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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第9章電磁気 (4)電気力線

今回は、前回お話をしました電界(電場)の様子を示す電気力
線のお話を致します。
電気力線は、電気(電子)部品の需要な要素(抵抗・コンデン
サー・コイル)の内のコンデンサーに大いに関係します。


電気力線とは?
ある範囲の状態を表す必要がある事があります。例えば、大雨
が続いて地盤が緩くなっている時、どの地域どれだけの積算雨
量が有ったかと言うのを地図上に棒グラフを立てて表してます。
また、風の様子を矢印の向きで風向を、矢印の長さ又は、太さ
で風速を表したものを地図上に沢山描く事で台風の風が全体と
して渦を巻いている事を視覚的に捉える事が出来ます。


次に今回お話をします電気力線とは、風の例の様に場の状態
、この場合は、電場(電界)の様子を表しものです。
よって架空のものですが非常に便利に使う事が出来ます。
どの様に表すかと言いますと

 電界の強さE:電気力線の密度
         
電気力線が沢山ある所は、電界が強く、電気
          力線がまばらな所は、電界が弱い事になりま
          す。また、電気力線の密度も、風の矢印と違
          い計算する事が出来ます。

 電界の向き :電気力線の接線方向
         
電気力線は、+の電荷から出て-の電荷迄
          繋がっていますので、電気力線を辿りますと
          風の矢印と違い、連続して電気の向きを知る
          事が出来ます。



下の図をご覧下さい。真ん中の赤い玉は、電荷です。
そして薄い水色の球は、電荷から半径 r [m] の仮想の球で
す。
そして水色の線は、電気力線です。
電荷が”+”でしたら、電気力線は、電荷から出て行きます。
電荷が”-”でしたら電気力線は、電荷に向かって入って行き
ます。

先ほど、電界の強さは、電気力線の密度で表すと言いました
が下の図を観て頂くとお分かりの様に

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第9章電磁気 (3)電界と電位

<今回は、前回お話をしました「クーロンの法則」を一歩進めて
電界」と「電位」のお話をします。
何か訳のわからない言葉だとお思いの方もいらっしゃると思
います。
また、聞いた事はあるが良く意味が分からないと言う方は、
理系の方の中にも多いと思います。
実は、電界とは、皆様が使われる事になる航空無線に深く関
係しているのです。
そうです。電波です。電波は、「磁界」と「電界」から成り立って
います。
第9章でも「電波」についてのお話を致します。
電波については、試験にも出題されますので電波のイメージ
を作って頂く為にも、その前に電界のイメージを作っておく必
要があります。

そして「電位」と言う言葉を始めて聞かれる方でも「電圧」と
言う言葉を聞かれた事が無い方は、いないはずです。
「電位」と「電圧」とは、どんな関係にあるかと言うお話をします



1.電界とは?
 電界とは、英語でElectric field と言います。
 電気の力が及ぶ範囲と言う事になります。ちなみに電界とは
 、電気屋さんの言葉で物理屋さんは、電場といいます。
 「場」と「界」は、同じ様に空間を指す言葉です。

 電界は、そこに電荷が有るかまたは、後々お話をします磁界
 の変化により作り出されます。
 
2.電界をどう捉えるか?
 今、宇宙空間に1つの星が誕生したとします。
 その星の周りには、重力の場が出来ます。
 そこへ、彗星が近づいたとしますとお互いに力を及ぼしあい
 ます。
 彗星が近づかなくても星が出来た事で重力の場(重力場)が
 発生しているのです。

 前回お話しました電荷
(非常に重要な概念ですので、前回
 の記事を読んで、確かな知識としておいて下さい。)が空間
 に置かれたとしますと置かれた事で電荷の周りは、電界と
 なります。



  それでは、電荷:Q[C] (クーロンと読みます。)
から r の
  距離の所での電界の強さを求めてみます。
  図-3をご覧ください。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第9章電磁気 (2)静電気に関するクーロンの法則


前回から電磁気のお話を始めました。
前回から数回に分けてお話する内容は、試験に出る内容
と言うよりは、知らなければ先へ進めない重要な事がらで
す。
今回は、「静電気に関するクーロンの法則」についてのお
話ですが、クーロンの法則には、「磁気力に関するクーロン
の法則」と言うものもあります。
磁気と静電気の違いだけですので、今期は、静電気につ
いてのみお話をいたします。

