ログペリアンテナについて

By | 2021年5月23日

ログペリアンテナについて調べました。事の発端はラジオの雑音です。

放送電波に雑音が混ざる場合、古典的にはアンテナを接続すれば雑音は小さくなります。この場合のアンテナは数メートル程度のワイヤーで構いません。さて、ここで受信音声に混入していたのはラジオ内部で発生する雑音です。ですので、ワイヤーアンテナを接続することで受信電波を強くすればラジオ内部で発生する雑音は相対的に小さくなり、良い音で聴取できるようになったわけです。

ところが昨今は事情が違います。私が住んでいる街は、街全体を雑音が霧のように覆っています。ラジオを持ち歩いて近所の雑音状況を調べましたが、散歩の範囲程度にわたってまんべんなくFM放送に雑音が混じって聞こえるという、かなりひどい結果になりました。

MLA(Magnetic Loop Antenna)を試したこともあります。一説によればこのアンテナは磁界結合で動作しており、放送電波は電界と磁界が交互に来る一方、電子機器からの雑音は電界成分が主なのでSNが向上するというのです。

(うっそでーぇぇぇ!!)

と思いながら半信半疑で実験しましたが、SNが向上するなどと言うことはありませんでした。ワイヤーアンテナと同程度の働きはするようです。指向性の強いアンテナと言われていますが、ゲインはそれほど無いようで

「正しい方向を向いていないと雑音が大きくなる」

という結構残念なアンテナに成り下がっています。雑音がまんべんなく来ているのですねぇ。まぁ、悪いことばかりではなく、天井からしっかりつるして同軸ケーブルで机まで給電していますので、受信機との接続はワイヤーアンテナのころより安定しています。そこそこ小さくて取り回しが楽なのもよいところです。もっぱら色使いの点で家族には評判が悪いですが…。

我が家の…我が町の雑音は電灯線をたどってきているらしく、部屋の中の位置で大幅に雑音の大きさがかかわります。1階のリビングはラジオ内蔵のロッドアンテナでも割とSNよくFM放送を聴くことができます。最悪なのは2階の私の部屋で、ラジオの場所がかなりクリティカルに効きます。

定期的にラジオを聴きたくなっては絶望の淵に沈んですべてのやる気を失っているのですが、ふと、FM用の八木・宇田アンテナを作ってみようかと調べてみました。そして当然のように八木・宇田アンテナはFMバンドに使うには帯域が狭すぎるという結果に落ち着きました。広帯域を狙うならログペリアンテナです。

ログペリアンテナは帯域が広く、フロントゲインを10dB前後確保することができ、かつサイドの切れが良く後方の抑圧も結構あります。つまり、目的とする放送電波とは別方向から飛んでくる雑音をうまいこと押さえてくれそうに思えます。

よくしたもので、今時はオンラインでアンテナを設計することができます。

懸念点は良い点の裏返しです。指向性がほどほどに良いため、東京タワーとスカイツリーは同じ方向に見えるがFM横浜の放送局は全然違う方向にある我が家の場合、FM横浜をあきらめざるを得ないことになります。

作ってみるしかないですね。とりあえずはアイデアと先のサイトの計算結果だけ書き記しておくことにします。

LPDA — https://hamwaves.com/lpda/ — v20180914
  LPDA design 2021-05-23 15:26

INPUT
  Lowest frequency f₁ = 75 MHz
  Highest frequency fₙ = 95 MHz
  Diameter of the shortest element ⌀ = 1 mm
  Characteristic input impedance Zc_in = 300 Ω
  Taper τ = 0.880
  Optimal relative spacing σₒₚₜ = 0.163
  Chosen relative spacing σ = 0.060

RESULTING DESIGN
  Number of elements ⌊N⌉ = 5
  Dipole element lengths:
    dipole ℓ₁ = 1.999 m
    dipole ℓ₂ = 1.759 m
    dipole ℓ₃ = 1.548 m
    dipole ℓ₄ = 1.362 m
    dipole ℓ₅ = 1.199 m
  Sum of all dipole lengths ℓₜₒₜ = 7.866 m

  Distances between the element centres
  and their position along the boom:
    d₁,₂ = 0.240 m, i.e. ℓ₂ @ 0.240 m
    d₂,₃ = 0.211 m, i.e. ℓ₃ @ 0.451 m
    d₃,₄ = 0.186 m, i.e. ℓ₄ @ 0.637 m
    d₄,₅ = 0.163 m, i.e. ℓ₅ @ 0.800 m
  Boom length L = 0.800 m

  Length of the terminating stub ℓ_Zterm = 0.500 m
  Required characteristic impedance of the feeder
  connecting the elements Zc_feed = 729.2 Ω

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