遠くのラジオ放送を聴こうじゃないかという趣味だ。 地元でも受信しづらい場合にも使えるが、ノイズが入って聴きづらいのはどうにもできない。ノイズの発生源を何とかしてくれ。
ノイズの発生源については
ラジオ受信の大敵「ノイズの発生源」を参照。
遠距離受信の手段には二通りあって、高性能受信機を使う方法と、外部アンテナを作っちゃおうっていう２つ。
さて、まずは基本的な知識を頭に入れてくれ。
ちなみに、乾電池と豆電球と厚紙とクリップと銀紙で懐中電灯を作れない人は小学校の図工からやり直しだ。
特性：ＡＭとFMの違い
＜障害物競走ではAMの勝ち＞ ＡＭラジオは障害物に強い。強弱の変化が少ない。
ＦＭラジオは障害物に弱い。ビルの陰や山間の谷間などで突然、受信状態が悪くなる。
＜送信設備の規模＞
ＡＭ局の場合は巨大なアンテナが必要だ。 スタジオはコンパクトにできるけど、送信所の鉄塔が巨大なのだ。
それが倒れちゃマズイので、四方にアンカーを打って支えている。
アンテナ自体も何十ｍと高い。それを支えるアンカーも広い土地が要る。
ＦＭ局は送信設備が非常にコンパクトである。 スタジオがビルの一室で、送信所はそのビルの屋上って事もできる。
開けた土地では田んぼの真ん中の道の駅がコミュニティーＦＭってケースもある。
青森で言うとFM じゃいごがそうだ。田舎舘の道の駅の中にあるコミュニティー局。平野のど真ん中にあるからかなり遠くまで電波が飛ぶ。
設備がとっても小さく、アンテナも小さいが、大抵は出力も小さい。
ただ、１０００ｍ級の単独峰のてっぺんにミニＦＭ局を作ったら・・・すごいカバーエリアになりそう。
FMとはある程度の標高があればかなり遠くまで飛ぶからね。
＜音質ではFMの方が勝ち＞ FMの方が音が良いのは、音声の周波数が高いからだ。
AMでは十数KHｚの音質。FMではその倍の音質になる。CDはFMの倍の音質だ。
でも、AMも最近では受信機の性能が良いのでイコライザーなどでシャープ＜＞ソフトのような音質切り替えができる。
特に田舎の海沿いや山間部を走るとき、AM放送はよく飛ぶので有り難い。
このようにAMとFMでは一長一短がある。いくら音質が優れていても聞えないのではしょうがない。
いくら飛んでも混信やノイズが多くて聞き取り辛い。
でも、AMにはFMにはない楽しみ方がある。
遠距離受信は夜に行なう
夜に遠くのAM局が聴こえるのはこういうことだ。
理由
電離層の影響で電波の飛びが変わるのだ。
特徴
電離層のＥ層は電波を反射し、Ｄ層は電波を吸収しやすいらしい。反射したとしても手前に落ちる。飛距離は望めないのだ。
昼と夜
昼は低いＤ層が邪魔をするけど、夜はＤ層が消え、より高高度にあるＥ層で反射し、より遠くに電波が飛ぶらしい・・・程度でＯＫ。
難しい話は書いたけど長文になりすぎてバッサリ消しました。詳しくはここ 夜になると韓国、中国とかロシアなんかの放送がガンガン入るよね。
AMを良く聴くリスナーならみんな知っている。
この特徴を利用して、夜は遠くのAM局を受信している人も結構いるんじゃないかな？
ＡＭラジオのアンテナはどこ？
AMラジオを聴くときは、本体正面または背面を放送局の方向に向きを変えること。
ラジオにはアンテナが付いているが、あれはFM用のロッドアンテナである。
カードサイズのラジオはFMがイヤホンのコード。AMはやはり極細バーアンテナを内蔵している。
だから、ＡＭの聴こえが悪いからとアンテナを伸ばしたり、アンテナの向きを変えたって駄目。
ラジオを自分に向けて正面に置いたとき、ラジオの中に入っているバーアンテナは、水平に内蔵されている。
そのバーアンテナに対して放送局へ垂直方向に向きを変えてやるのだ。
ラジオ（これはポケットラジオ）の内部は実際にはこのようになっている。
このラジオの場合は最上部にバーアンテナが水平に内蔵されている。
