My Blog

いまさらながら（受信専用）アンテナカプラーを作った・・・というのもロングワイヤーアンテナも設置しているが，ほとんどモノバンドアンテナを使っているからである

実はYouTubeで宮甚商店さんのアンテナカプラーの制作を観たことで，本来はアンテナ直下に置きたいRFアンプを室内でRFアンプを使っていて，そのRFアンプの入れ物を作るついでにアンテナカプラーを追加しようと考えた訳である

なので作製にはミズホ通信のAT-2000等を参考にさせてもらった（ミズホ通信・・・資料室）

設計

先ずは適当な設計図（別途Excelでコイルのインダクタンス計算）と

材料をかき集めた

構成と制作

構成はπC型でコイルは6接点ロータリーSWで6回路にする

MW用に1回路とスルーに1回路を使うことにしたので残り4回路をSW用にして，（2～4・4～7・7～10・10～）MHz位を目安にコイルを巻く

40㎜の塩ビ管を使用，0.55㎜のエナメル線で27巻きとなりタップ位置は13・5・2巻時になる（後で必要なタップを選択するので適当に多くタップを作っておく）

WM用には330μHのトロイダルコイルを使用（140巻きは辛いからやらなかった）

ケースは底と上蓋をダイソーの木材で作り前後を1.5㎜厚のアルミを使う（150㎜×150㎜を半分に切れば丁度良いサイズになった）

ポリバリコンやSW，端子類の配置を決め穴あけ,前面は黒塗装してみた

底板（内側）にもダイソーのアルミ板を貼る

配線

前面を取り付ける前に中身を配線しておく

コイルへの配線は（どのタップに接続するか）調整しながら行うので最後となる

調整

TinySAのSG機能でAMを発振してラジオで周波数範囲の受信確認

nanoVNAで周波数特性を評価して確認

RFアンプ

RFアンプは30dB程のゲインがあるのでアットネーターを接続したいところを電圧調整でゲインを下げることにし，アンプの電流値から500ΩのVRを使い分圧して6V～12Vになるようにした

DCDCを使わないのはノイズが載らないようにするため（だったが，どうやらアンプ部をシールドしないと駄目なようだ）

３Dプリンタ

何かと便利な３Dプリンタで２つのパーツを作製

ロングワイヤー接続用のバナナソケット端子が絶縁させてなかったので絶縁ナットを作製

アルミパイルでポリバリコンの延長バーを作ろうとしたがが上手くできなかった

結局は３Dプリンタでつまみを作製

完成

（前面から：つまみは後に変更）

（後面から）

前面をつや消し黒塗装，板はけやきチークニスで塗装，古臭さが出て良い感じである

使用感

アンテナカプラーとしては効果がないので改良を検討中

折角UV-K5(8)で18-1300MHz（除く630-840MHz）を受信できるのだが聴くことが可能な局が少ない

この辺りでの受信状況

18-30：15mのアマ局は稀にしかいない，CBはいない（もしかすると高速道路で発信者がいるかもしれないが期待薄）

50：受信可能な距離にアマ局がいないようだ

144：稀に１局が使っているようだ（40年以上前になるが大勢いたのだけど）

430，1.2G：ノイズしかない

なので聴くことが可能なのは，FM放送とエアーバンドとなり，わざわざUV-K5(8)でFM放送を使うこともないのでもっぱらエアーバンドで使用することになる

エアーバンドは「ER-C57WR」で聴くこともできるのだがロッドアンテナのみで外部接続ができないため受信性能が悪い

その点UV-K5(8)のエアーバンド受信性能は良好でADS-Bと合わせることにより更に楽しむことができる

そこでもう少し遠距離を受信できないかと専用アンテナを作製することにし候補は，垂直ダイポール・ディスコーン・5/8λGP・1/4λGP・ヘンテナを検討，最終的に1/4λGPにした

