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2018年10月 2日 (火)

40kHz同調型ループアンテナ

 先日、自作の長波用300φループアンテナの巻き数を、10ターンから44ターンに増やしたら、JJY(40kHz)を受信したときの信号強度がSメータの表示で2程度上がりました。

  EclipseMob用ループアンテナのように200ターン巻けば、更に受信特性が改善されるのかもしれまませんが、そこまでの元気はありません。
 現在使用しているループアンテナは非同調型ですが、40kHz同調型にすれば、それ程手間を掛けずに受信特性を改善できるかもしれないと思って試してみました。

 フィーダ経由で測定した44ターンのループアンテナのインダクタンスは1.288mHだったので、共振周波数が40kHzになるような容量のコンデンサを並列に接続すればいい筈です。

 以下の計算サイトを利用して、必要な容量を計算してみました。

  LC共振周波数の計算
  http://crystal-set.com/calc/frequency_resonance_lc.php

  共振周波数から素子の値を算出する
  共振周波数 :40kHz
    定義する素子の値  コイルのインダクタンス : 1.288mH
    必要な容量    12.291nF

  コンデンサの容量は判りましたが、このような容量のコンデンサは存在しないので、既存のコンデンサを組み合わせる必要があります。
 色々な値27の組み合わせがあると思いますが、当方は以下の組み合わせで、12.291nFnに近い値12.27nFを構成しました。

  12.0nF+0.27nF=12.27nF

 使用したのは、ポリエステルフィルムコンデンサ 耐圧60V J級(±5%)です。
 この容量から共振周波数を逆算すると、40.035 kHzとなります。
 ズレは0.1%以下なので多分問題ないでしょう。

 本来は、共振コンデンサはアンテナの直近に取り付けるべきなのでしょうが、手抜きでチューナ(SDRPlay RSP2)の高インピーダンス入力端子(Hi-Z port)に並列に接続しました。
 非同調と40kHz同調を簡単に切り替えられるように、6Pスイッチでコンデンサをオンオフできるようにしました。

【非同調/40kHz同調切り換え部】
40khz_1

40khz_2


 実験結果は以下の通りです。

【非同調/40kHz同調切り換え時のSDRuno画面】
40khzsdruno
(画像左クリックで拡大表示)

 40kHz同調時には、ノイズ分布の中心が40kHz付近に移動しているので、共振はしているようです。
 JJYのSが1程度上がっているので、少しは効果がありました。
 コンデンサを2個追加しただけなので、こんなもんでしょうか。
 なお、Sメータの値は改善されていますが、タイムコードをCWモードで受信したときのトーンの感じでは、受信状態の改善はあまり判りませんでした。

【関連内部リンク】
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 

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
http://kenshi.air-nifty.com/ks_memorandom/2018/09/30044-085b.html

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