FMアンテナを2つ付けるとFMラジオはもっと聴けるかな

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ネットワークCDレシーバーRCD-N10で出来ることを目一杯に楽しんでます。
FMラジオ放送をよりよい状態で受信したいと思っていろいろやったことを紹介します。

プレイヤー前面

結果から先に書きます。すこし良くなったかなというぐらいでした。

期待外れかもしれませんが、いろいろと調べて機材を購入し調節して取り組んだ努力?を無駄にしたくないので、メモにしておきます。記録した内容は数量的ではなくて主観的なものになっていることをお断りしておきます。

目的

テレビやラジオの難聴地域(横浜市鶴見区・・)に住んでいる私がFMラジオ放送をオーディオ機器で楽しみたい。そのために電波で良好に放送を受信したい。

地理的条件

アンテナの向きを合わせるときに、放送局はどの方向にあるのかが気になります。放送局というよりも送信アンテナの場所ですね。送信アンテナからの電波をキャッチするのがラジオ受信。調べるなかでFMヨコハマが受信状況改善のために送信所を移転したことを知りました。なるべく電波が届きやすくするために山の上に立つ電波塔の意味が理解できました。

送信アンテナの位置

神奈川県で受信可能なはずの送信アンテナの位置を調べて自宅への方向を矢印で示しました。
3方向もあります!受信するにはFMアンテナが3つ必要なの!?

送信所配置図

北東方向は東京スカイツリー(ワイドFM)や東京タワー(東京FM)など。他の放送局も近くにあって微妙にずれてるかもですが同じ方向と考えて良いのかな?なぜか放送局ごとの聴こえ方のばらつきは大きいです。
南方向は円海山(NHKFM横浜)
西南西方向は大山(FM横浜)

住宅環境

住まいは集合住宅の2階、南側にベランダ。
比較的高台にはありますが、周りは住宅に囲まれてます。

受信しやすくするためのアプローチ

付属室内アンテナ

これがプレイヤーに付属のFM用受信アンテナです。

付属のFMアンテナ

F型コネクターに3メートルぐらいの電線がついているだけ。
こんなんでラジオが聴けるの?という第一印象でしたが、意外にも?FMヨコハマ、NHKFMが聴けました。残念ながら東京FMが全然聴けない。聴きたい。この思いがそれからの長ーい取り組みのきっかけでした。

ダイポールアンテナ

FM室内アンテナといえば、フィーダー線を利用したこれが定番でした。今でも売ってますね。

手持ちがありました。途中から二股になったケーブルを広げて柱などに取り付けると、アルファベットの”T”の形になります。

室内で使う

広げる方向を変えてみたりしましたが、付属のアンテナと受信状況は変わりませんでした。

屋外で使う

室内だから電波が弱いのではないか。屋外だとどうだろう?
これからが試行錯誤の始まりです。
フィーダー線を継足して長さを伸ばし、エアコンのダクトの穴を利用してアンテナの部分を外に出します。
T型になるように適当に広げて見ます。といってもスペースが限られています。ベランダ張り出しと壁の間を利用。下の写真ではもう固定してないのでよれよれですが、ピンと張って試してました。

ダイポールアンテナ

結果は前よりはちょっとましかな。でした。

それからアンテナ探しが始まります。といっても住居(集合住宅)の関係で、本格的な多素子のFMアンテナを立てるつもりはありません。というか、目立ちすぎるので立てられません。

秋葉原になにかいいものは置いてないかと思い探しに行きました。
無線機器専門店で見つけたのが一素子FMアンテナです。
そこでは購入せずに、自宅でネット検索。
価格も安く、場所も取りません。
試してみる価値はありそうです。

購入先を探すと、ヨドバシカメラで安価で販売しているのを発見。
横浜店、川崎店それぞれに在庫僅少ながら在庫ありでした。

日本アンテナ NIPPON ANTENNA
AF-1-SP [FMアンテナ 近距離用]

