ラズパイ4でFMステレオ放送を受信するための講座2:アンテナに関しての知識

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 どうも、こんにちは。T・K生です。

 今回はFMラジオ放送を快適に受信するためにSDRドングルに接続するアンテナに関しての講座です。

 FMラジオ放送を安定して受信するためにはSDRラジオも性能がいいものも求められますが、SDRラジオに接続して使うアンテナをしっかり選ぶことも安定して放送を受信するために重要な要素になります。

 せっかくSDRラジオドングルで性能がいい機器を選んでも、接続しているアンテナの性能が悪いと残念ながらSDRドングルは本来の力を発揮できません。

 今回の講座ではSDRラジオ受信機に接続するアンテナをFMラジオ放送を中心に解説します。

 1:FMラジオ放送をロッドアンテナで受信する方法(初心者向け)

 RTL-SDR V3のセットに付属しているロッドアンテナを接続して使用した場合、近くのFMラジオ放送しか受信できないこともしばしばです。

 特に鉄筋コンクリートなどのビルディングなどの環境の場合、建物のガラスやコンクリートが電波を遮断する性質があるので最悪の場合、付属のロッドアンテナを活用した場合、SDRラジオでせっかくソフトウェアラジオが動作しても結局、何も受信できない状態で雑音しか本体から出ないようなトラブルも発生します。

 ロッドアンテナを活用したSDRラジオでFM放送を受信するテクニックですが、感度は低く、場合によっては遠くの放送が受信できないこともありますが、簡単にアンテナを接続できて部屋から部屋に移動する際にアンテナを切り替えなくていいので機動性がいいのと、野外の受信にも使えます。

 試験用のに動作確認用としてロッドアンテナを活用して放送局の電波を受信する動作チェック用にロッドアンテナの受信は活用できますので予備用に持っていても損はありません。

 2:テレビ用の八木アンテナのF型コネクターの端子を利用してSDRラジオでFM放送を受信する(初心者から中級者向け)

 もし、自宅の部屋にテレビアンテナのF型コネクター用のケーブル端子がある場合、F型コネクターの端子を利用してある程度、高感度な状態でFM放送を受信することが可能です。

      RTL-SDR V3の先端にF型コネクターを変換して取り付けた例

 SDRラジオのSMAコネクターをテレビアンテナ用のFコネクターに変換して、TVのアンテナの配線ケーブルを接続。家の外に設置してあるTVアンテナを活用するのでどっどアンテナや室内用のFMダイポールアンテナよりは感度が上がる。ただ、TV用の八木アンテナはFM放送用に最適化されていないのでFMラジオの専門アンテナよりは感度が劣る。

  RTL-SDR V3のアンテナ接続端子はSMAコネクターという端子が使われていますが、SMA端子をF型コネクターに変換する変換コネクターを使うことでテレビのアンテナを活用してある程度までは受信状況を改善できます。

 画像引用先:アンテナ変換コネクタ F型アンテナ (メス)- SMA (オス)

 RTL-SDR V3のアンテナ端子をTV用のF型アンテナ端子に変換できる変換コネクタの例

 3:FM放送用のダイポールアンテナを活用してFM放送を受信する(初心者向け)

 ロッドアンテナで感度が悪い場合、FM放送用のダイポールアンテナを使用するとSDRラジオでFM放送を受信した場合、感度がロッドアンテナより上がります。

 FMラジオ用のダイポールアンテナですが周波数帯域はFM放送向けに最適化されていますのでFM放送を室内で専門的に受信を考えた場合、活用するといい結果を生む場合があります。

 FM放送用のダイポールアンテナですが、鉄筋コンクリートのアパートやマンションなどの施設では電波が遮られてしまい、受信できないことがあります。

 FM放送用のダイポールアンテナもSMAコネクターをF型コネクターに変換する変換コネクターがないと装着できません。

 自宅が木造建築である程度、電波が入る環境でロッドアンテナより感度が欲しい場合、FMラジオ用ダイポールアンテナを活用する方法もあります。

 市販のFM放送用ダイポールアンテナの例:アンテナ単体ならば2000円以下で購入できる。SDRラジオに接続する場合はSMA端子をF型コネクターに変換する必要がある。

画像引用先はこちら

 4:アマチュア無線用のディスコーンアンテナをFM放送受信用に活用する(上級者向け アンテナ工事の必要性あり)

 SDRラジオに本格的なアマチュア無線用のディスコーンアンテナやFMラジオ専用の八木アンテナ接続した場合、かなり遠くのFMラジオ局まで受信できる場合があります。

 付属のロッドアンテナやFM放送用のダイポールアンテナでFM放送をSDRラジオを受信して感度が悪い場合、外部アンテナを外に設置して、電波の入口のアンテナに費用を上乗せすることでFM放送の受信を劇的に改善できます。(アンテナ本体の費用の他にアンテナを設置する費用も別にかかります)