クーロンの法則は、電気の基礎中の基礎になります。
理解して頂けますと、電気の全ての始まりがココにある事
がお分かり頂けます。


さて、前回は、「電気」の正体とは、何かについてお話をし
ました。
電気の正体は、原子の陽子電子にそれぞれ”+”と”
の電気の性質があり、原子から電子が離れる事でそれ
ぞれの性質が見えてくる
言う事でした。
それでは、陽子と電子が分かれる事でどの様な事が起こ
るかの基本となる「クーロンの法則」についてのお話をしま
す。



原子から離れた電子は、”-”の電気の性質を示します。
また、電子が抜けた原子は、”+”の電気の性質を示します。
(原子は、電子と原子核で出来ています。原子核は、中性
子と陽子で出来ています。中性子には、電気的な性質が
ありませんが陽子には、”+”の電気の性質があります。
よって電子が抜けた原子は、”+”の電気の性質を持つ事
になります。)
それぞれの絵を描いていては、大変なのでそれぞれを同
じ大きさを持つ丸で描きます。(但し、実際は、大きさは、
ありません。)
これを電荷と言います。
下の図-2をご覧ください。
電荷同士に働く力
”+”同士の電荷及び”-”同士の電荷の間には反発
する力が働きます。
”+”の電荷と”―”の電荷の間には引きわう力が働き
ます。

それでは、どの位の力が働くのでしょうか?
2つの電荷Q1 と Q2 の間に働く力を:F[N](ニュートン)
としますと以下の式が成り立ちます。
クーロンの法則
QとQ2と言う電荷が有ったとします。
それぞれの電荷には電気の量がありその単位は、[C]:
クーロンです。
電荷同士の間の距離は、 r です。
この式を理解する上で大変重要な事があります。
これは、クーロンの法則だけでなく様々な面で重要となり
ます。
皆さんは、ある場所から音を出した時、遠くへ行く程、音が
小さくなる事を経験された事があると思います。
それは、どうしてでしょうか?
「音の発生している場所から遠く離れたから。」では、私の
質問に答えた事になりません。
私は「音の発生している場所から離れると音が小さく聞こ
えるのは、何故でしょうか?」と聞いています。
図-6をご覧下さい。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第9章電磁気 (1)電気の正体って?
TOITAの「航空無線通信士合格塾」第10期もいよいよ終
盤です。
当塾では、文系の方が一番苦手としている「電磁気」、「電
気回路」のお話を最後にしています。
本来、この2つの項目は、電気を学ぶ学校では、最初にや
りますが、当講座では、合格する事を主眼としていますので
受験に近い時期に行い記憶に残しておく為に最後にしてい
ます。

工学系の学校では、「電磁気」は、「電磁気学」と呼ばれ電
気を学ぶ者の基本となりますが、最近では、理解出来ない
学生が多い為に履修すべき科目から外されている大学が
ある様です。
その原因は分かりにくい高等数学のみで説明される点にあ
ると思います。幸いにも無線従事者試験で、電磁気が出題
される事は、日本の科学技術にとって良い事だと思います。
さて、本講座では、難しい「電磁気」を皆様の身の周りの事
に例えて分かりやすい解説を行います。
電磁気は、当然ですが、身の周りの電気に関する事に深く
関係しています。

受験参考書では、分からない事が「な~んだ。そうだった
のか。
」と言われる解説を目指しています。

「電磁気」は、文字通り「電気」と「磁気」のお話です。
しかし、どちらも元は、同じなのです。
今回のテーマ「電気の正体」を読んで頂きますと分かってき
ます。
それでは、今回のテーマ「電気の正体」のお話です。

1.電気の正体
 電気と言えば、家庭のコンセントに来ている奴で家電品や
 パソコン等を使うのに使う奴。それがどの様なものか考え
 た事もないと言う方が多いと思います。
 また、見た事がある人もいないと思います。
  今回、「電磁気」の最初に「電気の正体」についてお話す
 るのは、「電磁気」を分かりやすくする為です。
 また、航空無線通信士は、電気で動く無線機を使うのです
 から、将来、免許を取って、パイロットや管制官やカンパニ
 ー無線の通信を行う様になった時、専門以外の人から「電
 気て何。」と何気なく聞かれた質問に答えられらいと赤恥
 をかいてしまいますね。


 前置きが長くなりました。


原子のイメージ
 身のまわの全ての物質は、分子で出来ています。 また、
 その分子は、様々な原子の集まりで出来ています。その
 原子は、上の図で示す様に真ん中の赤で示した原子核
 その周りを廻る緑と青で示す電子で出来ています。
 上の図を分かりやすく同じ平面上を廻る軌道として描い
  た図が下の図です。 


