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430M帯QFHアンテナの製作と設置


過去にも何度か試作してきた435MHz帯QFHアンテナ。

今回は屋上に設置できるものを製作した。 また、受信部には
小さなSDR、FunCubeDongleを使っている。過去記事2

普通はゲインを稼ぐために八木アンテナをローテーターで振り回すけれど、それができない環境でも電波が受信できるかどうかは結構興味が有るところ。

<製作>
材料はできるだけ加工が容易なために3mm径のアルミ針金を使う。
100円ショップでちょうど3m巻が売っていたので、これを使った。

   素子の製作

素子は無指向性を持たせるため、ヘリカルになっている。ここが八木アンテナとくらべると3次元的なので面倒な部分だと思う。綺麗に曲げるのが難しい。簡素化のためにいろいろ試行錯誤した。

  • φ3mmアルミ針金 3m 100円
  • 上記針金が差し込める圧着端子 (ホームセンターの電気コーナーより)
  • M3ネジ 長さ6mmくらい 100円
前回までは素子部をひとつの線から曲げて作っていたが、今回は部分部分に分けてネジ止めすることにした。 このほうがきっと綺麗に作れる。
アルミにこだわるのをやめて、真鍮などでつくったほうが、ハンダ付けできるので簡単になると思う。


大きさ計算
下記のサイトの計算シートを使わせていただいた。
http://www.jcoppens.com/ant/qfh/calc.en.php

QFHアンテナの文献は、NOAA衛星のAPT受信に関する製作記事を探すと良い。
NOAAやACARSは130~145MHzなので、製作するアンテナも巨大になる。

430M帯に合わせれば、縦20cm横10cm程度の大きさなので、3mm径の線材を使えば自立する。
使う材料も少なくて済むので、製作はやや簡単。

気象画像受信も結構楽しいのでぜひ。 過去記事3

製作過程

 長ループと単ループの支持部。 折り曲げた端には後で同軸ケーブルのSMAコネクタを接続する。
 一つのループを取り付けたところ。
 上記を拡大。 
 仮組み。 このあと改めて塩ビパイプに取り付けた。 
SMAコネクタの取り付け方だが、素子には直接ハンダ付けできないので、錫メッキ線を巻きつけたところにハンダ付けを行い固定した。



固定場所として、屋外のTVアンテナ台の基部に取り付けた。 
高い部分に取り付けても近くの幹線道路から干渉を受けるのと、風を受けて揺れるので開けているけど低いところに置く。 都市部なので最初からノイズレベルが高い。
今回はプリアンプ等はつけていない。 CubeSatのビーコンを受けるにはかなり寂しい設備だ…。

<受信設備>

受信機はFunCube Dongleを接続したノートPCで、ソフトウェアはSDR-Radio(build 1009)を使った。
SDR-Radioは衛星受信用としては恐ろしいほど多機能なソフト。スケジュール、自動ドップラー補正はもちろん、GoogleEarthを起動して、追尾中の衛星の軌道からみた景色をリアルタイムで表示することまで出来る。 これあれば衛星追尾は問題なさそうだ。 SDRを触ってから無線に入門した世代ですがなんとなくおそろしい…。



<受信結果>

ちょうど設置後に高い仰角のCubeSatが2機通ったので、受信してみた。 XI-IVとCute-1が一緒にやってきた。 XI―IVは慌てていたので取り逃がしたが、Cute-1のビーコンは確認できたので、とりあえず性能は問題なさそう。 SDR-RADIOの自動ドップラー補正が心強い。 しかしFMパケットはやはり無理があるようだ。

これから受信してみたい衛星や運用形態はたくさんあるが、まずは週末のH-IIA打ち上げまでに新しい受信機(RTL-SDR)がテストできるはずなので、それまでにソフトに慣れておきたい。

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