材料

ラジケータ，ラジアルには100均の洋欄支柱の針金を利用

中心周波数を125MHzとして1/4λ（600㎜）で４本作っておく（短縮率を95%として調整しながら最終的に570㎜にする）

定番のアルミだと高価であることと半田付けに苦労するので止め，真鍮は売切れだったのかホームセンタに無かったので断念

基台は100均のブックエンド

当初はパネルマウント用Mコネのメスを上にしてラジケータを立てようと考えたが，ブックエンドの加工と合わせ再考したところ別の方法を思い付きFコネを使用

→

支柱にはVE菅を使うことにして基台の固定はがっちり掴めるUボルト

加工

ブックエンドに必要な穴開け加工

Fコネを中央に設置（ゲーブル側が上，メス側が下）

上側のFコネにラジケータを半田付けしてFコネの金属部分より少し大きい13㎜の塩ビパイプ（長さ10㎜位）を基台に塩ビの接着剤で仮接着

エポキシを中側に流し込み硬化する前に13㎜の塩ビパイプより少し小さい12㎜ABS丸パイプ（長さ200㎜程度）をラジケータを通し塩ビパイプに差し込んで接着

上方の白いティッシュペーパーは硬化するまでラジケータを中心にするため入れてある

エポキシが硬化後，ラジケータ保護のための12㎜ABS丸パイプに9㎜ABS丸パイプ（長さ600㎜）を差し込むが，接着はしないで隙間をシリコーンで防水（保護パイプはラジケータが風で曲がってしまいそうだったので付けたが無くても良さそう）

ABSは紫外線に弱いので紫外線を吸収する黒の塗料で塗装

塗装には100均のラッカースプレーを使用（ABSに塗装可能と記載されている→綺麗に塗装できた）

注）ABSは塗装にも弱いので水性塗料の方が良いらしい

ラジアルは丸型端子（R2-4使用）を加締めて基台にネジ止め（念のため，この場合の端子の圧着はラチェット付きの工具を使ってはいけない）

予め基台の上からラジアルを通し垂直に対して30度の角度（内120度に曲げる）を付けておく

ラジアルを導通させるため基台の下側のネジ留め部分にアルミテープを貼った（鑢で塗装を削り取っても良かったけど確実に導通させるため）

ラジアルを付けてnanoVNAで調整

（ネジ留めした後の画像を取り忘れ）

ラジケータが600㎜の時，123MHzあたりが同調点

10㎜単位で短縮してみて調整，結局30㎜切って130MHzが同調点となる

同時にラジアルも切ってしまい570㎜にしてしまった（ラジアルは1/4λで良い）

アンテナが近くだと影響するのか手を動かしただけで画面が止まらず調整が大変だったのでケーブルを伸ばして離れて調整

（ラジアルを付けなくても調整できるか試してみたところ，あってもなくても変化が少ないことが判明）

設置

ベランダに設置した1/4λGP（中央），左はADS-B用のコーリニア

ケーブルはADS-BのコーリニアとTV用の分配器で混合（OUTをIN，INをOUTで使う）

受信性能はこれから確認

（追加：2024.01.07）

空港は広島空港が僅かに信号が入るかってところで遠距離のため厳しいが航空機からは感度良し

良好：N52，F09

良：F07，F08

可：F12，F13

不可：他（近くでは，F10，F11，F14）

エリア）https://airband-japan.jimdofree.com/%E8%88%AA%E7%A9%BA%E8%B7%AF%E7%AE%A1%E5%88%B6/

現在の管制エリアは（一部のエリアを除き）高高度を「福岡コントロール」，低高度を「神戸コントロール」に分かれている

前回作製した（アルミパイプ使用の）改良マグネチックループアンテナが落ち着いたので室外設置用マグネチックループアンテナの作製に取り掛かった

当初，電材を用いて直径１ｍのループ（エレメント３ｍ）にするつもりだったのだが，ループ補助に使用する予定のPF菅では固さの関係で１ｍは厳しそうなことが判明

補強材を十字やクロスで追加すれば良さそうに思えるが風の影響が心配で，風量による強度確認するのも手間なので他の方法を考えた結果２重ループ（エレメント４ｍ）にすることにした

エレメントが２重になっても遜色ないことは確認，またエレメント間に隙間が必要かと思いＰＦ菅も２重にすることを考えていたが，これも気にするほどではないことを確認（PF菅は１重で済むので風の影響も増加しない）