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TOITAの「航空無線通信士合格塾」第10期第8章電源 (3)鉛電池

今回は、電気を蓄える事が出来る二次電池の内の鉛電池
のお話をします。
昨年末、古くからあるTVのクイズ番組を見ていましたら、答
えが二次電池と言う問題が有りました。
答えたのは、現役のパイロットの方でした。
多分、航空無線通信士の試験勉強の時に覚えられたので
はと思って見ていました。


さて気分を受験モードに戻しましょう。 鉛電池については、
1回又は、2回おきに出題される問題です。
問題が各回似ていますが、問題文が似ていても否定文で
書かれている時と肯定文で書かれている時がありますの
で問題文と答えを暗記すのでなく理解しておいて下さい。
理解しておけばどの様に問われても解答出来ます。
要点は、沢山ありませんし得点し易い所ですのですので、
試験において僅かな得点差で不合格にならない様にする
為の重要なポイントとなります。

鉛電池をご存じない方もいらっしゃるかと思いますが、自動
車のボンネットを開けると見られる電池で充電式です。
充電出来る電池を二次電池
充電出来ない電池を一次電池と言います。
鉛電池は、自動車や小型機等の移動体の電源として、また
、非常用電源として停電時等に使用されます。

I,鉛電池の充電時の状態(新問題)

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第8章電源 (2)電源の基本構成

前回、電源の重要性やその電源に求められる性能につい
てお話をいたしました。
それでは、電源とは、どの様な構成で出来ているのかと言
う事についてお話を致します。

電源には、様々の目的の為の電源があります。
例えば、負荷で消費される電流の変動が有っても電圧が
変動しない定電圧電源。負荷で消費さる電流が変動して
もつねに同じ電流を流す様電圧を変える定電流電源、直
流から交流を作り出す電源。ある直流電圧から希望の直
流電圧を作り出す電源(例:電池等のある決まった電圧か
ら別の値の直流電圧を作り使っている携帯電話等、電池
を元の電源とする機器)などがありその回路は、大変複雑
です。


これから御紹介します電源は、試験に出題される物です。
これは、極々基本的な回路で皆様の家庭のコンセントへ
来ている交流の100[V]を所要な直流の電圧に変換する物
です。



図-1をご覧ください。左の赤いSINは、100[V] の交流の1サ
イクルを描いたもので、
東日本では、これが1秒間に50回、西日本でしたら60回繰り
返します。

1.変圧回路

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第8章電源 (1)電源に要求される性能

今回から電源のお話をします。装置を動かす為には、電源
が無ければ動きません。
音楽プレーヤーやデジカメ・携帯電話に電池がないと動か
ないのと同じ事です。
また、TVやビデオ・パソコンにも目には、見えませんが内部
に電源があります。
そして装置が性能を発揮出来るかどうかは、電源の善し悪
しによりますが、冷たく扱われているのが電源です。

しかし、試験と言う事で考えますと「電源」は、範囲が狭いの
で点数が取り易いと言う事が言えます。
確実に合格する為には、例えば「空中線と電波伝搬」は、確
実に理解しているので何点取れる。
「電気回路」も理解しているので何点取れる。と言う積み重
ねで次回の試験に合格出来るかどうかが分かります。
理解出来た範囲の点数を積み重ねても合格点に足らない
場合は、後、どの範囲を理解出来れば次回合格出来るか
作戦が立てられます。
ですので、当受験塾の受講生さんは、焦る事が有りま
せん

試験を受けてみないと受かるか受からないか分からな
いと言う方は
何度受けても不合格と言う確率が非常
に高いのです


電源のお話に戻しますが、範囲が狭いと言う事は、理解で
きれば、確実に何点か上乗せ出来ると言う事です。
当受験塾では、目標得点を56点にしています。
合格点は、49点ですが、間違った答えを書く可能性もあり
ますので、余裕を持って満点の80%を取ろうと言う事です。
電源は、その余裕に繋がります。

それでは、前置きが長くなりましたので電源のお話に入りま
す。

(1)電源に求めれられる性能
 ア、十分なエネルギーを装置に供給出来る。
   昨今原発の事故で電力不足が叫ばれています。
   私達の生活では、不要の電灯を消す等で対応出来
   ますが、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第7章国際電気通信連合憲章 (2)
今回は、試験電波の発射と混信についてお話を致します。