左上の白っぽい四角の部品はバリコンである。 このバーアンテナは、長いものほど受信能力が向上する。
国内最長のバーアンテナを持つ Sonｙ ICF-EX5 で、18cm。
防災ラジオ Panasonic の RF-U99 （生産終了）で14cm。
野外用ラジオ Sony ICR-S71 で12cmだ。
一般的なポケットラジオの場合は５～６cmくらいで、ホームラジオだと10cm以下が普通。
一般的なラジオの用途としてはそのくらいの長さが普通で、遠距離受信用には設計されていない。
ただ、一般的なラジオでもループアンテナや、ロングワイヤーアンテナなどの外部アンテナを作ってラジオへ電波を受け渡してさえやれば遠距離受信はできる。
ロングワイヤーアンテナは、場所を必要とするので、自室やマンション・アパート暮らしには向かない。
ベランダいっぱいに張るという方法もあるが、周囲のノイズをモロに拾って無い方がマシということも・・・
ループアンテナなら窓際や、木造モルタルの家であれば室内で使えるし、向きを変えることで最適な受信を得られる。
ループアンテナは指向性が強く、ループアンテナの向きを変えることで混信をある程度回避できる。
（内蔵バーアンテナよりは指向性が強いです）
ラジオ受信の大敵「ノイズの発生源」
ラジオは電波を受信して放送を音声として聴く装置だ。
このラジオの受信に邪魔になるのが身の回りにある電磁波だ。
部屋の中を見て、どれがノイズの発生源になっているか分かる？
- 携帯電話の充電
- 各種ACアダプター
- TVゲーム機
- パソコン
- ＴＶ
- ビデオデッキなど
- 蛍光灯（蛍光管）
- モーター（冷蔵庫のコンプレッサー／石油ファンヒーター／ドライヤー／洗濯機／換気扇／扇風機など）
家の外にあるノイズの発生源とは何？
- 変圧器（電柱のトランス／変電所／発電所／鉄道の変電施設）
- 高圧電線（高圧鉄塔）
- ネオンサイン（蛍光灯と同じで電子を飛ばして光ってるからね）
- 違法無線（近くを通るとTVにまでノイズが入る。違法に出力上げてるトラックとかダンプってスゲーむかつく！）
- かなり近くに送信施設がある（近すぎると近接する周波数が潰れたり、電波が強すぎて他に影響がある）
とまぁ、色々あるようで。
どれもこれも変圧器や安定化電源やら電子銃やら放電装置、駆動装置など電磁波を出しやすいものだ。
こういった電磁波に囲まれて生活しているんで、昔ほどラジオの受信環境は良くない。
まぁそれでも極力ほかへの影響が出ないような配慮はされているけど、身近なところでのノイズ源っていうのはアルミホイルで包むとかアースを取るなどで何とかできる部分と、どうにもならない部分があるから個別に対策を取っていくしかない。
ＡＭ遠距離受信にはループアンテナ
ループアンテナのループは「ループする」の「ループ」で、グルグル巻きのアンテナ。
ループアンテナはバーアンテナに比べて巻き線の直径が桁違いに大きい。
この巻き線直径が大きいほど電波を効率よく捕まえられるのだ。（限度はあるけど１辺２ｍくらいが限界かな？）
内蔵バーアンテナや付属のループアンテナでは充分な性能を得られないことがあり、そんな場合には非常に強い味方になる。
理科の復習「電気と磁場と信号とコイル」
コイルと電流 コイルは電磁波（電波）を受けると電気が流れる。
逆にコイルへ電気（電気信号）を流せばコイルは電磁波を発生する。
コイルに磁石を抜き挿しすると電気が発生するし、コイルの端っこに鉄芯を置いて電機を通すと鉄芯はコイルの中に引っ張られる。
釘に銅線を巻いて電磁石をよく作ったものだ。電気的なスイッチにはこの電磁石を使ったものがあってね。リレースイッチなんかがそうだ。
直流電流を流すと直流モーターは回る。
直流モーターを回すとモーターは発電機になる。
交流発電機は回すと交流を発生するが、交流発電機に交流を流しても回らない。
