閑人

アクセスカウンタ

zoom RSS ADS-B 3段コリニアアンテナ 秋の彼岸

<<   作成日時 : 2014/09/20 23:19   >>

ブログ気持玉 0 / トラックバック 0 / コメント 0

今日は、墓参りの予定です。朝6時過ぎに雨音で目覚めました。出発まで4時間あります。そこで、手持ちの材料でアンテナを自作することにしました(意味不明)。昨日の記事で、アンテナが周囲の影響を大きく受ける事をシミュレーションで説明しました。これを体験するのが目的です。
今まで、MMANAで検討してきたアンテナで、比較できる物を考えました。
アンテナの放射エレメントの長さとアンテナ利得の関係は
画像

ある程度のエレメント長以上になると、得られる利得に限界があるようです。今回のアンテナ選定の基準は
・ケーブル損失をカバーできる裸利得があること
・ある程度の再現性があり、作りっぱなしで可能(時間が無い)
・手持ちの材料で作る
・以前のデータと比較できる

そこで、選択したのが、1/2λ3段コリニア(位相スタブマッチング)です。
画像

MMANAのファイル(75Ω給電)

1/2lambdax3 collinear antenna 1090MHz
*
1090.0
***Wires***
12
0.05, 0.0, -0.005, 0.05, 0.0, 0.005, 0.0015, -1
0.0, 0.0, -0.005, 0.05, 0.0, -0.005, 0.0015, -1
0.0, 0.0, 0.005, 0.05, 0.0, 0.005, 0.0015, -1
0.05, 0.0, 0.005, 0.0705, 0.0, 0.005, 0.0015, -1
0.05, 0.0, -0.005, 0.0705, 0.0, -0.005, 0.0015, -1
0.0705, 0.0, 0.005, 0.0705, 0.0, -0.005, 0.0015, -1
0.0, 0.0, 0.005, 0.0, 0.0, 0.1515, 0.0015, -1
0.0, 0.0, -0.005, 0.0, 0.0, -0.1515, 0.0015, -1
0.0, 0.0, 0.1515, 0.065, 0.0, 0.1515, 0.0015, -1
0.065, 0.0, 0.1515, 0.065, 0.0, 0.1615, 0.0015, -1
0.065, 0.0, 0.1615, 0.0, 0.0, 0.1615, 0.0015, -1
0.0, 0.0, 0.1615, 0.0, 0.0, 0.31, 0.0015, -1
***Source***
1, 0
w1c, 0.0, 1.0
***Load***
0, 0
***Segmentation***
800, 80, 2.0, 2
***G/H/M/R/AzEl/X***
0, 5.0, 1, 75.0, 120, 60, 0.0

比較用の2段コリニアは(2014年8月14日の記事)

1/2lambdax2 collinear antenna 1090MHz
*
1090.0
***Wires***
8
0.0512, 0.0, -0.005, 0.0512, 0.0, 0.005, 0.0015, -1
0.0, 0.0, -0.005, 0.0512, 0.0, -0.005, 0.0015, -1
0.0, 0.0, 0.005, 0.0512, 0.0, 0.005, 0.0015, -1
0.0512, 0.0, 0.005, 0.0627, 0.0, 0.005, 0.0015, -1
0.0512, 0.0, -0.005, 0.0627, 0.0, -0.005, 0.0015, -1
0.0627, 0.0, 0.005, 0.0627, 0.0, -0.005, 0.0015, -1
0.0, 0.0, 0.005, 0.0, 0.0, 0.1515, 0.0015, -1
0.0, 0.0, -0.005, 0.0, 0.0, -0.1515, 0.0015, -1
***Source***
1, 0
w1c, 0.0, 1.0
***Load***
0, 0
***Segmentation***
800, 80, 2.0, 2
***G/H/M/R/AzEl/X***
0, 5.0, 1, 75.0, 120, 60, 0.0

4段以上になると周囲の影響やエレメントの相互作用で、インピーダンスが下がり難くなります。
努力の割りに、利得が少ない。
特に、ADS-Bの受信で求められるのは、水平方向の利得と、上空方向の電波の減衰のバランスです。
実は、16段以上の同軸コリニアも作ってみましたが、調整が難しく、近くの信号がうまく拾えないバランスの悪いアンテナでした。その割りに、受信距離が伸びません。

今回の3段アンテナは、お勧めかもしれません。
適度に広範囲が受信できること、上空を通過する飛行機もきちんとデコードできます。

2段アンテナとRTL1090の組み合わせでは、120から150フレーム/秒の表示でした。ツインデルタでは、200から250に跳ね上がりました。3段コリニアをでは、屋根から少し離すと、300フレーム/秒を軽く超えるようになりました。

アンテナは、長さ1m、太さ3mmの真鍮線を730mm位でOKです。4段では、長さ1mを超えます。

最初に、AdsbScopeのフレームレートから(RTL1090からは、300フレーム/秒)
画像

最初の部分は、アンテナを、屋根の近くから、垂直に持ち上げて利得が上昇する様子、次に、アンテナを屋根や壁から50cm離して見た様子です。少しずつデコードのフレームレートが上がっています。
フレームレートが8000から12000位で安定する条件は、アンテナの地上高7m、屋根(軒)より1m高い、屋根から水平方向に50cm離す。図の途中で、フレームレートが低下しているのは、アンテナの地上高を変えずに、屋根との距離を変更した為です。アンテナが、屋根のガルバニック鋼板に近づくと、デコードレートが低下します、離すと向上します。昨日のグラフ体験できた気がします。

1時間のデコード状態は
画像

特徴的なのは、デコードを開始直後、200km付近の遠い機体と、近距離の機体が、20機位、同時に表示されました。
南東の方角や、北の飛行機が見失う事無くデコードできるようになりました。
家の、大屋根は、アンテナよりも高く、南の方角は見通しできません。

短時間の感覚では、フレームレートの上昇分(20%以上)の改善と言えそうです。

プリアンプやフィルターの効果については、目で見える評価方法を検討中です。
効果があることは判っています。フィルターを挿入すると、フレームレートが上昇します。さらに、プリアンプは、10dB位の利得までは、フレームレートが上昇します。利得がこれを超えると、R820TのLNAゲインを下げる必要がありました。
墓参りから帰って、朝を思い出しながら、書いてみました。間違っていたらごめんなさい。

テーマ

関連テーマ 一覧


月別リンク

ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!
ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。
→ログインへ

トラックバック(0件)

タイトル (本文) ブログ名/日時

トラックバック用URL help


自分のブログにトラックバック記事作成(会員用) help

タイトル
本 文

コメント(0件)

内 容 ニックネーム/日時

コメントする help

ニックネーム
本 文
ADS-B 3段コリニアアンテナ 秋の彼岸 閑人/BIGLOBEウェブリブログ
文字サイズ:       閉じる