 アマチュア無線用のディスコーンアンテナですが、FM放送帯(周波数 80MHz帯)からSHF帯(周波数 1200MHz)まで広範囲に受信できる特性を持っていて広域帯に信号を受信できて、アマチュア無線の受信マニアだけでなく、業務用のプロの受信関係者も活用しています。

 将来的にSDRラジオでFM放送以外の通信を受信して楽しみたい場合にはディスコーンアンテナは受信の強い味方になります。

 半面、ディスコーンアンテナを受信してSDRラジオを活用して受信をするためにはディスコーンアンテナ本体だけでなく、アンテナを上げるための支柱や屋根馬や工事に関しても費用がかかるので予定外の出費も覚悟しないといけません。

 ある程度、SDRラジオの操作や受信スキルが向上して、SDRラジオの受信が面白くなったら、ディスコーンアンテナを活用して本格的な受信を楽しむのがいい方法でしょう。

           ディスコーンアンテナの設置例:引用先

 ディスコーンアンテナの本体は18000円から30000円程度。アンテナ本体の他にケーブルや金属金具、屋根馬などのアンテナ設営のための部品も必要。アンテナ設置業者に工事を依頼すると追加費用も発生する。(場合によっては6万円-8万円)

 ディスコーンアンテナはFM放送帯域だけでなく、VHF帯やUHF帯、SHF帯まで広範囲に受信できて、アマチュア無線家だけでなく、業務用の電波監視の受信業務にも活躍している。

 将来的に本格的にSDRラジオでFM放送だけでなく、様々な無線通信を楽しみたいならばディスコーンアンテナは素晴らしい力を発揮するが、受信初心者には費用がかかるので無理に導入しなくてもいい。本格的にSDRラジオで受信を楽しみたい場合に周波数を広範囲に受信できるディスコーンアンテナはSDRラジオ受信の強い味方になる。

 ディスコーンアンテナのアンテナ端子はBNCコネクターを採用しているのでアンテナを接続するためにはSMAコネクターに変換する必要がある。

 5:FM放送専用の外部用の八木アンテナをSDRラジオに接続する(やや上級者向け)

 ディスコーンアンテナの外部設置では費用が高すぎると考えた場合、外付け用のFM放送専門の八木アンテナを活用すると高感度でFM放送を受信できます。

 FM放送用の八木アンテナですがディスコーンアンテナよりも価格が安く、ベランダに設置できるので外部アンテナで感度アップを望みたい場合、強い味方になります。

 FM放送の外付けの八木アンテナですが、FM放送受信に最適化されていて感度もディスコーンアンテナより優れているので本格的にSDRラジオでFM放送をステレオ受信したい場合は設置すると満足の行く結果になると思います。

 FMラジオ専用の八木アンテナですが、指向性があり、向きによっては受信できなくなることがあるので自分が受信したい放送局に向けてアンテナの先端を調整する作業が若干、あります。

 FM放送専用の八木アンテナを活用したら今まで雑音まみれで受信しにくかった隣県のFMステレオ放送がそこそこ受信できるようになったという喜ばしい結果もあるので、徹底的にFM放送の受信に的を絞るのであればFM放送用の八木アンテナを購入して設置するのも悪くない方法です。

 実は業務用のFMステレオチューナーのハイエンド使用の受信システム向けのアンテナにもFM放送用の八木アンテナは活用されていて、FMステレオ放送で音楽を専門的に楽しんでいるマニアにもFM放送用の八木アンテナは愛用されています。

          画像引用:日本アンテナ 2素子 FM用

 市販用のFM放送用八木アンテナの例。素子(エレメント)の数が増えれば増えるほど高感度になる。ディスコーンアンテナよりも価格が安く、ベランダにも設置可能なので費用を抑えられる。指向性があるのでよく受信するラジオ局の方向に向けて角度を調整する必要もあり。

 周波数はFM放送向けに最適化されているので他のVHF帯の航空無縁やアマチュア無線などをSDRラジオで受信すると残念ながら感度低下を招き、受信しにくくなる。

 SDRラジオに市販のFM放送向けの八木アンテナを受信する際にはF型コネクターとSMAコネクターの変換コネクターも必要。

 約10000円程度の追加費用でFMラジオ用の八木アンテナをベランダにセットすることで高感度でSDRラジオを活用してFMステレオ放送を受信できる。

 以上、SDRラジオのドングルに接続してFM放送を受信するためのアンテナを紹介しました。

 高感度なSDRラジオに接続して使うアンテナですが、アンテナの感度が悪いといくらSDRラジオが高性能だったり、ラズベリーパイ4の4GBのIoT機器がSDRラジオを動作できるスペックを持ち合わせていてもせっかくの効果を発揮できなくなるのでアンテナの設定に関しても知識は深めておいたほうがいいでしょう。

 性能のいいSDRラジオドングルとしっかりしたアンテナの設営ととSDRソフトウェアを問題なく動かせるラズベリーパイ4 4GBのスペックがかみ合ってこそ、IoT機器としてラズベリーパイ4はしっかりと実用機器として使いこなせるようになります。

 

 

 

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