1.混信
  前回も少し触れましたが、混信の回避についてお話を
  します。
 (1)受信局の位置は、送信局の位置及び業務の性質上
    可能な限り注意して選定しなければなりません。

   空港へ行ってみますと、管制塔の上に複数の垂直ア
   ンテナが見られます。このアンテナは、送信用なので
   す。
   車等で空港の周りを一周してみますと管制塔とは、別
   の所に複数の垂直アンテンが見られます。こちらが受
   信用です。
   羽田空港の場合は、送信用が羽田東急エクセルホテ
   ルの西に、受信用がANAケータリング・サービスの北
   隣にあります。
   複数の周波数での送信や受信が同じ時刻に重なる事
   が有ります。
   同一場所で1つの周波数では、送信。他の周波数では
   、受信と言う事になりますと、同一航空局(同一管制塔
   )内で混信をしてしまう事になります。

(2)業務の性質上可能な場合には、指向性アンテンを使
   用して

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第7章国際電気通信連合憲章 (1)遭難の呼出及び通報他
今回から、国際電気通信連合憲章のお話をします。
法律には、元となる法律からその法律に派生した法律がありま
す。
例えば、国内に於いては、全ての法律の元は、憲法です。
憲章とは、条約や協定などと同じく国家間の取り決めです。
その為、電波法第3条で電波法に優先すると明記されています。
通常、条約等の国家間の取り決めに基づいて、その条約等の国
家間の取り決めを焼きなおした国内法が作られますが、その国
家の取り決めに相当する国内法が無い時は、国家間の取り決め
によると言う事で、国内のみを運航される方にも関係ない事では、
ありません。

今回は、国際電気通信連合憲章の内、遭難通信と伝送について
のお話をします。。


 以下、国際通信連合憲章の無線通信規則より。

(1)伝送
    
  ・全ての局は、不要な伝送、過剰な信号の伝送、虚偽又は、
   紛らわしい信号の伝送、識別表示のない伝送を禁止しされ
   ています。

   但し、長時間の伝送は、禁止されていません



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TOITAの「航空無線通信受験クラブ」第10期第7章通信方式 (3)無線局の混信対策その2

前回、混信とは?航空無線に使用される変調方式である振幅変
調とは?についてお話をしました。
それでは、今回は、混信を軽減する為には、どうすれば良いかと
言うお話をします。

(1)受信機の選択度を良くする
  受信機の性能を表す言葉に 3S と言う物が有ります。

      sensitivity(感度)・・・・・ 簡単に言いますとどの程度
                     の微弱な電波まで受信 出
                      来るかと言う事です。

      selectivity(選択度)・・・  目的の周波数の信号だけを
                                        どの程度選択できるかと言
                                        う事です。

      stability(安定度)・・・・ 仮に、相手局の電波の周波
                      数がどれ程安定していたと
                      しても、受信機側で局部発
                      振周波数がづれてしまいま
                      すと相手局の電波を受信出
                      来なくなります。
                      どれ程、安定して受信出来
                      るかが安定度です。

                   
 下の図をご覧ください。



   
   横軸は、周波数です。そして、縦軸は、信号の大きさです。
   注・・・・上へ行く程、レベルが大きい事を
   示しています。
   白い部分は、フィルターの特性で信号を通す周波数の幅と
   周波数ごとにどの程度のレベル迄通すかを示しています。
   F1がフィルターの中心周波数です。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第7章通信方式 (3)無線局の混信対策その1
今回は、混信対策についてのお話です。無線通信のご経験
のない方は、分かりずらいと思いますが、混信とは、人混み
の中でお友達とお話をしている時に、お友達以外の色々の
人の声が聞こえて、お友達の声が聞きにくい状況です。
実際の無線通信では、通信相手の局を受信していますと、
その通信を妨害する様にその他の通信の声が混じって目的
の通信相手の局の通信の内容が聞き取りにくい状態をいい
ます。

1.混信対策の予備知識

   
この図は、電波の型式をご説明する為に以前、描いたもので
す。それぞの横軸は、周波数、そして縦軸は、信号の大きさ
を示していいます。
皆さんが、航空無線で使われる電波の型式は、主に、左上の
A3Eと言う型式の振幅変調です。
Fは、搬送波と呼ばれる高周波(周波数が極めて高い交流で
アンテナに繋ぎますと、電波として飛んで行く様な周波数です
。航空無線では、100[Mhz] 以上の周波数を使用していま
すので、1秒間に10^8回以上振動する交流です)の周波数で
す。
振幅変調は、音声信号の大きさにより、高周波の振幅を変え
る変調方式です。
図のp は、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第7章通信方式 (2)DSBに比べてのFMの特徴
DSBは、航空無線で使用されていますが、FMは、航空
無線では、使用されていません。しかし、空港内では、グ
ランド・クル―が持っているトランシーバーの変調方式と
してFMが使用されています。
それでは、DSB(AM)とFMの復習をしてからFMの特徴
を考えていきましょう。


