ADS-Bのアンテナを建ててBPF+LNAを使って受信

ADS-B用アンテナ設置後の受信状態 1
ADS-B用のアンテナ(白パイプ)はSMAのオス↔オス変換コネクタでBPF+LNA(青い基板)と接続。
アンテナは封のされたパイプなのでこのまま屋外で使用できるが、BPF+LNAは只の基板なので屋外で使用するには何かのケースに封入する必要がある。基板の幅が45mmなので太くてみっともない50mmの塩ビバイプに入れることにする。で、パイプのキャップの中心に10mmの穴をドリルであけてアンテナのSMA端子を通した。

ADS-B用アンテナ設置後の受信状態 2
塩ビパイプの内側になる部分。左下はLNA用の電源に使うもので、45mA分の定電流ダイオード(15mA x3)が並列にあるだけ。この先はmicroUSBのメス端子になっていて、どこのご家庭でも余っているmicroUSBのACアダプタを繋ぐ。

ADS-B用アンテナ設置後の受信状態 3
アンテナ設置場所からPC置き場まで離れているので20mのケーブルでつなぐ。細くて軽い(207g)ケーブルなのでおそらく低損失タイプではないと思われる。高周波ほど減衰しやすいらしいので1090MHz(無線関係者に言わせるとかなり高周波)だと20mも伸ばすのは無謀だったか・・
でも、安い(Wi-Fiアンテナ用が特に安い)。750円程度で送料無料。ただし、Wi-Fiアンテナ延長用はRP-SMAオス↔RP-SMAメスになっていて、普通のSMAとはピンの付き方が逆なのとSMAの機器同士を繋ぐならオス↔オスである必要があるのでRP-SMAオス↔SMAオスとRP-SMAメス↔SMAオスの変換コネクタが必要。(50円 x2 程度)

ADS-B用アンテナ設置後の受信状態 4
誰が取り付けたのか知らないが、古いBSかCSの衛星アンテナが屋根の上に付いていた。ケーブルは切られていたし、受信できるテレビもチューナーも無く、使われていた様子がないのでなんでアンテナが設置されていたのかは経緯不明。実家で衛星放送を観た記憶は無い。アンテナの色が禿げていて文字が読めないので何用なのかもよくわからない。
要らないので衛星アンテナを撤去して代わりにADS-B用アンテナを付けることにした。アンテナスタンドは32mmの細いタイプで、それに固定する金具が無かったので40mmパイプ用の金具の内側にゴムスポンジを挟んだ。
僅かでもアンテナの高さを得たかったので塩ビパイプは1mにした。それ以上の長さは月日が経つと曲がりそう。
写真では上に付いたアンテナが曲がって見えるけどキャップが少し浮いてたので後でしっかり嵌めておいた。
パイプの下側のキャップには15mmの穴をあけて、ホースの接続アダプタを内側から接着した。ホースの接続アダプタの内側の穴にアンテナケーブルと電源ケーブルを通した。虫が入らないようにスポンジを軽めに詰めている。密封はしない。これで、雨と虫を避けつつ夏場の暑い日にパイプが爆発するのを防いでいる(つもり)。

ADS-B用アンテナ設置後の受信状態 5
アプリケーションは前回のアンテナ仮置き時と同じくModeSDecoを使用した。前回はBPF+LNA無しだったので殆ど受信できず、カバレッジは一番遠くて30km、直径で50km程度、エリアというより漫画の集中線みたいなのだった。また、比較的受信できるエリアはアンテナ設置場所から10km以内でもショボショボという感じだったが、今回はBPF+LNAを付けたことで受信できるエリアが一気に広がって西は舞鶴や京都市街を超えた辺りまで、東は濃尾平野の木曽川近く、南は伊賀の近くまで受信できるようになった。滋賀県はほぼすっぽり収まる程度+若狭湾方向にオマケでエリアが伸びた感じ。

ADS-B用アンテナ設置後の受信状態 6
日中の飛行機が飛んでいる時間であれば常に1以上数機程度、多い時間は10機程度がリストに表示される。愛知・三重・奈良・和歌山・大阪辺りだともっと多くの機が飛ぶので更に沢山の飛行機がリストに表示されるはず。

ADS-B用アンテナ設置後の受信状態 7
前回は(中途半端含めて)受信できたメッセージ数が4時間で2000程度でさっぱりだったが、今回は24時間で28万とケタが余裕で1つ増えた。

ADS-B用アンテナ設置後の受信状態 8
チャートで距離とメッセージ受信数の分布(左上のグラフ)を見ると、前回は最も多くメッセージを受信した距離が3nmi = 約5.5km (nmiは海里)だったが、今回は12nmi (約22km)ということで4倍近く伸びている。
メッセージの受信時間帯別(右上)で見ると朝7時〜21時までが多く、深夜早朝は少ない。(飛行数自体が激減)
カバレッジパターン(左下)も前回とは変わって、中心近くの青いうねうねした線が北西方向で50nmiを超えている。(上の地図の灰色線と同じ)。
赤色は受信の多かった方角が色が濃いと思われるが、南側半分が濃い。(実際にそっちを飛ぶ機が多い)

前回が酷すぎたというのもあって、今回は大改善したように見えるが、実際のところよく電波を拾える若狭湾方向でもようやく100km届くか届かないか程度。鈴鹿山脈がある側だと40kmも届かない。猛者が300km以上を狙っているのと比べると、全くお粗末ではある。
でも、安物の低感度アンテナと信号を減衰させまくりの長いアンテナ線なのでその辺りを改善すればもう少しは距離が出そうではある。
実家は山に囲まれた(谷間の)場所なので頑張っても200kmは超えないだろうし、高度の低い機は受信できないと思うけど。
とりあえずは、長いアンテナ線を止める予定。次にアンテナをまともなのにする、でもdBiを上げすぎは(周りが山なので)ダメな筈。どうすれば? あとは、怪しいBPS+LNAをまともなのに交換する。その辺りかな。

追伸:
前回はModeSDecoの起動オプションはAGCオンだけで試したが、今回はAGCのオンとオフの両方を試してみた。基本変わらないがオフの方が誤差程度に(気分的に)調子が良さげ。

LNAは明らかに効果があったが、BPFは機能しているのか簡単に確認してみた。つまり80MHzあたりのFM放送を受信してみた。BPF+LNAを付けずにアンテナを仮置きしたときは隣県のFM放送までしっかり聞こえるほどだったが、BPF+LNAを付けた状態ではBPFの効果があるのかFM放送はほぼ全滅、一番電波の強かったNHKのFM放送がかろうじて(電波の)存在が判る程度、でも放送があるのはわかったがほぼ聞き取れない程度だった。つまり、十分に離れた周波数はカットできているみたい。近くのバンドはどのあたりまで影響を受けないのかは確認していない。

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