ノイズキャンセラーのノイズアンテナ

暇をみてはチョロチョロ実験しているのですけど、適当に小細工したような簡単なアンテナだと肝心のノイズが受信できません。
ノイズ受信用アンテナで受信したノイズで、ホンモノアンテナで受信したノイズを打ち消す仕組みですから、ノイズ受信アンテナでノイズが受信できなくてはキャンセルしようがありません。

手持ちのホイップアンテナを総動員して試しましたが、50メガとかのホイップでは全然だめ。そこでベランダに8m程度のワイヤーを物干しフックを使ってぶら下げたのですけど、MFJ1026のAUXILIARY ANTENNA GAINでノイズアンテナのゲインを最大にしても肝心の7メガインバーターノイズがS3程度でしか聞こえません。

う～ん。やっぱり屋上にアンテナ建てるか、ベランダでも7メガに共振しているホイップを突き出さないとダメかなぁ・・・。

ノイズがS3程度で受信できれば、キャンセル動作自体は問題ありませんが、メインアンテナで59+10dBのノイズが59+になる程度にしかキャンセルできません。ですからノイズアンテナでもっと強力にノイズを受信する必要があります。

ノイズアンテナでもメインアンテナでも同じ信号強度で受信できている信号は殆どキャンセルすることができました。アンテナの間隔とか、偏波面を揃えるとか効果を最大にする条件はありそうですけど、二つのアンテナで同程度の信号強度で聞こえる信号(ノイズでもなんでも)なら、キャンセルできるようです。

50メガで3局のラウンドQSOが聞こえ、各局ともに59+20dB程度でした。HFのスクリュードライバーで受信すると59+10dB程度。 MFJ-1026はHF用なのですが、50メガでも使えそうなのでスクリューバライバーをノイズアンテナ、2エレをメインアンテナとして接続し、受信して いる信号のキャンセルに挑戦してみました。

結果的には3局の中の任意の局の信号をS6程度までキャンセルすることができました。59+20dBの信号がMFJ-1026をONにすると、狙った局の信号がS6まで下がりますが、他の2局の信号はいままでとほぼ同じ強さで聞こえます。これ、とっても不思議な感覚ですが、動作原理が良く理解できました。

50メガでのテストはメインアンテナは2エレの水平偏波、ノイズアンテナは垂直ホイップという条件で、アンテナ間隔は約8mでした。アンテナの偏波面を合わせ、アンテナの間隔を1/4λ～1λ程度にすると、S6よりももっと下がる(キャンセルできる)と思われます。
この実験結果から、ノイズキャンセラーはノイズアンテナが必要というよりも、もう一本普通のアンテナが必要と考えた方が良さそうに感じました。

MFJ-1026は2本のアンテナからの信号の中から、とある信号だけを位相差を利用して打ち消す仕組みです。したがって2種類のアンテナの位置関係とか距離が重要みたいです。

オーディオのノイズキャンセラーの場合、再生ソースの位相は決まっていますから、外部の騒音をマイクで拾って逆位相の信号を生成し、レベルを調整して再生ソースにミキシングすれば完了です。

ところが無線の場合、聞こえる信号(受信したい信号もノイズも含めて)単位で位相はバラバラですから、キャンセルしたい信号を2本のアンテナでキャンセルしたい信号を同程度の強さで受信して、片方のアンテナで受信した信号の位相を調節して逆位相にして、両方のアンテナからの信号をミックスすれば狙った信号がキャンセルされることになります。

したがって2本のアンテナで同程度の強さでキャンセルしたい信号が受信できると上手く動作する仕組みです。但し、運悪く消したい信号と同じ位相の信号もキャンセルされてしまいますので話が難しくなるようです。
また、ノイズアンテナで受信したキャンセルしたい信号が弱くても、ある程度はMFJ-1026のプリアンプで増幅できますので、ノイズアンテナの感度が「多少」低くても大丈夫です。