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2018年9月21日 (金)

長波用ループアンテナ(300φ44ターン)を作ってみました

  EclipseMobプロジェクト用アンテナねたの続きです。
 このプロジェクトでは、WWVB(60kHz)の受信用に、以下の資料に記載されたループアンテナが提供されたようです。

    EclipseMob Antenna Instructions
    http://eng.umb.edu/~eclipsemob/index.php/homepage/build/117-eclipsemob-antenna-instructions

 コンテナボックスに28AWGのワイヤを200回巻いたものとなっています。
 仕掛けは簡単ですが、サイズが結構大きいです。

 現在、当方は長波受信用に自作の300φ10ターンのループアンテナを使っていますが、JJY(40kHz/60kHz)は聞こえたり、聞こえなかったりという感じです。

 EclipseMobのループアンテナを真似れば、少しは受信特性が改善されるではないかと思って真似て作ってみることにしました。
 デッドコピーして、コンテナボックスに200ターンというのは、一寸しんどいです。
 また、アンテナの接続中点(中性点?)が接地されていますが、これは普通のループアンテナとは異なっています。
 理由はよく判りませんが、何かのご利益があるかもしれないので、これは真似することにしました。
 公式受信機の入力回路が正負2電源の差動アンプなので、アンテナ側の基準電位を固定するため?

 以下の資料によれば、EclipseMobのループアンテナでは、100ターンづつ分割巻にして、各巻き線の束の間に約1.75インチ(約4.4cm)の間隔を設ける必要があるようです、

  EclipseMob Forum
  http://eng.umb.edu/~eclipsemob/forum/viewtopic.php?f=2&t=3568
(以下、上記URLから抜粋引用)
-----------------------------------------
Thank you for your interest in the EclipseMob project! The box we are using is about 3.5 inches tall, and there are about 1.75 inches between the centers of the two cord hooks used to hold the wire. As long as you end up with roughly similar dimensions and 100 turns of wire for each winding, you should be ok. Let us know if you have any more questions!
-----------------------------------------

 分割巻きにするとアンテナのサイズが大きくなって、ベランダに設置すると目立つので、これはパスすることにしました。

 「なるべく手を抜いて、そこそこの効果を」というのが当方の方針なので、部分的に真似ることにしました。
 使用する線材に関しては、EclipseMobの写真にあるようなスプールに巻かれたタイプは、適当な長さのワイヤを入手するのが面倒そうなので、長さ20m、外径0.32mmのワイヤを2本直列にして40mのワイヤとして使うことにしました。
 EclipseMobのアンテナでは、コイルが分割巻になっていますが、手抜きで、100円ショップの300φハンガーの環状フレームに、40mのワイヤを重ねて巻くことにしました。
 300φハンガーのコイルを巻く部分の直径は285mmなので、単純計算では巻き数は約44ターンになります。
  200ターンの20%程度しかありませんが、現在のアンテナの10ターンの4倍あるので、ある程度の改善はできるかもしれません。

 主要使用材料は以下の通りです。

【100円ハンガー】
01100

【2UEW/ポリウレタン銅線】(外径:0.32mm 、長さ:20m)@250円
022uew


 

 作成手順は以下の通りです。

【ハンガーから巻枠用フレームを分離】
03

【ピンチ吊り下げ用フックの外側脚にニッパで切れ込みを入れる】
04


【3線フィーダをフレームの外周に取り付ける】
05


【フィーダとワイヤを半田付けする】
06


【フックの切れ目を通してワイヤをフレームの溝の中に押し込む】
07


【ワイヤを巻く】
08


【44ターン巻いてフィーダと半田付けする】
0944


【インダクタンス測定:44ターンで1.276mH】
10441276mh

 フィーダ経由で測定したループアンテナのインダクタンスは以下の通りでした。

第1ワイヤの巻き始めー接続中点-第2ワイヤの巻き終わり
 │←    0.331mH   →│←    0.279mH   →│
 │←               1.276mH           →│

 正の相互誘導ありのインダクタンス合成なので、単純加算にならないのですが、一寸不思議な感じがします。

  なお、測定に使用したELC-100の端子短絡時のオフセットはマイナス0.012mHだったので、表示されている1.276mHの実際の値は1.288(=1.276+0.012)mHです。

【ワイヤ固定用のゴムストッパを押し込んで出来上がり】
11


  ループアンテナとSDRPlay RSP2の平衡型高インピーダンス端子(Hi-Zポート)を3線フィーダで接続して使ってみました。

【SDRPlay RSP2 High-Z Port】
12sdrplay_rsp2_highz_port
https://www.sdrplay.com/wp-content/uploads/2016/12/161201HighZPortGuidev2.pdf


13sdrplay_rsp2_highz_port



  今まで使っていた10ターンのものと、今回作った44ターンのループアンテナをJJY(40kHz)で聞き比べてみました。

【10ターンと44ターンのループアンテナの比較】

 二つのループアンテナは、ほぼ同じ高さで40cm程度の間隔を空けて配置しました。
 前半に聞こえるのが10ターンアンテナで、後半に聞こえるのが44ターンアンテナです。
 JJYの受信レベルは状況に応じて大幅に変化しますが、今回の場合は、10ターンでS2程度だったものが44ターンではS4程度に改善されました。
 600円程度の費用でSが二つ上がるなら、コストパフォーマンスは結構良いかもしれません。
 3線フィーダは、ジャンク箱に転がっていたフラットケーブルを引き裂いて作ったので0円です。
 なお、3線フィーダの接地線を接続したり外してみたりしてみましたが、変化は感じられませんでした。
 受信機の入力回路が正負2電源の差動アンプでない場合には、意味がないのかもしれません。

 

【関連内部リンク】
2018年4月23日 (月)
100円ハンガーで300φ10Tのループアンテナ
http://kenshi.air-nifty.com/ks_memorandom/2018/04/10030010t-4c02.html

2018年9月15日 (土)
WWVB(60kHz)受信用の公認(?)ループアンテナ(200ターン)
http://kenshi.air-nifty.com/ks_memorandom/2018/09/wwvb60khz200-11.html

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