設計１

アルミパイプ版と同じ構成では意味ないしつまらないのでエレメントから直接トランス（トロイダルコイル）を通して給電することにした

トロイダルコイル（FT82 #43使用）は24T:2T

電材のボックス，PF菅，VE菅を利用して骨組みを構成

エレメントはKIV3.5sqを使用

線はPF菅（間に上部ボックス）に２本線を通しどこかでクロスされている

線端の4点は下部ボックス内でボルトで止め上側は導通（もしくはコンデンサで補正）させ下側は給電トランスへ

測定器でインダクタンスを計測してみると約1mHって，でかい・・・あっと当然か

nanoVNAで見てみると124MHzで同調が深い

1mHでは計算上でも1～50MHzの範囲を調整することができないので先にインダクタンスの調整が必要

実際に使用してみて7-10MHzあたりはほとんど受信できないし，この構成は調整が大変そうなので没とした

設計２

Max.200～400pF位で7MHzを同調させたいのでインダクタンスは10μH位が望ましい

今度はインダクタンスが最小となるようエレメントをトロイダルコイルに通すだけ（1T）にした

給電側は7T（参考：http://ja1xrq.g.dgdg.jp/MLA/MLA.html）

手持ちに太い線が無かったのでボルト間のみ5.5sqにしてトロイダルコイルを（FT50 #43）に変更（８Dの同軸でもあれば良かったのだが）

ボックス内にはトロイダルコイルが小さくなったため空きスペースが多く取れるように配置

インダクタンスを計測してみると理想的な12μH

自作計測器でも測定し7.1μHなのを確認

nanoVNAでは何故か平坦（大丈夫なのか？）

複数個のコンデンサを繋いでみて同調周波数を確認すると，220pF:3.54MHz ～ 5pF:10.53MHzとなった

47pFを接続して7MHzを受信できたのでこの構成で進めていくことに決定

同調回路

同調にはバリキャップ（可変容量ダイオード）を使用することを考えていて1SV149（1V:483.5～495.6pF）もしくは相当品が必要なのだが既に入手が厳しい

日本でも入手できない訳ではないようだが送料など含めると高価な買い物になるのでAliexpressで注文（10本で送料込み￥360）

以下の様に基盤を置き部品を実装する予定

バリキャップが届くまで暫くかかるので操作や電源確保手段の検討とアンテナは7MHz固定として試用してみようかと考えている

（追加があれば下側に同じボックスを追加できるのでスペースはまだ確保できる）

設置用器具

試用するにしても設置用の部材がいるので裏面にUボルトを取り付けた

7MHzに合わせるために60pFのトリマーコンデンサを銅線で引っ掛ける程度にするため準備

接続して調整

アルミパイプ版と比べてみて遜色ないようだ

後は防水対策を施し設置予定

試用

防水用のコーキングができたので設置してHDSDRにて試用受信

前作と比べてみると7MHzでの受信感度は上がった

HDSDRにて受信強度が7MHz（±100kHz）を中心に向上しているのが判る

改良したマグネチックループアンテナのアルミパイプ版が完成（もう１つの版はトロイダルコアが必要で材料待ちとなっている）

今回は理解と性能改善のため主に以下のサイトを参考にさせてもらった

• http://jr3xuh.image.coocan.jp/LoopAntenna.html
• https://agc.ne.jp/e-craft/7mhz_mla/
• https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_magloop.htm
• マグネチックループアンテナの改良および評価（大阪府立大学工業高等専門学校研究紀要, 2016,50, p.75-80）（pdfで公開されている）