機構が違うからね。タイミングが合えばどうだか分らないけど、直流と交流には電位がそのままか、逆転する波かの違い。
交流電流は、電位が発電機の回転に応じてプラスとマイナスが逆転する。
重ねた２つのコイルAとBがある。
Aに流すとBにも電流が流れる。Ｂに流せばＡにも流れる。
コイルの巻き数を変えると電力を変化させる事ができる、例えばこのコイルＡとＢの巻き数を変えれば自転車のダイナモ（６Ｖ）で白熱球（１００Ｖ）だって光る。
一定の直流電流をコイルAに流すだけでは流した瞬間しかBには変化が現れない。
電位が常にプラス・マイナスが反転しつづける交流電流をＡに流すとＢには電流が流れる。
これはトランスという交流電気の変圧器に使われている仕組みで、ＡとBのコイルの巻き数を変えることで、Aから入った電圧とBから出てくる電圧は違う。
交流とトランスについて 電柱の上についている灰色の鉄のバケツは送電線を通ってきた高圧の電流を家庭用の１００Vまで変圧（減圧）するトランスだ。
変電所では高圧鉄塔（約２万５千ボルト程度）からの交流を巨大なオイル冷却装置のついたトランスで減圧して送電。更に家に引き込むときにトランスで減圧される。
交流による送電は、エジソンを超える超人的頭脳を持った「発明超人 ニコラ・テスラ博士」によって提唱され、直流を支持した努力の天才「発明王 トーマス・エジソン」をも打ち負かした不遇の超天才発明家だ。
このテスラ博士は無線による送電システムの構想や光線銃の案件などが有名である。
無線による送電はとんでもない実験結果になったが、この話は有名なので文献を漁ってみると良い。
実際には交流の父と呼ばれるように交流電流に非常に貢献した人物である。
実在するものでは、テスラコイル、磁束密度の単位「テスラ」が博士の名を冠している。少し前までは磁束密度に「ガウス」が使われていたが、今は「テスラ」が単位である。
電波とラジオ ラジオの場合、大気という空中線を通って皆の周りに飛んでいる微弱な電気信号だ。
これをバーアンテナやループアンテナなどのコイルで信号を拾って放送を受信しているのだ。
電波は電磁波でもあるため、コイルによって拾う事ができるし、コイルによって発生させることもできる。
電波は空中を飛ぶ電気信号であり、音声情報の乗った電気信号である。
これを効率よく捕まえて増幅してやれば、ラジオはもっとハッキリと聞き取れるようになるのである。
バーアンテナでは微弱で捕らえきれない電波を、直径の大きなコイル（ループアンテナ）で大量に捕まえるのが今回の目的。
捕まえた電波はループとコンデンサの間を行き来して共振する。
するとループ１に共振した強い電磁波が発生。それをループ２がピックアップして（拾って）ラジオに受け渡す。
ようするに、ループアンテナは電波を効率よく拾ってラジオへ受け渡すための外部アンテナと思えば良い。
一部のコンポやラジオには外部アンテナ端子がある。これはループアンテナや、ロングワイヤーアンテナとアースを繋ぐための入力端子である。
通常のコンポには専用のループアンテナが付属しており、これはメーカーや機種によって専用の規格になっているため、他社のアンテナを繋いでもうまく機能しない。
大きさや巻き数をうまく調整しないと適合しないので、無くした場合は作るよりも取り寄せた方が早いかも。数百円から千円チョイだと思う。
ただ、付属のループアンテナの性能が悪いと感じたら苦労してでも作る甲斐はある。
付属のコンポのループには、今回作ろうとしているループのＬ２を重ねることで電波をループに受け渡すことができる。
コンポのループが近所の放送局の電波を拾うようであれば、クッキーの鉄箱の中に入れてしまう方法もあるよ。
指向性と電波と磁界が分るならアルミホイルでも簡単に解決できる。
目的の放送局（周波数）を捕らえる「チューニング（選局）」
さて、今度はチューニングだ。
特定の周波数を捕らえるには２つの方法がある。
