ARDF受信機製作記 2026年版 (追記中)

※本記事は実験的な試作の記録です。電波法の範囲内で実験を行ってください。

2026年現在、ARDF（Amateur Radio Direction Finding）用の144MHz帯AM受信機を自作しようとすると、大きな壁にぶつかります。 Webや古い書籍にある製作記事の多くが、今では入手困難な部品（2SK241やFCZコイルなど）を前提としていることが多いです。

私はデジタル回路の実装は多少経験がありますが、アナログ、ましてや高周波回路（RF）の設計経験は皆無です。 今回のようなARDF受信機であれば、そこまで品質が高くなくても問題ないだろうということで挑戦してみました。

これは、高周波のセオリーを知らない人間による、少々無謀な挑戦の記録です。ツッコミ歓迎。

コンセプトと構成

実装コンセプト

今回は以下のようなコンセプトでARDF受信機を制作します。

  • 2026年現在入手しやすい現行部品のみを使う(秋月電子通商・AliExpress)
  • 手持ちの計測器（帯域100MHzのオシロスコープなど）でなんとかする
  • 性能はともかく利用できる最低限のレベルを目指す
  • 可能であればインダクタは使わないし、作らない
  • 高周波の知識・計測器不足を、デジタルICと生成AI (Gemini 3.1 Pro) でカバーする

通常、144MHz帯の受信機はダブルスーパーヘテロダインで構成するのが定石のようです。 しかし、回路規模が大きくなると調整箇所が増え失敗のリスクが高まるため、今回は、144MHzから一気に455kHzへ落とすというシングルスーパーヘテロダインで実装することにしました。 (無線技士の試験にも出たスーパーヘテロダインをまさか実装することになるとは……) さらに、検波回路をディスクリートで組むのを避け、AMラジオ用ICに丸投げする構成としました。 簡易型と割り切っているので、近隣で強力なイメージ周波数が出ていないことを祈るスタイルです。

部品選定と実装の戦い

RFプリアンプ：2SK241について

多くの作例でド定番となっている2SK241ですが既に製造が止まっており、2026年時点では入手困難です。代替品を探し求め、いくつかのトランジスタを検証しました。

  • 2SK544
    • ディスコン・入手困難。
  • 2SC3356
    • ディスコン・入手は可能。
  • MMBFJ310
    • ディスコン・入手は可能。
  • 2SC2714-Y
    • データシート上2SC4215-Yの方が性能が高いので未検証。
  • BF256B
    • 1MHzを境に利得が落ちる。144MHz帯では思ったようなゲインが出ず。
  • 2SC3355L
    • 20MHzを境に利得が落ちる。70MHz 5V 4db。スペックシート通りにいかない…。
  • S9018
    • 5Vで20dBほどの利得が得られた。
  • 2SC4215-Y
    • 5Vで20db S9018と特性が近くそのまま置き換え可能。
  • 2SC5066-Y
    • 5Vで20dB、9Vなら22dBと高性能。

リード付き部品ならS9018がセカンドソースが豊富で入手性が抜群で使いやすそうです。 チップ部品なら2SC5066-Yが良いが、SC-75パッケージはまるで砂粒みたいです。入力側にベースのすぐ近くに発振防止の47Ω抵抗を入れると安定しましたので、こちらを利用することにしました。

チップ部品(SMD)実装の教訓

高周波特性や小型化を考えるとチップ部品は避けて通れません。今回使おうとしているSC-70やSC-75サイズになると手ハンダは至難の業です。今まで避けてきましたが、重い腰を上げてチップ部品の手はんだに挑戦することにしました。また、今回はブレッドボードでの試作を行うため秋月電子の変換基板を活用しました。

チップ部品をはんだ付けする上でなくてはならないのがピンセット。少し高いですがチタン製のピンセットだとパーツが磁気でくっつかなくて作業効率がかなり上がります。ルーペはスマートフォンの接写で代替できます。

ミキサー (DBM)

パッシブDBMは、ダイオードの特性を揃えたりトランス手巻きの再現性に不安があったため、アクティブDBMであるNJM2594Vを使いました。4.5〜9Vで動作し、外付け部品が少なくて済むのが魅力です。

局部発振器とフィルタの試行錯誤

144MHzのLC発振回路を実装すると調整で地獄が見えているので、デジタルで制御できるプログラマブルクロックジェネレーター Si5351A を使用しました。 しかし、出力が「矩形波」であるため、そのままでは高調波でスプリアスだらけになります。これをLCフィルタ（LPF）を通して正弦波に整形しました。

最初はインダクタを巻きたくなかったのでRCフィルタを試しましたが効果がイマイチだったので、結局インダクタを手巻き(5mm径の透明ABS丸パイプを7mmにカットして6回巻き、約0.15μH)してLCフィルタを作りました。 LPFについて知識としては知っていましたが、実際に実装して波形が綺麗になった時は感動しました。 試作は手巻きですが、基盤実装ではチップインダクタ(巻線タイプ)の利用を検討しています

