どうも、こんにちは。
T・K生です。
今回はSDRラジオ向けにアンテナを自作してみました。
DIYショップで販売している資材を利用してSDRラジオ向けのアンテナを低予算で自作してみようという企画です。
まずは手始めにVHF帯のエアーバンド用のベランダアンテナを制作してみる
アンテナの自作ですが、ホームセンターなどで販売している資材を使うことでそれなりの性能の製品を制作できます。
市販品ほどの美しさや丈夫さはありませんが、コストを下げてとりあえず無線通信を楽しむためのアンテナとなれば、自作は有利になることもしばしばです。
実際、中波や短波帯用のアンテナは大掛かりになり、自作が大変なのですが、VHF帯のエアーバンド用のアンテナならばそこそこ小型に製作できて、入門用に適しています。
ある程度、アンテナ工作の初心者でも作れば動作するような自作アンテナを考えた場合、エアーバンド用のアンテナがいいのではないか？という結論になりました。
アパートやマンションなどのベランダに設置出来て、SDRラジオにも接続できて、ロッドアンテナよりも高性能でそこそこ実用に耐えるアンテナを今回、企画しました。
何度か実験を繰り返して、完成にこぎつけましたので発表します。
とりあえず垂直ダイポールアンテナで飛行機の無線通信をベランダで受信してみる
エアーバンド用のベランダアンテナで比較的、初心者でも製作できるスタイルのものにダイポールアンテナがあります。
飛行機の無線通信は垂直通信型のGPアンテナを使って送信していますので、垂直偏波型のダイポールアンテナでないとせっかくの性能が発揮できません。
仮にダイポールアンテナを制作して航空無線の125MHｚに共振させたとしても偏波は水平偏波の場合、位相がずれてしまい、残念ながら感度低下が発生してしまいます。
水平偏波のアンテナを使用して航空無線を受信するとフェージングのような電波に雑音が混じる現象に苦しめられます。
加えてSDRラジオはインピーダンス50オームの同軸ケーブルを使って信号を受信しますので垂直ダイポールアンテナのインピーダンス75オームとはミスマッチが発生して、これまた感度低下も引き起こします。
自作アンテナでもよりよい高性能のものを活用するのであれば、インピーダンスのミスマッチ問題も解決し、位相の問題も解決してアイディアを出していく必要があります。
V型ダイポールアンテナを自作して垂直偏波型にすることでとりあえず問題解決か？
垂直ダイポールアンテナでVHFエアーバンドを受信できるベランダアンテナを50Ωの同軸ケーブルで動かす場合、2つの問題を解決することでとりあえず何とかなりそうです。
１：航空無線の垂直偏波の電波の位相に合わせて垂直ダイポールアンテナを制作すれば位相のミスマッチが防げる。
２：垂直アンテナのインピーダンスがずれて感度低下を招く部分をアンテナの側で角度をつけて調整（内角120度にする）
１と２の条件を考慮してアンテナの内角を120度に調整してインピーダンスを50オームにして、ダイポールアンテナを垂直に設置することにしました。
いわゆるアマチュア無線のV型ダイポールアンテナを設計し、向きを変えることで垂直偏波の航空機の無線通信をうまくベランダアンテナとして受信できそうです。
V型ダイポールアンテナを制作して回転させて垂直偏波に対応させる。銅パイプ2本を56㎝に切断して内角120度に傾けてインピーダンスを50オームに変換
エアーバンドの中心周波数を125MHzと考えた場合、アンテナエレメントは56㎝になります。
中心周波数からずれている場合、1㎝単位でアンテナエレメントを切断したり、追加することで調整できます。
色々、自分も無線工学を再び勉強しなおしたのですが、今回、製作したエアーバンド用のアンテナはアマチュア無線用のV型ダイポールアンテナの向きを変えて強制的に垂直GPアンテナのような使い方をするタイプになりました。
ダイポールアンテナのインピーダンス調整に関する技術的なことを書いているブロク記事を見つけましたので、より深くアンテナとインピーダンスに関することを知りたいならば参考になると思います。