アマゾンのリンクを張っておきます。

さっそく買いに行きましたね。
4C同軸ケーブル10メートルも同時購入。

一素子FMアンテナ

一素子といえども広げると幅は1.8メートルぐらいあります。
奥行きが25cmぐらいなのがコンパクト。
ベランダで取り付けようとすると、物干し竿かけにしか付けられそうにありません。
その支柱に取り付けて、方向を調節します。

一素子FMアンテナ

方向は南を軸にして東南東から西南西あたりまで。
調節できる角度は180度以下。家の壁にぶつかります
ラジオの放送局を変えながら、一番感度の良い方向を探します。

ラジオ受信画面

これがなかなか難しい。
感度の良い放送局と悪い放送局がアンテナの向き(角度)によって変わります。

ラジオ受信画面2

プレーヤー全面表示のアンテナマークの縦棒の数とステレオ(ST)マークの有無を見て、あとは耳で音の良し悪しやノイズの強弱を確認することで判断します。

いろいろ変えてみてダイポールアンテナよりもかなり感度が良くなる角度が見つかりました。
今まで聞けなかった放送局が増えました。

一素子FMアンテナ2つ

FMアンテナ一つではすべての放送局が良好に受信できるようにはなりませんでした。
アンテナの向きでよく聞こえる放送局とそうでない放送局とが極端に変わります。
地理的条件で示したように、3方向から電波がやってくるわけですから一つのアンテナでは無理かも。
別な方向を向けたアンテナをもう一つ立てると、よく聞こえる放送局が増えるかも?
そう思って、もう一つアンテナを追加してみました。

一素子FMアンテナ2つ目

ここで問題発生です。
2つのアンテナをどうやってプレイヤーにつなぐか?
FM信号入力端子は1つだけです。

プレイヤー背面端子部

FMアンテナ線切替器

アンテナ線の切り替えスイッチ付きアダプターというのがネットにありました。

実際買って試しました。

いちいち手動(切り替えスイッチ)でアンテナを切り替えるのが面倒ですが、混合器と比べて挿入損失が極めて少ないのが魅力です。いつか使うこともあるかもしれません。保管しておきます。

分波器

結論を書きます。
2つのアンテナの信号を足し合わせる装置を使います。

一般には分波器という名称で売られてますが、入出力を逆につなげば2つの信号を合わせることができます。
手持ちのもので実際試してみましたが、両方のアンテナの信号を足し合わせることができました。

2つ目のはTVのF端子に直結型でしたので中継用アダプタを追加して同軸ケーブルに繋いで使います。

どちらかというと2つ目の分波器のほうがよく聴ける感じ。
どちらも信号レベルが下る、挿入損失が相当ありそうだと思いました。

こちらはアマゾンでの同型商品(参考)

FM混合器

FM混合器

FM混合器は2つのFMアンテナからの線を一つにまとめるためのものでそのものズバリの製品です。探した限りでは唯一の製品です。日本アンテナ製。もしかして分波器より挿入損失が小さいかもと思い購入しました。

結果は分波器で試したのと変わりません。挿入損失は同程度か2つ目の分波器よりも多少多くなってしまいました。先に試した分波器は室内用なので屋外では使えません。せっかく買ったのと作りが屋外用でしっかりしているFM混合器を設置しました。

ブースター

分波器やFM混合器を入れると挿入損失のために信号が弱くなります。これは原理的にどうしようもないこと。2つの信号を合わせても2倍になるのではなく損失分だけ信号が弱くなるわけです。

その損失分を補うのがブースターの役割です。
FM信号の周波数をカバーする製品は2つほど見つけ購入しましたが、下の写真の製品が少しマシでした。

ブースター

こちらのも買ってみましたが、私の環境ではほとんど効果なし。

アンプ前面のUSBコネクタにつなぐと電流不足からなのか、動作しませんでした。USBコネクタから電源を取るので、コンセントの電源からしっかりと給電しないといけません。それでも残念でした。