Si5351Aの出力は最低設定でも強力すぎるため、最終段でアッテネーターを入れて100mVpp程度に減衰させてからDBMに入力しています

中間周波数増幅・検波・音声増幅

UTC7642 (ワンチップAMラジオIC) を455kHzのIF増幅と検波に使いました。本来は中波帯（MW）放送用ですが、455kHzなら守備範囲です。普通のイヤホンを使いたいため、音声信号の増幅を NJM4556AV で増幅するようにします。

Sメーター

UTC7642のAGCフィードバック電圧をオペアンプでバッファしたものをADCで読み取るようにしました。

制御用マイコン

メイン制御のマイコンには Seeed Studio XIAO ESP32C6 を利用し、配線を簡単にするためすべてI2Cで制御するようにします。

電源

電源は9V電池(NiMH)から三端子レギュレータで5Vを作りESP32C6へ供給します。ESP32C6内蔵のDC-DCコンバータが優秀なので、そこから3.3Vを取り出してSi5351AやOLEDディスプレイへ供給しています。 XIAO ESP32C6であればリポバッテリーも使えますが、その場合は昇圧DC-DCコンバーターが必要になるのと、そこまで電力が必要ないので、9V電池を利用することにしました。

ユーザーインターフェース

ディスプレイはSSD1306 OLEDモジュール (0.91型 128x32 3.3V I2C) で周波数・RFプリアンプ有効無効・ボリュームを表示します。 電源スイッチの他、プッシュスイッチを3つ使い設定の変更ができるようにします。

抵抗とキャパシタとE系列

デジタル回路の実装では抵抗やキャパシタの値はある程度適当でも動くため、手持ちのE3系列（10, 22, 47…）程度で何とかなっていました。しかし、今回のアナログ回路実験では細かい定数調整が必要になり、少なくともE12系列の抵抗セットがないと設計通りにいかないことを痛感しました。

送信機がない問題への対処

受信機を作っても、テスト用の電波がなければ動作確認できません。そこで、受信機と同じパーツセット（ESP32C6 + Si5351A + NJM2594V）を流用して、微弱なAM送信機を実装しました。 Si5351Aでキャリア（145MHz）と変調信号（2.5kHz）を作り、DBMでキャリアリークさせて混ぜる構成です。 法に触れないよう、アンテナは最低限とし、机上の実験用微弱電波として扱います。

AM変調の実験 : https://%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%81%86%E3%81%95%E3%81%8E.com/archives/2229

今回のテスト送信機をベースに、競技会で使えるレベルのARDF送信機にするには、以下のような対応が必要です。

RFアンプ + フィルタ

リニアアンプに加え、スプリアスを除去するフィルタの実装。 貧弱オシロスコープのFFTだと限界があるので、スペクトルアナライザが必要になりそうです。

変調周波数

モールス信号として一般的な600Hz程度の音声信号に変更する。 Si5351Aの下限は2.5kHzなので、ESP32のPWM+LCフィルタ等で生成が必要です。

各種制御・IDジェネレーター機能

設定の変更と、時刻制御によるモールス信号（MO等）送出

法的要件

JARDのスプリアス確認保証（自作機としての保証認定）を受ける必要があります。 また、モールス信号を取り扱う都合上、第3級アマチュア無線技士以上の資格が必要です。

プリント基盤での実装

テストした構成で KiCadを使ってプリント基板（PCB）を設計・実装を行いました。 ブレッドボードでは配線の寄生容量などで特性が暴れることもありましたが、プリント基板にしたことにより、指定した周波数の信号をピンポイントで拾うようになりました！ ただし、一発目で動いたわけでなく、ひとまず部品を実装して電源を入れたものの動かず、局発から出ている信号のカップリング用キャパシタの追加が必要となり、カッターで基板を削る荒技で対応しました。 何故ブレッドボードで動いていたのかは謎です。

また、実際にPCBにすることで更なる問題に気がついたため、修正とケース組み込みに対応させるべく新たな基板を設計しています。

ARDF用八木・宇田アンテナの作成

ARDF用のアンテナはFB比が高いものが推奨されていますが、世の中に公開されている多くの八木・宇田アンテナの設計はVSWRを優先させていることが多いため、受信専用で145MHz付近でFB比が高い(30db~40db)アンテナを独自に設計・実装することにしました。

こちらも試験して問題なければ図面を公開予定です。

GitHubで公開しました。

https://github.com/ayumu-bekki/ardf_144_receiver

今後の展望

ブレッドボード上で回路を組み、なんとか受信機として動作することを確認できました。高周波回路のセオリーを無視した部分も多々ありますが、2026年現在入手できる部品で、生成AIを駆使して最低限動作するものを作るという目標は達成できそうです。 今後の展望として以下の要素が挙げられます。

初の高周波実装を行った所感

  • チップ部品からは逃げない方が結果的に部品選定が楽
  • オシロスコープのプローブはグランド・スプリング装備にする
  • 人体アンテナ効果を防ぐため、テスト中でも受信アンテナはしっかりしたものをつける
  • アナログ回路の実験を行う場合は少なくともE12系統の抵抗とキャパシタを用意する必要がありそう
  • モジュール単位で細かく実験して統合することで手戻りを少なくできる

今回作った受信機のブロック図

(追記中)

この記事へのコメント

© 2016 - 2026 橙猫通信