nobuの雑記帳「+バイアスを少し」

近頃なぜか真空管や電子工作に興味を持ちだし、日常生活に少しの刺激と楽しみをプラスしようと、凝り固まった頭の体操も兼ねてこの雑記帳を綴ることにしました。
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受信用アンテナの製作 (その2 ループアンテナ)

 昨日製作した「手抜きアンテナ+ActiveBOX」の結果が思った以上に良かったので、いよいよ本命のΔループアンテナを製作しました。

 私の使用目的から言って、景山氏がホームページで公開されているΔLOOPというアンテナが良いと考え、これを製作しました。詳細な製作情報を提供されている景山氏に感謝いたします。

 当初は屋外設置で考えていましたが、電子回路の防水やエレメントの強度・防錆等を考えると結構面倒なので、当初は屋内仕様で製作して暫く使用してみます。
 結果が良さそうなら屋外設置用を改めて製作しようと思います。

デルタLOOP9_受信機とアンプBOX



(1) 製作モデルの選択
 ΔLOOPには幾つかのバージョンがあり最新版はΔLOOP10で、これはプリント基板付きのムック本も販売されているようですが、出来れば基板も製作したいし、3,150円は決して高すぎるとは思いませんが・・・すみません購入しませんでした。

 とは言ってもΔLOOP10の電子回路部分はネットでは非公開で、本屋で立ち読みして回路を覚えたり自前で回路設計する自信はないので、ここはスッパリと諦めます。
 代わりに、景山氏が細かい製作情報を公開されているΔLOOP9を製作対象にしました。
 これは50kHz~40MHzを非同調でカバーしており、ノイズフロアーが低く操作不要なところがお気楽リスナーにはうってつけです。


(2) アンテナの製作
 「手抜きアンテナ」のように超簡単にはいきません。どうしても一辺1mの逆正三角形にアンテナを形作らなくてはなりません。
 アンテナエレメントは一辺1mなので、先日秋葉にて長さ1m、直径10mmのアルミパイプを4本購入してきました。1本はこの屋内仕様アンテナに、残り3本は次に屋外仕様を製作する時に使用します。

 構造を簡単にするために、パイプ1本を上辺の横桁にして斜め桁はワイヤーとします。ワイヤーはパイプにタップを切って圧着端子をボルト止めしますが、圧着端子は抜け落ちないように丸形を使用し、正規の工具で確実に圧着します。

デルタLOOP9_エレメント

 ワイヤーの下端にぶら下げたアンプBOXの重さで、丁度壁に掛けたタペストリーのように逆正三角形を保持するはずです。


(3) 電子回路の製作
 アンテナ直下に入れるアンプBOXと受信機傍に置く電源BOXから構成され、回路は至ってシンプルです。
 電源BOXはアンプ出力(RF信号)を受信機に接続すると共に、アンプBOXの電源(極力ノイズを避けたDC10V)を供給するもので、大元のDC電源にはスイッチング式ACアダプタを避けてトランス式が推奨されていますが、このあたりはノイズの状況を見ながら適当に処置したいと思います。

 アンプBOXはベース接地増幅回路とエミッタ接地差動増幅回路の組合せで、少ない部品で簡潔且つ機能的に設計されています。
 2SC1907というこれまたディスコン品のトランジスタが使用されており、困りました。パーツボックスからRFで使用できそうなものを探しましたが、出てきたのは2SC466、2SC2347、2SC945程度しかありません。

デルタLOOP9_代用トランジスタ

 2SC945は他に比べてfT(利得帯域幅積)が少し低く、まあHF帯で使用する分には十分だと思いますが、ここは初段に2SC466、差動増幅段に2SC2347を使用ししました。
 2SC466は相当昔のトランジスタでTVの局発に用いられていたようです。当時これを何に使用したか記憶にありませんが、チェックしたところ生きているので寿命が来る前に一働きしてもらいます。

 アンプ回路は小型ユニバーサル基板1枚に収まるので、接地ラインの取り回し(最短で低インピーダンス)に気を付けて組み立て、小型のアルミケースに入れました。アンテナ接続用ターミナルと出力/電源用BNCコネクタを取り付けて完成です。

デルタLOOP9_アンプ基板 デルタLOOP9_アンプ部

 電源BOXは、手持ちのDC12Vスイッチング電源を元電源として、3端子レギュレータを経由してアンテナBOXにDC10Vを供給します。
 部品数が少ないので平ラグ版に組み立て、小型アルミケースに入れてBNCコネクタと電源ジャックを取り付けて出来上がりです。

デルタLOOP9_電源BOX


(4) アンテナの取り付け
 アンテナエレメントは、アルミパイプ製の横桁を天井近くの壁フックに引っかけて、桁の両サイドから垂らしたワイヤーエレメントの下端を、アンプBOXの端子に取り付けることで、一辺が1mの逆正三角形状になります。
 およそ1m四方の空きスペースが必要ですが、邪魔にもならないのでGoodですね。

デルタLOOP9_アンテナ取り付け  デルタLOOP9_アンプBOX


(5) 調整
 作動確認の前に、ΔLOOPアンテナは大事な調整があります。それはアンプ回路の差動増幅段のヌル調整です。この調整によって差動回路の正常な作動が可能となり、ノイズの低減とS/N向上が図れます。

 ヌル調整の方法は景山氏のホームページで説明されており、それに倣って10MHz付近で受信信号がないノイズだけの周波数を受信し、その時のノイズレベル(受信機Sメータ)が最小となるように基板上の半固定抵抗を調整します。
 私が使用したトランジスタのばらつきが原因だと思いますが、指定されている抵抗値では調整範囲外だったので、抵抗値を変更してヌル点を見つけました。
 ヌル点をきちんと調整すると、一気にノイズフロアが下がるのが実感できます。


(6) 使用しての感想
 少し使用しただけの感想で実態に合っていないかもしれませんが、第一印象は非常にノイズフロアが低い(ノイズが少ない)アンテナです。

 決して受信ゲインが高いアンテナではありません。場合によっては昨日製作した「手抜きアンテナ」+ActiveBOXの方がSメータの振れは大きいです。しかし、Sメータが殆ど振れいていなくても、受信信号の明瞭度は非常に高くクリアに受信できます。
 「手抜きアンテナ」+ActiveBOXで信号がない状態のSメータがノイズで6~7振っている状態で、ΔLOOP9に切り替えるとSメータは3~4程度と大きく落ちますが、S/Nが非常に良いために数多くの局がクリアに受信できます。

 今回はアンテナを部屋の中に装備したため、信号レベルという面からはかなり不利な状態だと思います。ぜひ屋外仕様のアンテナを製作して、可能なら屋根より高く装備すれば、より一層ΔLOOP9の性能が発揮されるのではと期待しています。

 このような素晴らしいΔLOOPアンテナの製作情報を提供されている景山氏に、改めてお礼申し上げます。私のようなお気楽リスナーにぴったりです。

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