ほかにも高価なのはありますが、もったいない。買ってません。

実際に混合器を設置した様子です。

F型接栓を自分で加工して同軸ケーブルに取り付けます。
今回の同軸ケーブルは4C、網線とアルミ箔の間にコネクタを押し込むのですが何度やっても上達しません。

こちらのようなプラグだと簡単なんですけど、使えません。

FM混合器には3つもコネクタを加工して繋がなくてはなりません。下の写真はゴムカバーを外した状態。

真ん中のコネクタは工作失敗ですが、苦労した結果です。これ以上どうしようもないのでそのまま使ってます。ここでもロスはどれくらいだろう?ちょっと心配。

ふたつのFMアンテナをつなぎ終えた結果

一素子FMアンテナ一つより少しましかほとんど同じ結果でした。

結果

結果をまとめます。

付属室内アンテナ

限られた放送局が受信できる。
満足に聴けるのは近くのFM横浜ぐらい。

フィーダーケーブルのダイポールアンテナ

限られた放送局が受信できる。
近くのFM横浜ぐらい。

一素子FMアンテナひとつ

受信できる放送局が格段に増える。
ただし良好な放送局とノイジーな放送局が分かれる。
アンテナの向きでよく聴こえる放送局が変わる。

一素子FMアンテナ2つ

受信できる放送局が格段に増える。
ただし良好な放送局とノイジー放送局が分かれる。
アンテナの向きでよく聴こえる放送局が若干増えたかも。
逆によく聴こえていた放送局がノイズっぽくなったかな。
アンテナの数を増やしても、特定の放送局の音質が格段に良くなるということはありませんでした。

受信できている放送局リスト

frequency(MHz) broadcaster(location)
76.5 Inter FM(yokohama)
79.5 Nack5(saitama)
80.0 エフエム東京(tokyotower)
81.3 J-WAVE(tokyo)
81.9 NHK(yokohama)
82.5 NHK(tokyo)
84.7 横浜FM(yokohama)
86.6 エフエム東京(hinokihara)
88.1 IBS茨城放送(takasuzuyama)
89.7 Inter FM(tokyo)
90.5 TBS(skytree)
91.6 文化放送(skytree)
92.4 RFラジオ日本(skytree)
93.0 ニッポン放送(skytree)

アンテナの向きによって聴こえ方が変わります。
一時78.5MHz(78.4MHz?千葉県勝浦)のBayFMが極小で聴こえていたけど、今は無音。
リストから消しました。

BayFMって千葉からの放送だったんだ。ようやく認識。東北東から東南方向は目の前に3階たての建物が立ちふさがっており我が家からは完全に死角です。千葉からの放送は馴染みがなかったので、最初に上げた送信所の地図にもプロットしようという意識もありませんでした。

評価

付属室内アンテナ

オーディオとして聴こうとすると不十分。ニュースなどはOK。

フィーダーケーブルのダイポールアンテナ

オーディオとして聴こうとすると不十分。ニュースなどはOK。

一素子FMアンテナ

オーディオとして聴こうとすると1,2局。

一素子FMアンテナ2つ

オーディオとして聴こうとすると1,2局。
アンテナを2つにしても一つの放送局の信号が強くなるわけではありません。
推測ですが我が家で受信している信号は反射波がほとんどなのではなかろうか。
純粋な信号を受信できていないので、ノイズ分だけが増えてしまうのかもしれない。
いろいろアンテナの方角を変えたり取り付ける位置(高さ)を変えたりしてみたが、調整できる範囲に限界があり、最適な方向を見つけることができなかった。もしかしたらそういうものはないのかもしれない。

