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2007年7月29日 (日)

ハリアー改造 地デジアンテナ

先日購入したワンセグチューナのアンテナをどうするか考えました。

オークションでは、車載用フィルムアンテナも売っているが、すでにハリアーのリアガラスは熱線とアンテナでいっぱいです。そこで、後部のサイドにある小さな窓につけられるアンテナを作る事ができないかと考えてみた。

小型で単純な構造でありながら、ゲインが高くて、広帯域、指向性はあまり無い。

そんな夢のアンテナがあるのだろうか・・・
今回実験したのは、この「ヘンテナ」です。
Cimg3048
これが完成図です。では製作の過程をご覧ください。

このアンテナの名前は「変なアンテナ」という意味なんだそうだ。これを変形して様々なアンテナも生まれたそうだ。
ヘンテナは、縦1/2λ、横1/6λの長方形なループアンテナである。下から1/10λの位置に給電部があり、この給電部の位置を上下する事でマッチングを取る事ができる。しかし、測定器が無いので決め打ちにした。
水平偏波(写真の向きでは垂直偏波になる)で広帯域でゲインがあるのが特徴なんだそうだ。

地上デジタルの周波数は、地域によって違うので念のため確認しておくと、大阪では、CH13(470Mhz)~CH24(536Mhz)が使われるので、500Mhz で設計する事にした。
λ=300/F(Mhz) x0.98 = 588mm

1/2λ=294mm
1/4λ=147mm
1/6λ= 98mm
1/10λ=59mm

Cimg3032
アンテナに使用したのは、ありあわせの銅線。ちょっと細いけど、まあ問題無いだろう。

平衡-不平衡バランには同軸型シュペルトップ(Spertopf)を作成した。同軸は真線とシールド線があって不平衡ケーブルなんですよ。これを平衡のアンテナに接続するとマッチングが取れないのですね。
なんでも、かぶせた網線が打ち消すように電流が流れるのだそうだ。詳しくは、最後の参考にしたページを読んでくれ。
シュペルトップバランは、同軸の網線をかぶせるだけで簡単な構造なのが良い。ここでは、1/4λx0.68=100mm (なんで、ここは0.68 なんだろうと考えない事にします)。


Cimg3035
同軸ケーブルの網線を100mm切り出すんですが、これは同軸の被服の上にかぶせるので、120mm ぐらいで被服を剥いた。130mmぐらいあった方が良いかな。
Cimg3036
網線を根元からカッターで切ります。
Cimg3037
網線を縮めると被服の上にかぶせる事が可能になる。
Cimg3038
先端を処理します。
Cimg3039
100mmの位置の被服を剥ぎますが、網線は切らないように。
同軸ケーブルの加工は、なれないと難しいかも。
Cimg3040
この剥いだ部分に網線をかぶせて、上から銅線を巻きつけます。
この銅線は、アンテナに使ったのと同じものです。
Cimg3043
バラバラになった網線が被服とショートしないように、先端も同じように銅線を巻きつけます。
Cimg3045
半田で確実に接続します。
銅線は、空気に触れると酸化して茶色くなりますが、電波は銅線の表面を流れるので酸化すると抵抗が高くなります。空気を遮断する必要があります。
アンテナを屋外に設置する場合は、ブチルゴムテープ(ゴム製のテープですが溶けて一体化する)を使うと良いでしょう。実験では、この上から熱収縮チューブを被せるだけでも良いと思います。
完成したシュペルトップバランをアンテナに接続すると完成。
Cimg3055

感度は付属の1/4λアンテナよりもかなり良い事が確認できました。
Cimg3058
付属アンテナでサンテレビは受信できませんでしたが、ヘンテナでは方向を調整すると受信可能でした。
Cimg3062
弱い電波を捕まえるには指向性をあわせる必要があります。でも、強い電波では、指向性はあまり影響しませんでしたので車載にも使えそうです。

それでは、ハリアーに付くか確認です。
Cimg3067
ムムム・・・
少し変形させると取り付け可能かも知れませんが、ちょっと厳しいかもね。
もう少し考えることにしました。

今回の実験は、手元にあったTV用同軸ケーブル 3C2V を使いました。TVは75Ωのケーブルだと決め付けていましたが、ワンセグチューナの説明書きによると 50Ω に設計されているらしい。50Ωのケーブルを買って、作り直す必要がありそうです。
Cimg3063
ワンセグチューナのアンテナ端子には、SMAコネクタ が使われていました。このコネクタは、普通のアンテナを売っている店にはおいてません。
電子パーツを扱っている大型部品店に行けば\500~\1,000ぐらいで買えるようですが、自分で加工できるのか、やった事がありません。

今回の実験では、ケーブルをコネクタに無理やり差し込んでいましたが、コネクタを壊す可能性があるのでお勧めできません。

SMAコネクタは、PCの無線LANで使われているのと同じシリーズですが、無線LANのケーブルはリバースと言って中のピンがオスメス逆になっています。SMA コネクタを買う場合は注意が必要です。

ワンセグチューナに付属していたアンテナの同軸には、RG174/U が使われていました。できれば、これは切らないで保管しておきたいので、ケーブルも買ってくる必要があります。

いまさらですが・・・・
やはり理想的には、既存のTVチューナ に入っているアンテナケーブルを2分配するのがベストなんでしょうね。ハリアーの電子技術マニュアルで調べているのですが、ちょっと理解に苦しんでいま す。TVアンテナは、前と後にあるようです。屋根の上にもあるが、これらの役割と配線が不明。

今回の実験で参考にした記事は、こちらです
地上波デジタル周波数
アンテナの自作
ヘンテナ・アンテナの作成
ヘンテナの話


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コメント

おちゃる。さん
コメントをありがとうございます。
ヘンテナですから、多少変形させても大丈夫みたいですよ。是非、見せていただきたいです。

はじめまして。
自分の住んでいる地域(群馬県館林)は地上デジタル波が弱く、携帯のワンセグ受信もままなりません。
手軽にしかも感度の良い「ヘンテナ」の存在を知り、ネットを検索していたところ、この記事を発見しました。
早速、真似て作成してみました。
受信感度はまだ試していませんが、期待しています。
自分が利用している「みんカラ」に自作した「ヘンテナ」をアップさせて頂きます。
フェルトでヘンテナを覆ったので、「なにこれ?」物体になってますが・・・
受信感度を試したら、再度書き込みさせて頂きます。
ありがとうございました。
(*^_^*)

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