負荷50Ωとして、μVをdBmに変換し追記した。
　0 dBmは1 mWです。
　電力の実数による表現を P[mW]、対数による表現をA[dBm]とすれば、 A [dBm] = 10log（P） P[mW] = 10の(A/10)乗 という関係になります。
　また、dBmを負荷50オームでμVに変換すると、-123 dBm = 0.158 uVとなります。


※１： Sherwood Engineering Inc.の「Receiver Test Data」と「How To Optimize Rig Performance (Dayton Contest University, 2014)」を参考に設定しています。
以下にその概要を示します。

　ARRLハンドブックに掲載されたITUのグラフは、バンドノイズと受信機のノイズフロアを関連付ける出発点です。
　このITUデータは、典型的なノイズフロアデータと同様に、500 Hzの帯域幅です。

JTDX_RX_Settings

　ほとんどの受信機は28MHz用に設計されています。
　14MHzのバンドノイズが-110 dBである時、受信機のノイズフロアがバンドノイズより20〜30 dB低いのは、
受信機を最適な方法で操作しない限り、有用ではありません（ローバンドでは、アッテネーターを使用してください）。

　重要なポイント：

　ITUの田舎のデータによると、バンドノイズはバンドにより30+ dB変わります。

	160メートル： -87 dBm
	 80メートル： -93 dBm
	 40メートル：-101 dBm
	 20メートル：-109 dBm
	 15メートル：-114 dBm
	 10メートル：-119 dBm

　典型的な受信機ノイズフロア値として、IC-756ProIII、TS-990、K3の値が示されていますが、FTDX5000MPの値も示します。

	IC-756ProIII	-132 dBm (PRE AMP OFF) -140 dBm (PRE AMP ON)
	TS-990		-127 dBm (PRE AMP OFF) -138 dBm (PRE AMP ON)
	K3		-130 dBm (PRE AMP OFF) -138 dBm (PRE AMP ON)
	FTDX5000MP	-113 dBm (IPO2) -123 dBm (IPO1) -135 dBm (AMP1) -141 dBm (AMP2)

　7MHzのITUバンドノイズは-100 dBm前後ですので、一般的な受信機のノイズフロア（プリアンプなし）は-130 dBm、つまり30 dBm低くなります。
　このため、アップコンバージョン/ダウンコンバージョンのほとんどの無線機に対して、次のことが言えます（ダイレクトサンプリングラジオは異なります）。

３．適用例

3.1　適用例−その１

　2017年2月5日の早朝、3.531MHz、JT65による9J2HN局とのQSO。
　21:23UTCまでは7MHzを聴いています。IPO2、ATT -6 dBに設定しています。
　-1 dB 〜 -28 dBの信号がデコードされています。
　21:24UTCに3.5MHzにバンドチェンジしています。
　21:29UTCまではATT -6 dBに、その後はATT -12 dBに変更しています。
　約730Hz上に、近接した強力なCWの信号がいましたが、抑圧を減らし、安定した交信ができました。

JTDX_RX_Settings

3.2　適用例−その２

　約1ヶ月後の2017年3月11日の夕方、7.041MHz、JT65によるJR1JDU局とのQSO。
　IPO2、ATT -12 dBに設定しています。
　08:38UTCと08:40UTCでは、多くの局がシグナルレポートの上限 -1 dBに張り付いて、受信されています。
　また、受信機のSメーターは、JT65の信号がない時にS = 0、信号がある時にS = 2〜3振っています。
　信号強度はWide Graphのウオーターフォール上の信号の明るさと2次元スペクトラムプロットの縦軸で区別がつきます。

JTDX_RX_Settings

　JT65のシグナルレポートは -1 dB 〜 -30 dBの範囲に制限されています。
　この範囲は、EME通信には十分すぎますが、HF帯で用いるには不十分なものです。
　JT65のデコーダーにより表示されるSN比は上限の-1 dBに固定され、しかもSN比のスケールは -10 dB以上ではノンリニアー（非線形）です。
　JT9のシグナルレポートの範囲は +49 dB 〜 -50 dBで、その間でほぼリニアー（線形）です。