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2015年5月17日 (日)

アンテナ交換可能なADS-B用アンテナ直下型チューナを作ってみました

 ADS-B用アンテナをいくつか作ってみたことがありますが、特性の比較が難しいです。
 今まではアンテナを外に出して空から降ってくる信号を長時間時受信し、受信できたエリアの広さを比較して判断していましたが、時間が掛かるし、面倒だし、リアルタイムでの比較ができません。

 以前、DVB-T+DAB+FMチューナを利用して微弱信号を発生させる以下の記事を見かけたので、これを参考にして実験してみたら、確かに弱い信号が検出できました。

 OH2FTG Labs
  RTL-SDR Transmitter experiments
  https://sites.google.com/site/oh2ftg/home/rtl-sdr-transmitter-experiments

 RF周波数をfRF、IF周波数をfIF、VCO周波数をfVCO、VCO出力分周比をN、ヘテロダインは上側とすると、
  fRF=fVCO/N-fIF
となるので、1090MHzの信号を発生させる場合には、受信周波数fRFは
   fRF=1090MHz/4-3.57MHz=268.93MHz
となります。
 したがって、DVB-T+DAB+FMチューナで268.93MHzを受信すれば1090MHzの微弱信号が発生することになります。
 なお、実際には種々の誤差のために周波数がずれます。また周波数のドリフトも結構あります。

 DVB-T+DAB+FMチューナで1090MHzの微弱信号を発生させることができることは確認できたので、チューナを信号源として使用してアンテナを比較する手順を考えました。

 アンテナを比較するためには、アンテナを頻繁に交換する必要があると思われるので、高周波的にはロスの問題がありますが、交換が容易になるようにアンテナ側にBNCコネクタ(J)を接続しました。
 チューナ側は少しでもロスが少なくなるようにアンテナ直下型にしました。

【材料】
 ・DVB-T+DAB+FMチューナ(基板部分のみ利用。)
 ・自転車用ライトホルダーケース(100円ショップ)
 ・BNCコネクタ(BNC-J 角座4穴)¥170(税込)・・・アンテナ用
   http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00137/
 ・BNCコネクタ(BNC-P)(オス)(角座付)¥150(税込)・・・ベース用
   http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00096/
 ・スズめっき線・・・アンテナ用

 構造的にはDVB-T+DAB+FMチューナの基板を円筒ケースの中に入れて、ケースの上部にBNCコネクタ(P)を固定して、アンテナをBNCコネクタ経由で接続するようにしました。
  チューナのアンテナ端子とBNCコネクタ(P)は同軸ケーブルで接続しました。
 放熱板をR820TとRTL2832Uの裏面ランドに半田付けしました。
 最初は密閉でしたが、ケース内の温度がかなり高くなるので、上下に通気孔を開けました。

 以下、例によって手抜きで写真のみです。

【ADS-B用アンテナ直下型チューナ】
Adsb_1

Adsb_2

Adsb_4

Adsb_5422
1時間経過後42.2℃(初期温度23.6℃)

Adsb_6
通気孔(写真は上下各1個)。最終的には上下各2個。

Adsb_7304
1時間経過後30.4℃(初期温度25.4℃)

 基準アンテナとしては、通常はλ/2ダイポールが使用されることが多いようですが、バランを作るのが面倒なので、手抜きでλ/4のホイップにしました。

 取り合えず、チューナからの1090MHz付近の微弱テスト信号は受信できているようなので、次にアンテナを作ったときに試してみたいと思います。

【テスト信号(モールスV)受信中】

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