FMラジオ受信専用のV型ダイポールアンテナを制作(前編)

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 どうも、こんにちは。T・K生です。
 雪の影響で実験が進まず、今まで記事が書けませんでした。

 幸いに雪の撤去が終ったので、今回からSDRラジオとアンテナに関する実験記事を書きいと思います。

 SDR受信機向けにFM放送専用のV型ダイポールアンテナを制作

 SDRラジオですが、Gqrxのようなラズベリーパイでも動作するソフトウェアにはFMステレオ放送も受信できる便利な機能があります。

 FMステレオ放送を受信する場合、ある程度、アンテナが良くないと受信感度の低下を招き、せっかくのFM放送をステレオで楽しむことができなくなります。

 加えてFMステレオ放送ですが、電波は水平偏波という地上波デジタル放送と同じような位相で送信されています。

 FMステレオ放送をクリアに受信するためには水平偏波の位相特性と専門の周波数特性を持つ専門のアンテナを自作することで最大の効果を発揮させないといけません。

 位相の乱れからの雑音もあり、特に20WクラスのコミュニティFM放送でFMステレオ放送をしっかりと受信したい場合、アンテナの位相に関しても考慮しないといけません。

 アンテナを受信周波数に合わせて設計しても、位相がずれてしまうと雑音が増えたり、感度低下の問題が発生して、FMステレオ放送の場合、弱い局を受信した場合、雑音問題で本来の力を発揮できなかったりします。

 以上の条件を考慮し、インピーダンス50ΩでSDRラジオに接続し、ラズベリーパイ4でGqrxを活用してFMステレオ放送をクリアに受信するためにFMステレオ専用のV型ダイポールアンテナを自作しました。

  部品には水道用の塩化ビニールパイプを使用し、アンテナ部分には板状の長さ1mのアルミ板を使用して、95㎝に切断して2枚使用。

 部品代はU字ボルトを含めて2000円程度で何とかなりました。ベランダアンテナとして2mのスペースがあればバルコニーに何とか設置できます。

 雪と猛吹雪の影響でアンテナの調子が悪くなることもありましたが、何とか持ちこたえて使える水準に到達しました。

 時折、ラズベリーパイ4にSDRラジオを接続して放送を楽しめるようになりまして、現在、好評稼働中です。

 FMステレオ放送受信用のV型ダイポールアンテナの設計に関して

 今回、FMステレオ放送用の専用アンテナの設計に関してV型ダイポールアンテナを設計するさいに50Ωの同軸ケーブルを使用してインピーダンスマッチングにも配慮することにしました。

 設計の際にアンテナのケーブルに50オームの同軸ケーブルを活用してインピーダンスマッチングを取るためにダイポールアンテナの内角は120度に角度を付けました。

 アンテナの内角を水平ダイポールアンテナにして180度にするとインピーダンスは73オームになり、50オームの同軸ケーブルを用いた場合、インピーダンスが増加して感度低下を若干、招きます。

(75オームのF型コネクターを持っているFMラジオチューナーならば水平でもOK)

 76.2MHzに20WのFMコミュニティ放送局があるのでアンテナエレメントは95㎝に設計しました。

 一番、出力が小さい放送局の周波数に合わせてエレメントを調整するとSDRラジオ感度が最適化され、本来の力を発揮できるので、エレメントの長さもちょっとこだわります。


  実際、ベランダにFMステレオ放送受信用のアンテナを設置したのですが、全長は2メートル近くになり、かなりの大きさになります。本来はベランダから出したいと考えたのですが、最近の雪や風の強さを考えるとこのままでよいのではないか?ということになり、今のスタイルに落ち着きました。

 次回の記事では実際にSDRラジオとラスベリーパイ4でFMステレオ専用アンテナで放送を受信した際の記事を紹介します。

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