感想

ラジオ局の多様さ

インターネットラジオ

ネットワークオーディオプレーヤーを購入したことでインターネットラジオが聴けるようになり、国内のラジオ放送や、選曲すれば海外のも聴ける。ただし音質は悪い。

ラジコなど

東京FMやその他関東のラジオ放送はラジコで聴けるのがわかった。パソコンやスマホで体験できた。すごく便利で音質もノイズ無しなので聴きやすい。
オーディオで聞くことも可能。スマホ(iPhone7)のラジコアプリで放送局を選びRCD-N10でAirPlayのスピーカー出力して実現できた。その時は感動しましたね。ややこしいけどすごいなと素直に感動しました。ただしオーディオ的な音質はサンプリング周波数のままで当然のことながらちょっと物足りない。いちいちスマホとプレイヤーをセットするのは面倒。

電波によるラジオ受信の快適さ

良好な受信状況でのステレオ放送は快適に聴けます。特にNHKFMのクラシック番組がいいですね。NHKFMは当初まったく聴こえてこなかったのが、現時点では最も良好で聴きやすい放送になってしまった! ラジオ放送をオーディオで楽しむという目的は達成!! これが苦労して唯一報われたことです。

電波によるラジオ受信の難しさ

最初に目指していた、東京FMを聴きたいという目的は半分程度の達成です。アンテナ一つのときはかなり良好でしたが、アンテナ2つにするとノイズっぽくなる放送局が増えた感じ。東京FMもその一つ。色々いじってもよくならなくて、これ以上アンテナをいじると、こんどはNHKFM受信が悪くなりそうなので、しばらくはほっておきます。感覚的には、東京タワーからの電波は我が家では良好には受信できない!?諦めました。

感想の結論

アンテナで最初にどれくらい良好に電波を受信できるかがすべてを支配する。アンテナを増やそうが、ブースターを入れようが、何をしても品質が最初より良くなることはありえないという、最初がすべてを決めるというあたりまえのことが確認できたんでしょう。NHKFMだけは微弱電波が増強された唯一の成果?まったくよくわかりません。電波は不思議な世界というのが本音の結論。

多様なメディアを利用する

いろいろ試したおかげで、パソコンでもiPhoneでもRCD-N10でも好きなものでラジオが聴けるようになりました。いろいろと可能性が増えてということで、これはうれしい。

おまけ

ねらったわけではないのですが、なんと150kmも離れた茨城県のFMラジオ放送が受信できるようになりました。下の図は150km離れた茨城県の送信所からの電波の方向です。

茨城放送送信所

受信できたのは東京スカイツリーなどと方角が合っていたからでしょうか。

高鈴山と横浜

高鈴山ってどこかな?Google Mapで調べて、衛星写真で3D画像にしてみました。こんな遠くのFM電波が届くなんて楽しい。
音量は小さめ、現在左チャンネルのみの受信という状況ではありますけど。たまに聞いてみよう。

長々と書きましたが、これでおしまいです。ありがとうございました。

Qマッチ

ふたつのアンテナを同じ方向に向けると受信強度が2倍になるのではないか?
ネットで検索するとスタックという言葉が見当たりました。
そしてQマッチという言葉が目に付きます。
混合器など使わずにふたつのアンテナを合わせるときに有効な手法のようです。

同軸ケーブルを四分の一波長の長さにしてアンテナとケーブルの間につなぐだけでインピーダンスマッチングできるそう。
夢のような話。ふたつほど紹介記事を読み込んでみました。
スミスチャートという初めて見るものも教えてもらいました。

理解したのは、
私のアンテナは75Ω系です。
80Mhzを良好に受信するには、インピーダンスが50Ωの同軸ケーブルを63cmに加工したものがあればよさそう。

街の電気店で手に入るのは75Ω系だということがわかりました。
なので50Ω系は秋葉原の電線専門店にでもいかないと入手困難。

50Ωのケーブルと75Ωのケーブルをどうやってつなぐの?
はんだ付けなのかな?

わからないことがありますが、機会を見つけて挑戦してみたいです。
(追記は以上)

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