ひとつは、その周波数にピッタリ合うようにコイル（バーアンテナ）を作ることだ。
しかし、ラジオ１つで１つの放送局を聴くというのは非常に効率が悪い。
そこで聴きたい放送局の周波数を変化できるようにすれば、１つのラジオでたくさんのラジオ放送を聴ける事が望ましい。
チューナーに当たるのが可変容量蓄電器「バリアブルコンデンサ（通称：バリコン）」の登場である。
バリコンのバリはバリアブル（可変）。コンはコンデンサ（蓄電器）の意味。
（音量を変えるツマミは可変抵抗器と言って、電気抵抗を変化させる役割を持つ）
バリコンは一時的に電気を蓄える部品で、容量を可変できる。
ただ、一時的といっても本当に小さな電気をとても短い間しか保持できない。
コンデンサは２枚の金属板は絶縁体を挟んでいて変化の無い一定の強さの直流は通さない。
しかし、コンデンサは交流や変化する電気信号を通すという性質もある。
単位はＦ（ファラド）、バリコンではpF（ピコ・ファラド）で、コンデンサでは、pFとμF（マイクロ・ファラド）、電解コンデンサではμFである。
コンデンサには、色々なタイプがあって、ポピュラーなコンデンサ（セラミックコンデンサやフィルムコンデンサなど）、電解コンデンサ（高品位なものではタンタルコンデンサ）、そして、ここで扱うバリアブルコンデンサ（更に小型の物はトリマーコンデンサという）がある。
このバリコンは、コイルが受けた電波（つまり電流／電気信号）を受けては放出するを繰り返す。
２極の金属板は重なる面積を変化させること（つまり可変）ができ、一時的に溜められる電気の容量を変化させることができる。
容量が大きいとそれだけ溜められる容量は大きくなり、容量が小さいと僅かしか溜められない。
この性質を利用してコイルとコンデンサのループで起きる電流（つまり電気信号）の周期（振幅）を変化させる。
当該の周波数をきっちり測ってループ（コイル）を作り、そのコイルに合うバリコンをつければ、カバーできる周波数を変えられる。
国内では531KHzから1602KHｚまでをカバーすれば良い。 まぁ、カバーする周波数には多少の余裕はある。522～1700KHｚ前後くらいかな。
放送されている電波を捕らえる（目的の周波数に同調する）と、コイルとコンデンサは共振する。
電波を受けては放出を繰り返すこの回路の周りには電磁波（増幅された電波）が発生する。
この電波はコイル周辺に発生する磁場であり電波である。
ここでの目的。ループアンテナによる電波の増幅ともピクアップ。そしてラジオへの受け渡しがその役割だ。
ループアンテナって何？
①電磁波（電波）を受けたコイルL1に電気が発生→②コンデンサに蓄積→③コンデンサが電気を戻す→④コイルに流れた電気が電磁波を発生→①へ戻る
を永延に繰り返す（ループする）という仕組みだ。
電気が流れるのはその周波数にヒットしたときに受ける電波。つまり、放送局が空中に発している特定の周波数の電波のことだ。
L1でこの一連のプロセスをループしている間、コイルL1は電波を受けつづけている以上、受信と磁場の発生を繰り返している。
L1にはバリコンの容量に応じて特定の周波数の電磁波（つまり受けているのが電波なので電磁波は電波でもある）を周囲に発生。
L2というコイルは、その磁場を受けてL2コイル内に電気信号（つまり電波でもある）が発生する。
この電気は上記①～④の共振で起きた増幅された電波。それをL2側のコイルキャッチしてラジオにカップラや結合ループ（ラジオに数回巻きつける）を使って受け渡す。
だからＬ１とＬ２。ピックアップと結合コイルは直接的な接触をしてはいないが、磁場によってコイル間で電気信号の受け渡しが行なわれている。トランスの役割 と同じ。
昔、バケツラジオという
ゲルマラジオでスピーカーを鳴らそうってのがあって、検波した音声信号を最終的にトランスで昇圧させてスピーカーが鳴る電 力を得ているのだ。
