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ADS-B受信用コーリニアアンテナを作る

ADS-B受信用(1090MHz)アンテナを作成,GPで十分かと思うのだけどコーリニアアンテナにした

主材料となる同軸ケーブルは日本アンテナ「S4CFB」を使用

コーリニアアンテナの構成は,

先端:{位相結合部(1/4λ)}+{エレメント(1/2λ)× n}+{位相結合部(1/4λ)・スタブ}+ {同軸}:受信機

となる

日本アンテナ「S4CFB」の波長短縮率は80%なので,

位相結合部:55㎜(1/4λ)× 2本

エレメント:110㎜(1/2λ)× 6本(全体サイズを1000㎜以内とするため6エレメントとした)

スタブ:100㎜ × 1本(調整はできたのだが取付が大変だったので最終的に削除した)

※)λ = 300 ÷ 1090 × 0.8(含む波長短縮率)

同軸ケーブル加工

網線の半田付けが困難なので同軸同時の差し込み方法を使う → 参考元

半田付けしないと同軸ケーブルの長さ調整が楽になるというメリットがある(半田による波長短縮も無くなるかと)

(もし半田付けするなら(同軸の種類によるが)網線の部分を銅線で加工すると良いか)

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差し込みなので被覆部分が55㎜もしくは110㎜になるように加工すれば良い

同軸専用のカッターがあれば確実だけどカッターナイフでも難しいものではない

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①網線まで確実にカッターで切り取り除く

②中芯線までカッターを入れても中芯線の被覆(発泡ポリエチレン)を取るのは困難(中心線を傷付けることにもなる)

③なので線方向にカッターを入れ中心線を削り出すようにすると良い

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組み立て

加工した同軸ケーブルを互いに差し込んで繋いで導通確認(差し込みの際の絶縁ビニールは無しで行った)

全てを繋いで導通確認できたら先端を導通させる

繋いだ部分は熱圧縮チューブで固定

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これを防水のためφ15㎜パイプに挿入(見栄えの良いパイプを採用)

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先端を塞ぐのに鉄パイプのφ16キャップを利用,ビニールテープで巻いて隙間を詰めた

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時間が押していたのでNanoVNAでの確認は省略(後回し)して簡易設置して受信確認

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受信実施

RTL2832を使いdump1090を動作させると・・・嘘だろ!って感じでみるみると受信

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専用アンテナの効果が絶大なのを改めて実感

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しばらく観て,大体120km範囲は受信できていそうだ(ローケーションは北の方が良いはず)

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尚,この環境でも「RSP1クローン」は全く受信不可だった

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動作させているソフトウェアが問題なのかな?(クローンなんで文句は言えないけど)

2分配器を作製

2分配器の作り」を参考(端子以外はそのまんまだけど)に2分配器を作製

材料

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接続はSMA端子にしたが,トランスは参考書通りフェライトビーズ FB801-43に0.26mmUEWを巻いた

基板

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60×40㎜の銅箔基板にSMA端子用3個(高さがいるので2重)+結線用5個のランドを接着

考えていたケースを設計するため先に基板を確定

ケース

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今回のケースは基板を挟み込む形となるよう上下を半分に分割(上下の外観が同じなので製図し易くなる)

上下は中央2穴で下にインサートナットを入れ上から皿ネジで固定する

外枠の厚みを(通常は問題ない)1.6㎜にしたせいで,上(右側)の端子間の壁に強度が無くて取れてしまった(接着してみたが弱い → 上下の取り付けで押えて固定している)

実装

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基板にパーツを実装してケースに載せて確認

基板は4隅をタッピングネジで固定しようと考えていたが上下固定のための2穴で基板も固定できたので止めていない

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性能

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NanoVNAで計測したところ-3dB~-5dB位に収まっているようだ

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中波用ループアンテナを作る

近くにあるのに室内で受信が困難な中波AM放送・・・結局,室内用にループアンテナを作製

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昔(45年前か),中波DXのため四角いループアンテナを作ったことがあり,ラジオを近づけるだけでかなりの効果を体験している

今回はシャンテック電子さんの「AMラジオ受信用ループアンテナキット」を参考に作製

材料

枠組みは強度に不安もあったがダイソーの木材(角棒材,丸棒材,はがき板)を使用

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枠組みのクロス部分は補強用のパーツを3Dプリンタで印刷

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組立

簡単だが設計図

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木材を加工して枠組みの完成

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  • 角材を十字になるようにカット(縦は1本,横は2本で2セット)
  • 3Dプリンタで印刷したクロス型の補強パーツで十字に組み立て
  • 十字の2セット間を40mmにカットした角材で繋ぐ(強度を保つため5本使ってセンターのみ木ネジで止めた → 全部木ネジで止めるつもりだったのだが木ネジが不足していたので他は接着)
  • エレメントを通す部分は5mmの先込み穴を開け50mm(間は40mm)の丸材を固定
  • 脚となる板は重量が必要だったため2枚使用で上の1枚目は角材が通る穴を開け2枚目を接着して2枚目の下から木ネジで止めている

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エレメントには0.75sqのKIVを使用

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1次の外巻きは,約24mの15回巻き

2次の内巻きは,約4.8mの3回巻き

配線

1次のインダクタンスは217μH

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用意していたポリバリコン(Aliexpressで購入)は,Max.160pFで実測定13~158pFなので同調範囲が約857~3000kHz

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①ー②間:13~75pF

②ー③間:13~158pF

①③ー②間(並列) :25〜230pF

①ー③間(直列):5~49pF

これでは中波をカバーできないので(コンデンサ値の都合)+147pFするスイッチを設け850kHzで上下を切り替えるようにした(下は600~850kHzとなる)

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2次側は出力としてSMA端子を付けた

受信確認

外部アンテナ端子なしラジオの場合はバーアンテナを近づけると感度がアップ

バリコンを操作すると大きく感度が変化する

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DSPラジオは2次の出力で接続で室内でも(全体的に感度アップして)受信可能になった

ただしバリコンを操作しても感度の変化はないようだ

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クリコンに接続してSDRで受信してみたが残念ながら受信不可

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SDRでは難しい周波数なのか?それともクリコンの問題なのか?課題となった

NOAA+HF用アンテナを直接引き込んだ

1W前からTV(地デジ)の受信状態が悪い

TVアンテナがおそらく(この時期に頻発する)強風による方向移動ようなので調査&解決のため屋根に昇った(本当は昨日にしたかったのだけど強風のため断念)

(写真を撮り忘れれたため無し)

ついでに地デジ+BSと共用にしていたNOAA+HF用アンテナを直接引き込んだ

ケーブルはエアコン口から屋根を経由,エアコン口は狭いためRG174を使用し宅内はRG174を使うが宅外は4CFBで繋いだ

NOAA+HF用アンテナも近い位置に変更(もう少しは短縮できそうだが,4CFBを13m,RG174が8mになった)

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これで7MHz帯のアマチュア無線も受信可能になる(マグネチック・ループアンテナだけど簡単な割に結構頑張る)

NOAAの受信も良好

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SC20220306_002.png

NOAA受信結果(21:19~21:35)

SC20220306_004.jpg

今回の受信はAliexpressで安く購入したRTL2832で試してみた

IMG_20220306_211529.jpg

TCXO 0.5PPMとなっているが本当か?と思って確認

IMG_20220227_194025.jpg

ちゃんと変更されていた(¥1,706なので,これはお買い得)

ちなみに例の類似品は+40kHzズレがある

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