(1)DSB と FM の復習


信号と書いてある右横の紫の線は、送ろうとする信号(音
声や音響)です。
信号の大きさが横軸の時間と共に変化する様子を描いて
います。

その下のAMと書いてある右横の緑の線は、搬送波です。
本来ピークは、一定なのですが、紫の線で変調した結果、
紫の信号の大きさの変化の通り、緑の線のピークが変化
しています。
AMは、搬送波の大きさを送ろうとする信号で大きさを変
えているのです。搬送波の大きさの変化に情報を持た
せている
事になります。

そしてFMは、Frequency Modulationの事です。ここで
言う Frequency とは、搬送波の周波数の事です。
FMでは、搬送波の周波数を送ろうとする信号の大きさ
で変化させています。図-1のFMと書いてある右横の緑
の線は、紫の信号の大きさの変化により周波数が変化
している様子を示しています。紫の信号が大きい所では
、搬送波の周波数が高くなり、搬送波の単位時間当たり
の振動数が多くなり搬送波を示す緑の線が密になってい
ます。そして信号が小さい所(マイナス側のピーク)では、
低くなっています。
搬送波を示す緑の線が粗くなっています。ここで注目して
頂きたいのは、搬送波のピークの大きさが変化していな
いと言う事です。
FM では、搬送波に送ろうとする信号で振幅を変化させ
ていませんので、受信側で振幅が変化したFM電波を捉
えも何の影響も与えないのです。
参考までにFM信号を式で書いてみます。

      VFM=E・sin{ωt+mf・sin(pt)}

送ろうとする信号の最大の大きさの時に変調されたFM
搬送波の周波数ΔF(最大周波数偏移)を送ろうとする
信号の周波数pで割ったものがmf(変調指数)です。
それでは、FMとAMの大きな違い

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第7章通信方式 (1)DSBに比べてのSSBの特徴
今回から通信方式のお話をいたします。第1回目は、DSB
( 振幅変調: A3E) に比べての SSB(J3E) の特徴につい
てのお話をいたします。

注:以下SSB とは、J3E のみを表している事とします。
  また、DSB とは、A3E を表すものとします。

すでに、SSB のお話をしていますので、一部復習と思って
お読みください。

1.占有帯域幅

               図-1

  図-1をご覧下さい。DSB の場合、搬送波を変調します
  と下側波帯(LSB) と上側波帯(USB) が出来ます。
  航空無線の場合、音声信号として3[KHz] 迄の周波数
  が含まれますので、帯域幅としては、6[KHz] を占有し
  ます。
  その為、1つの局が使用する周波数の幅を占有帯域幅
  と言います。

  一方 SSB は、下の図になります。( 以下のお話では、
  USB を送る場合を例にしています。)
  DSB の局が1局で使用する周波数の幅にもう1局が同
  時に使用する事が出来ます。

  SSB は、占有帯域幅が狭い
  SSB は、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第6章監督と罰則 (1)無線局の検査と罰則

今回より「監督と罰則」についてお話をします。
”監督”とか“罰則”と聞いても今一つ何を言おうとしているのか?
何故その様な事が電波法に書いてあるのか実感されない方もい
らっしゃると思います。

”監督”とは、何の事で”誰”が”何”を”誰”に対してするのでしょう
か?

(1)誰が監督するのか?
監督は、総務大臣が行います。
正確には、総務大臣の名の下に総務省のお役人が行いますが、
法律上は、監督責任は、総務大臣にあります。

(2)何を監督するのか?
”電波法及び関係法令が守られているか”を監督します。

(3)誰を監督するのか?
対象は、”無線局及び免許人” と "無線従事者”です。

(4)何故、監督をするのでしょうか?
何時も、お話しています”免許”は、”特別に許す”と言う事から来
ています。
基本的に電波は、誰しも使用しては、いけないと言う事から始ま
っています。
それを、ある条件をクリヤーすれば特別に許すと言うのが免許で
す。