ゲルマラジオは電池を使用しないラジオを究極まで簡素化したもので、大昔はこういうラジオが普通に売られていた。
ちょっとここで復習しよう。 - ラジオ局で音声を電波にして発信する
- 目に見えない空中線を電波という信号が伝播する。
- ループＬ１が受信して共振する
- ループＬ２が拾う。
- 結合コイルでラジオのバーアンテナへ受け渡す
- ラジオで同調してダイオードで検波されて音声信号になりラジオから音声が出る。
目に見えない部分で電気信号と電磁波（電波）が受け渡されている。
特にループのＬ１からラジオのバーアンテナまでは直接的な電気の流れ道は無いが、コイル同士の磁界の結合によって電磁波という形で信号の伝達が行なわれている。
とどのつまりは巨大な同調回路
もし、ラジオを作るのであれば、L1とバリコンの両端にイヤホンをつけ、イヤホンとループを繋ぐ配線の間にダイオード（検波器）をつければそれでラジオになる。
ループアンテナ自体は、ラジオの中に入っているバーアンテナとバリコンを巨大化して受信性能をアップした回路と思っても良い。
どちらもコイル状のグルグル巻きの終端はバリコンへ接続されている。
だから、ループアンテナに検波器のダイオードとレシーバーを繋げばラジオはガンガン鳴るのだ。
たかだか直径１cm、長さ５cmくらいの内蔵バーアンテナに比べて、ループアンテナのコイル自体が馬鹿みたいに大きいんだから当然である。
この大きな同調回路（共振回路）で受け取った強力な電波を、Ｌ２で拾って、AMラジオのバーアンテナに結合コイルで受け渡しているに過ぎない。
構造自体はコイルとバリコンと銅線の輪っかが２個と結合ループの１個で合計３個。
非常に単純である。電池すら使用していない。回路というにもあまりにシンプルな構造だ。
だが、この非常にシンプルな構造の機器はそのシンプルさからは想像もできないくらい凄い結果を得ることができる。
このループアンテナの設計で一番気をつけないとならないのは、コイルの直径とバリコンの最大容量で共振できる周波数の上限下限が変化する。
このコイル直径・巻き数（長さ）・コイルに使用する電線の太さや巻き間隔・バリンコンの容量という部分だけは結果に影響するので手抜きはできない。
そこで、ループアンテナは事前にその設計が必須となるのだ。
ループアンテナは４タイプ
ループアンテナには構造的タイプと、回路的タイプが各２種類ある。
＜回路＞ ①Ｌ１で拾った電波をバリコンで特定の周波数に同調してラジオに受け渡す（同調式）
②Ｌ１だけで構成され、とりあえず拾った電波を、そのまんまラジオに受け渡す（非同調式）
＜構造＞ Ａ：１周の長さが同じ巻き方のＬ１（並行巻きと言う）
Ｂ：蜘蛛の巣のように平面的で渦巻状に巻くＬ１（スパイダーコイルと呼ばれる）
だから
①A ②Ａ ①B ②B の４タイプとなる。
結合カップラは、ラジオのバーアンテナに磁界結合する部品。結合ループでも良い。
ＡＭＰはアンプのこと。別に無くても良いが、OFFか、ONできるようにしておいても良い。
通常巻き
（並行巻き）のほうは同心円、巻き直径が同じループ。
スパイダーは蜘蛛の巣のように中心から外側に向かって巻いていく（外から中心に巻いても良い）
計算は通常（並行）巻き方のほうが単純。スパイダーだと中心に行くほど１周の長さが減るので面倒。
でも、インテリア兼用として考えればスパイダーの方がカッコイイのであるが、強度に問題があるのもスパイダーの欠点。
巻き枠を外部からの接触などから干渉しないようにしなきゃならない。
熱で圧着するシーラーを使えば面白いものができると思うよ。下敷きみたいにペラッペラのやつね。
吊るすなり貼るなり好きにすればいいし、適当なものに立ててもいい。
材料について（既存のラジオを分解してバリコンを流用する）
