Raspberry Pi ADS-Bフライトデータ受信機のアンテナあれこれ

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図02.DVB-T用銅棒アンテナ

Raspberry Pi を使った ADS-B フライトデータ 受信機 に適した アンテナ を、類似する周波数帯向けの市販アンテナからいくつかピックアップし、実際の受信結果を比較してみました。

Raspberry PiとDVB-TドングルがADS-B受信機

これまでも何度か記事にしたことのある、初代Raspberry Piを使ったADS-B受信機に使用しているのは、安価な市販のDVB-TデジタルTV受信用USBドングルです。

図01.Raspberry PiとDVB-Tドングル

図01.Raspberry PiとDVB-Tドングル

樹脂筐体が加水分解によりベタベタになってしまったので、取り払って基板むき出しで使っています。

 

DVB/DTMB/GSM/GPRS汎用130mm銅棒アンテナ

DVB-Tドングル付属の針金アンテナでも、意外と見た目以上に受信することができるのですが、アンテナを変えたらどうなるのだろう、と数年前に買ったのがこちらのアンテナです(2016年当時に淘寶にてRMB40)。

図02.DVB-T用銅棒アンテナ

図02.DVB-T用銅棒アンテナ

但しこれはADS-B受信用ではなく、デジタルTVや2G/3G受信用の汎用アンテナで、利得は公称32dBiとは言うものの目的から外れての使用なので、数値はあくまで参考程度に。

このアンテナの130mmのロッド部分は根元から取り外し可能で、中空ではなく銅の塊りになっています。

それまでのドングル付属アンテナと比べいくらか感度が向上したことや、マウント部がしっかり重く安定しているので倒れる心配もないことから、その後数年に渡りこれを愛用してきました。

 

1090MHz向け4.5波長PCBアンテナ

そして最近ADS-Bの1090MHz帯向けを謳う、こちらのアンテナを以前購入しました(淘寶にてRMB68)。

屋外設置も可能にするためか、4.5波長のPCBプリントアンテナを樹脂パイプの中に封入する構造で、底面からSMA端子が出ています。アンテナ利得は公称12dBiとのこと。

図03.1090MHz用パイプ入りPCBアンテナ

図03.1090MHz用パイプ入りPCBアンテナ

日本でもAmazonなどから容易に入手可能ですが、その多くは別途5V電源を必要とするアンプと抱合せ販売になっており、当然公称利得もアンプ増幅込みの数値と思われるので注意が必要です。


全長およそ40cm程度ある物理サイズからも、受信感度の向上を期待せずにはいられないところ、実際に数日使用してみると意外にも微妙な結果に。

図04.パイプ入りPCBアンテナとの差異

図04.パイプ入りPCBアンテナとの差異

それまで使用していたDVB-TやGSM汎用アンテナと比べ、取得できたフライトデータが2割程度減少していました。実際、アンテナ交換作業時にSkyAware Mapでリアルタイムプロットを確認していても、2,3機減った感じがしていました。

図05.SkyAware Map

図05.SkyAware Map

GSM/3G/4G汎用2コイルロッドアンテナ

続いて試すのはこちらのアンテナ、これも本来は各世代のモバイル通信向けです(淘寶にてRMB30)。

図06.2コイルロッドアンテナ

図06.2コイルロッドアンテナ

中間にコイルが2つ入ったこのロッドアンテナは、全長441mm、698-2700MHzの3G/4Gバンド対応で、公称利得は38dBi。マウント部分は上述の130mm銅棒アンテナ同様、M5ネジでアンテナ素子と接合される構造です。

図07.アンテナ基部ネジ接合

図07.アンテナ基部ネジ接合

このアンテナも一週間ほど試してみましたが、結果はやはりこれも最初の130mm銅棒アンテナ比で2割減という残念な結果に。

図08.2コイルロッドアンテナ使用時の差異

図08.2コイルロッドアンテナ使用時の差異

868/915MHz向け238mm銅棒アンテナ

最後に試すアンテナは238mmと少し長くなった銅棒アンテナ、これは868/915MHz帯向けで公称利得は35dBi(淘寶にてRMB40)。

これも同じマウント構造になっているので、長短2つのアンテナ素子のみを取り出し比べてみます。

図09.長短銅棒アンテナ比較

図09.長短銅棒アンテナ比較

こちらも数日間運用してみましたが、130mm銅棒アンテナに対して明らかに2〜3割減という結果に。

図10.238mm銅棒アンテナ使用時の差異

図10.238mm銅棒アンテナ使用時の差異

 

以上、様々なアンテナを実際に試してみましたが結局、本来はDVB-T向けの130mm銅棒アンテナを超えるようなアンテナには出会えませんでした。

実は数年前、多段コ―リニアアンテナを自作してみたこともあるのですが、波長が短く寸法がシビアになることもあって、こちらもあまり芳しく無い結果に終わっています。

 

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