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ADS-B受信用のドングルを強制空冷

  ADS-Bの受信のためのアンテナをあれこれ作っているのですが、なかなか性能の違いが見えてきません。受信レートの値でアンテナの性能の違いを判断しますが、何しろ相手は高速で移動する飛行機、しかも捕捉可能な機体の数は刻一刻変わるので受信レートの値は安定しません。ということで、アンテナの性能比較には時間がかかります。

 そうこうやっていると、受信機の感度ががっくり落ちる場合がありました。どうもドングルの温度が上がって感度低下が発生しているようです。温度上昇でノイズが増加し、S/N悪化ということだと思いますが、確信はありません。

▼ADS-B受信用ドングル(DVB-T+DAB+FM)
DVB-T+DAB+FMドングル
 この裏側に放熱穴があります。ケースは爪で止まっているだけなので簡単に殻割り出来ます。触ってみると受信用のチップとプロセッサチップの2箇所の温度がかなり高いです。

 検索すると同じ問題の対策がいろいろ出てきましたが、やはり冷やすしかないようです。手持ちの部品ですぐ出来る方法として、小型のファンで基板を強制空冷することにしました。

▼強制空冷
ADS-B受信ドングルに冷却ファン取り付け
 5V駆動出来る30mmファンがあったので、写真のように基板に取り付けました。風の方向はとりあえず部品面への吹き付けにしています。発熱する二つのチップの真上にファンブレードがくるので丁度良さそうです。なお、ファンのボディはプラスチックのスペーサーを使ってホットボンドで固定しています。

 これで冷却効果は絶大。温度上昇に伴う感度低下問題は無くなりました。

▼上面
部品面側
 ファンが大きいのでドングルのケースに入らなくなりますが、まあいいかと。このまま適当なケースに入れて、アンテナは同軸線をハンダ付けしてBNCで出せば使い勝手が良くなります。

▼裏面
裏面
 ファンの電源はUSBの5Vから直接取っています。

 チップの裏のスルホールはサーマルビアと呼ばれるもので、この穴の壁の銅メッキを放熱のパスに使い、裏側の銅箔に熱を逃がす構造になっているものと思われます。穴底に見える金属はパッケージの放熱パッドで、その反対側にはシリコンのダイがあるはずです。

 このサーマルビアの穴にハンダを流し込んでやれば裏側から効果的に放熱出来るようになるはずで、実際にやられた方がいました。

▼通電
通電中

 これで受信機の感度が安定しました。条件によっては受信レートの値が倍くらい違ってきます。でもロケーションの悪さから逃れることは出来ませんが、やらないよりは絶対マシです。
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