訪問者の方から市販ラジオのバリコンの再利用方法について質問がありましたので情報を追加する。
ポリバリコンには以下のタイプがある。 
左のバリコンは良く見る市販のバリコンですが、だいたい160ｐFくらい。
バリコンの容量が小さすぎるとあまり効果が期待できませんが、作れないこともない。
真ん中のバリコンは標準タイプの260ｐFのバリコン。
両端の②同士を結線して、から①と②から配線を取る。
右のバリコンは市販のポケットラジオに使われているタイプ。
330～350ｐF程度のポリバリコンと思われ。
市販のラジオからバリコンを取る場合は容量が大きいかも知れないということを注意。
また、これら①や②の極性はあまり気にしなくて良い。
端子同士の結線だけ間違えないようにする。
両端同士と真ん中同士と覚えれば問題ない。
ラジオからポリバリコンを外すには以下の道具が必要。
・半田ごて（基本中の基本です。電子工作にはかならず使う）
※安くてもいいよ。使ったらコンセント抜いてね。火事になるから。
・半田吸取り器（慣れない人には便利。半田吸取り線でもOK）
※暖めた半田を息で吹き飛ばす方法もあるが、必ず目を保護しなさい。
・ラジオペンチ（部品を挟んだり、結線した線を押し潰したり余分な結線を切断する）
・組ドライバー（298円くらいのホムセンターで売ってるやつ）
※１００円ショップのはすぐに壊れるぞ。
うちのサイトに来る質問で多いのがバリコンが手に入らないってことです。
安いポケットラジオなんかは上記の330pFくらいのやつが使われているので、容量不明のバリコンはあとで対応できるようにタップを取っておけばいい。
そうすれば大抵の周波数をカバーできますんで。
タップって何？ タップとは、このようにコイルの途中に端子をつけて、任意の巻き数ごとに引込み線を作ること。
図ではワニクリップを使っていますが、１００円くらいでロータリーＳＷも買えますので予算に応じてどうぞ。
ダンボール箱なんかで試作する時などは、こうしておけば長い線が無くても、手持ちのバリコン（VC）が何pFか分らない時でも曖昧に作れる。
この曖昧さが必要になることもある。何事も計算どおりには行かないのが手作りの醍醐味だ。
タップを使うってのは使っているときに対応する周波数によってループの巻き数を変えられるのだ。
多く巻けば低い方。少なければ高いほうの周波数に寄る。タップ無しのものよりは融通が利くって点でこっちの方が遥かに便利だ。
ラジオからバリコンを流用する方法は以下のとおり。 ラジオを流用する場合は基板からポリバリコンを外すが、それができない人は基板のパターンを削ってしまう方法がある。
①バーアンテナからの配線を毟り取るか取り払う。
②基板のパターン（配線）をカッターや彫刻刀で削り取って独立させる。
これでバリコンの各端子はラジオの回路から独立した状態になる。
こんな感じにするといい。
これはあくまでも例だけど、どれも似たようなものだ。
ここで、端子を独立させるという意味が分からない人は・・・困ったな・・・( ´(Д)｀)y━~~~ ぬぅ・・・
もう、ミズホ通信のループアンテナキットUZ-K1ｓを買ってくれ。
生理的にこういうのが全くダメってことはあると思うので、一から説明してらんないっす。
こことか、こことか・・・。
ミズホのキットは巻き枠を作るだけで配線は付属の説明書が図解で載ってる。
線は専用のバリコンボックスに挟むだけでいいからね。工具なんかも一切要らない。
失敗してもインターホンコードや電話線を買ってくればいいだけ。
バリコンボックスを使いまわせばループだけいくらでも制作できる。
逆に言えば、ここのページを読まなくたって作れるってことだ。
このページは KompoZer 0.7.7 で作り直しました
なんと！ このExcelのシートは、以下のことをしてくれるのだ！ｗ
これは冒頭で説明したバリコンとバーアンテナである。