i-Gate 受信エリア拡大実験 その1

i-Gate の受信エリア拡大を目指して屋内で出来ることを考えました。
高所恐怖症なのでアンテナの交換や位置変更は無理なのです。だから屋内作業です。

1. 受信プリアンプ挿入
2. アンテナと受信機一組追加(アンテナはベランダ設置で i-Gate受信早いモノ勝ち方式)
3. SDRドングルの高性能化

4. 闇 i-Gateを自然の山中へ放置(2.と受信場所が違うだけ)

順番にやっていきたいと思います。

まずは 1. 受信プリアンプ挿入です。

実は昨年アマゾンで広帯域受信プリアンプを購入して実験してみましたがうちの環境では逆効果になりました。近所の数軒のソーラー発電に起因すると思われるノイズが増幅されて本来の信号が抑圧を受けて感度低下してしまいました。安物の広帯域受信機と広帯域プリアンプの組み合わせでノイズまみれの環境で失敗です。

最近、ベンキョーしたら電波というやつはどうやらフィルタで通過周波数を制限できるということを今更知って購入したのがコスモウェーブさんの LNA-BPF144C です。

これは BPFと受信プリアンプの組み合わせとのことで期待感が高まります。

同梱の説明を読むと「必ずシールドされたケースに入れてください」とのことなので基板サイズを測ってから一番近い100均へサンダル履いて歩いていきました。

キャンドゥで良さそうなシールドケース(商品名:ブリキ携帯灰皿)を発見して購入。

税込み110円でサイズは 5.5×8×2cm

分解してみると下のようになっていました。右側はインナーとして入っているものです。とても立派なシールドケースです。

実物を入れてみると高さ(厚さ)が約1ミリ足りなくて断念・・・外寸ではイケると思いましたがあっさり諦めます。シールドされたコイル部分が干渉するだけなので内側から叩いて逃げ場を作ってやるか切り取って窓を付ければ良さそうですが、あまりに立派なケースなので別の使えるものに使います。

余談ですが、蓋を閉めた状態と開けた状態どちらも底と蓋は導通がありました。インナーを入れると、インナーと底、インナーと蓋も導通がありました。RF的にはどうなのか分かりませんが導通があることだけは確認できました。

そこで急遽、別の100均で買ってあったアルミパンチシートを使うことにしました。パンチシート自体に導通があることを確認してから手でコの字型にカタチを整えてキリでねじ止めの穴をあけて基板と合体します。

なぜグルっと囲まないかというと夏場にSDRドングルの放熱用に使っていたものを流用したため元々はもっと大きいサイズだったものがカットされており小さかったのです。

新しいのを 100均で買って来ればいいんでしょうが、今日はすでに1往復したので体力が残っていません。自分が1日に歩ける距離は平地で1Kmが目安です。鉱山跡探索は別腹のようで山道を10Kmくらい歩けるのが不思議です。

整えたはずのカタチは整っていないような気がしてきましたが気にせず進みます。

キリを使ってトリマー調整のための穴を上面に3ヶ所あけました。これで更に形がくずれました 笑

NanoVNAと接続して 100MHz～500MHz の S21 GAIN や S11 VSWR他、いろんなグラフを見てみましたがなんか想像していたグラフの形と全然違います。NanoVNA は校正してから使っているんですが・・・電源なしでも BPF の特性グラフが見れると思っていましたが違うようです。

これが皆さんがよく言ってる「スルー特性」ってやつなんでしょうかね。

ちなみに老眼なので NanoVNA の液晶画面は見ていません。小さすぎてまったく読めないからです。

NanoVNAと PC をUSBケーブルでつないで NanoVNA-Saver というソフトを使って PCで見ています。

もしかして電源入れないといけないのかな？

古い安定化電源を出してきました。持った瞬間「重い」汗

この電源、入手してから現在まで引っ越しを20回近く経験してきて更にそのうちの1回は6年間空調の無い閉め切った部屋に放置していたので動くのか心配です。

まずは電圧が出るか確認です。電源のスイッチを入れると電源本体から常時ジーーッという大きな音鳴きが出ていやな感じですが進めます。ホントに音鳴きか疑うレベル。もしかして漏電!?

なんとなく動いているようなのでこの後、出力を最低限必要な 6Vに調整しました。

結線して電源を投入すると赤い LED が点きました。

消費電流は 60mA と小さいので安定化電源の電流計はピクリともせず電流計が正常なのかは分かりません。

NanoVNA でスイープしながらグラフを見ていましたが、電源投入後みるみるグラフの形が変わって想像していたようなものになりました。NanoVNA のスイープに時間がかかるからなんでしょうけど見ていて面白いです。

写真には写っていませんがこの時点で筐体としてのテイをなすようアルミホイルで(笑)隙間を埋めました。これでもテイをなしていないような気がしますが進みます。

フィルターは初めて扱うんですが、こうして見るとバンド外の減衰特性が素晴らしいと思います。

で、グラフをよくよく見てみると 144MHz帯は想像していたとおりですが、430MHz帯は想像とちょっと違い、バンドの後半は増幅されているように見えます。

もしかするとトリマーで調整出来たりするのかもしれませんが、144.64MHz と 144.66MHz が良ければいいので一旦無視して進みます。

と、ここで運用するための電源が無いことに気付きました。
今、実験している安定化電源は音鳴きが異常なほど大きくてというか音鳴きじゃない異音？かもしれなくて連続しては使いたくありません。

ゴミ部品箱を漁りましたが出力が 5Vの ACアダプターしか出てきませんでした。必要なのは最低6V 最高15Vとのことです。15Vは上限ギリギリで怖いので 14V くらいにしましょうか。

14V? だったら近い13.8V なら良く聞く電圧です。必要な電流は60mAくらいらしいので充電用のACアダプターでもイケそうです。13.8V にしましょう。

と、ここまでやって外も部屋も暗くなり部品が見えなくなってきたので本日の作業はペンディングします。一人でいると部屋の明かりは点けないほうの人種なので仕方がありません。

次回は SDRドングルとアンテナの間に挿入して動かしてみたいと思います。

その2 へ続く