（情報サイトは，マグネチックループアンテナ，MLA，スモールループアンテナ，微小ループアンテナで検索可能）

形状

アルミパイプ版として以下の形状になるように設計

メインループは（既に作製済の）15㎜アルミパイプで直径が約640〜660㎜，給電ループはS4CFBで直径140㎜のファラデーループにした（シールド結合）

骨組みは下方にボックスを置き，メインループの開放側を固定

柱として垂直にVE菅を設置

VE菅は上部をアルミパイプに接続し易いよう削り，上部から140㎜の位置にケーブルを通す開口を作る

下方設置のボックスにVE菅を結合，給電ケーブルをVE菅を通しボックス内へ

ボックスにSMAメス端子を付け，給電ケーブルと結線

調整①

形状の設計変更がありうるので，まずはこの時点で調整

メインループのインダクタンスを測定

5～6μHとなったが，この計測器（DM6243）の10μH以下は信用できないことが判っている（こちら）

なので自作Lメーターで確認すると1.4μFであった（誤差はあると思うが1.4μFで進めていく）

測定したインダクタンス値で同調周波数を算出するとC（キャパシタンス）は以下のとおり

つまり7MHzを受信するとしたら369pFのコンデンサをアルミパイプの開放側に接続すれば良いことになる

同調周波数の変化を確認するため，バリコン（Qは悪いがポリバリ使用）を接続してNanoVNAで確認

ところがバリコンを回してもまったくNanoVNAの画面は420MHz付近の同調から変化しない・・・コンデンサ（1000pF，470pF，220pF等）を直接接続しても変化はなかった

NanoVNAでは測定できない？のかとも考えたがYouTubeで調整している動画があったので問題ないようだ

実際に受信してみるとFMのみが良好ともいえない形で聴こえる程度だったので失敗を実感

再度，参考にしたサイトを見直して対策を練った結果

• 給電ループを単線にする → ファラデーループは調整が困難，非シールドもシールドと大差ない
• 給電ループを大きくする → メインループの1/5が基本のようだがSWRが下がらないため1/3にしたとの情報

修正

給電ループをIV線に（別件で使用しようとしていた8sqがあったので）変更しメインループの1/3となる直径220㎜（全長700㎜）にする → 線が高価で余分など無いので駄目なら短くする方向でやっている → 後でS4CFBを単線のように使えば良かったかと・・・

新たに上部から220㎜の位置にケーブルを通す開口を作る

給電ケーブルはRG174を接続

調整②

今後はバリコンでNanoVNAの画面が変化した（万歳）→ 後でビデオ撮り

上はバリコン＋コンデンサで7MHzに合わせた画像で，メインループを直結した場合は以下のような感じになる（単位はMHz）

ここで逆計測，数値が判明しているコンデンサを接続して同調周波数をNanoVNAで確認してメインループのインダクタンスを割り出す

約1.65μHとなった

この数値で再度同調周波数をバリコンで操作できる範囲を確認

3.5MHz～30MHzの範囲をカバーするキャパシタンスを考える（1000pF，220pF，47pF，10pFを選択）

実際に受信してみると部屋内中心アンテナ設置で7MHzのアマチュア無線が受信できたので問題ないだろう

最終加工

全体構成のメドが立ったので最後の加工を行う

調整用のバリコンとしてボックス外から操作可能に設置，補正用コンデンサは付け替えできるようにした

バリコンは13～156pFと5～49pFの切り替えSW付

コンデンサはピンソケット化（３並列まで）

ボックスはめくら版を付けて完了

周波数調整映像

5～49pFモードでの調整画像（現状SWRはあんまり下がらない）

（NanoVNA，Center7MHz，Span500kHz）

反省点

• メインループの浮遊容量を考えていなかった

追加（2023.5.13）

室内であるが使ってみて結構良く聞こえるので，バンド切替を簡単にできるようにロータリースイッチを設けることにした

手持ちが２回路６接点のロータリースイッチだったので６バンドの切り替えとして補正用コンデンサを調整

①中波（1070kHz）②3.5MHz（3440-2640kHz）③3.8MHz（3740-4010kHz）④7MHz（5980-7240kHz）⑤7.2-10MHz ⑥10MHz-30MHz

とした

コンデンサはロータリースイッチにダイレクトに接続して空中配線

良い具合に空いた場所がありロータリースイッチを設置

正面から

判り易いようにバンドを記載して受信

アマチュア無線のコンテスト中（HF）だったので7MHzは賑やかだった（3.5MHzのCWもFB）