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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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NOAA受信結果(21:19~21:35)

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今回の受信はAliexpressで安く購入したRTL2832で試してみた

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TCXO 0.5PPMとなっているが本当か?と思って確認

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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

ガルバニックアイソレータを作り直す

ガルバニックアイソレータを使用すると100MHzあたりでゲインの低下が大きいので巻き数を変更するついでにバイファイラ巻きで作り直してみた

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入力(アンテナ)側にコンデンサ(0.01μF)も追加

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今度は全体的にゲインの低下が大きくなってしまい失敗

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40dBもダウンでは使い物にならない

・・・

しばらく放置していたが,Aliexpressで購入したトロイダルコアが届いたので再度作り直すことに

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コアのサイズが大きくなるのでケースも少し大きく作り直した

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装置類のケースはアイボリーにしたいと思っていて色がないのでブラウンのPLAフィラメントを購入して使っている

もっと濃い色かと思ったらアイボリーに近いし木調にも観えるので気に入った

性能確認

nanoVNAでの計測はコアが大きくなったこともあってか,変換コネクタを数段付けてなのでダウンはあるものの結果は良好の様だ

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ガルバニックアイソレータが使えるのはHF帯のようなので問題ない(高い周波数では効果が薄いらしい)

(10MHz~900MHz)

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①570MHz,-6.88dB

②490MHz,-20dB

③312MHz,-12dB

④116MHz,-3dB

(10MHz~200MHz)

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①200MHz,-5.77dB

②137MHz,-3.08dB

③112MHz,-3bB

④36MHz,-3.32dB(途中で低下している部分)

3分波器を作り直し

nanoVNAで使用する変換コネクタが届いたので少し調整して再度計測

調整はnanoVNAで計測しながらコイルの幅や設置の位置,コンデンサの設置位置や角度を動かす(少し触るだけで状態が変わる)

フィルター同士の干渉もあるようなので入力側に0.01μFのコンデンサーを通してみたところ少し良くなった

(UHF・SHF)

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①517MHz ②303MHz ③259MHz ④152MHz

(137MHz)

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①535MHz ②437MHz ③268MHz ④125MHz

(HF・VHF)

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①428MHz ②268MHz ③179MHz ④27MHz

しかし理想通り(特にLPFが高周波帯で下がらない)にはならないので再設計することにした

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前回と同じように回路図に部品を貼り付ける

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前回の基板に必要分のランドを追加して再利用

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大きく変わるかと思ったが大して変化がなく残念

もっと途中の配線を切り詰めないと駄目なようなので難しい

(UHF・SHF)

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①668MHz ②463MHz ③134MHz ④72MHz

(137MHz)

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①606MHz ②374MHz ③134MHz ④90MHz

(HF・VHF)

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①624MHz ②214MHz ③134MHz ④72MHz

追記(2022.2.28)

市販の分配器をnanoVNAで計測してみると

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-3.85dBであるが10MHz~900MHzが平坦であった(IN-OUTを変更しても同じ)

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結果,nanoVNAが正常に計測できているだろうということと,3分波器の制作が甘いということが判った

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