免許を与えるのは、総務大臣ですので監督する事は、総務大臣
義務になります。

(5)罰則とは?
電波法や関連法令に違反すると罪になるのでしょうか?
皆様が、航空無線通信士の資格を取り、晴れて航空局なり
機局の無線機を操作する様になりますと、総務大臣は、貴
方に対し電波法及び関係法令を守らせる必要が有ります。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第3章番外編 世界協定時
第3章の業務種類で世界協定時のお話を後でしますと
言ったままになっていましたので番外編としてお話をし
ます。

時刻は、地域により違います。業務書類に書かれた時刻
が正しいのは、当然ですが、どこの時刻を書いたものか
を表示する必要があります。

運用規則第3条では、中央標準時または、世界協定時
に照合する事になっています。
また、施行規則40条3項によりますと航空機局及び
空機地球局
及び国際通信を行う航空局は、世界協定
時で業務日誌に時刻を記載するようになっています。

それでは、世界協定時とは、何でしょうか?
(1)世界協定時(UTC:Universal Time,
  Coordinated)
  天文観測を元にした UT1 (UT:Universal Time)
  と言う時刻があります。
  地球の自転は、一定でなく、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第6章FM送受信機 (3)FM復調器
前回迄、難しい式が出てきたFM変調の原理をお話し
ましたが、せっかくFM変調をご理解頂きましたので、
どうすれば、そのFM変調波から元の音声信号を取り
出せるかと言うお話をしておきましょう。

FMの復調器の事を周波数弁別器と言います。振幅
変調や SSBの変調波から元の音声信号を取り出す
回路を検波器と言いますが、FM の場合だけは、周
波数弁別器と言います。

それでは、周波数弁別器のお話をする前にチョットだ
けFM変調について復習をしておきましょう。

1.FM変調の復習
  送信側では、皆様の喋る声や音の大きさの変化
  が、電子回路で電圧の大きさの変化となります。
  電圧の大きさの変化は、搬送波の周波数の変化
  となります。

  音声の変化 ⇒ 電圧の変化 ⇒ 

  搬送波の周波数の変化

  
受信側では、以下の様になれば良い訳です。

  搬送波の周波数の変化 ⇒ 電圧の変化 ⇒
 
  の変化

  
問題は、周波数の変化をどの様に電圧の変化に
  するかです。

2.周波数弁別器の下準備

    
             図-1

 図-1の上の回路図をご覧下さい。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第6章FM送受信機 (2)FM送信機の構成その2

前回は、位相変調器を使用して FM 変調波を作るお話をしま
したが、お分かりになりましたでしょうか?式の展開は、別とし
ましても音声信号を積分回路に通してから位相変調すると FM
変調が得られる事だけは、覚えておいて下さい。
また、位相変調は、音声信号の大きさ音声信号の周波数
瞬時周波数が広がってしまうと言う事も、今回お話を
します IDC 回路に必要な知識です。

前回のお話がお分かりでない方は、前回のお話を読み直して
から今回の記事をお読みください。

それでは、今回は、周波数逓倍器からお話を始めます。


 



3.周波数逓倍器
  この周波数逓倍器の目的は、振幅変調の送信機と同様
  に発振器で発振した周波数を送信周波数になる様に
  数倍する
事です。
  発振器で発振する高周波の周波数は、あまり高くできま
  せん。
  そこで目的の送信周波数にする為に整数倍するのです。
  例えば送信周波数が110.4[Mhz] だとします。
  発振器の周波数は、18.4[Mhz] としますと、
    
     9.2[Mhz] x 2 x 3 x 2 = 110.4 [MHz]

  の様に幾つかの逓倍器を用いて周波数を整数倍して高く
  します。

  
  逓倍器は、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第6章FM送受信機 (2)FM送信機の構成その1


FM変調がどの様なものかご理解頂いたところで、今回
と次回の2回に分けてFM送信機の構成についてお話を
いたします。今回は、位相変調の所迄のお話になります
が、次回にお話をします周波数逓倍については、特に良
く理解して頂く必要があります。
 
FM変調とは、音声信号の大きさにより搬送波の周波数
を変える変調方式です。
つまり音声信号の電圧:V を周波数:F の変化にします。
音声信号が”+”側に大きくなりますと搬送波の周波数が
高くなります。
そして、音声信号が”-”側に大きくなりますと搬送波の
周波数が低くなります。
図-1は、FM送信機のブロック・ダイアグラム(構成図)で
す。
上の列の左側からお話をします。

1.発振器
  FMの変調方式には、発振器の周波数を直接音声信
  号で変化させる直接周波数変調と発振器とは、別の
  回路で変調を掛ける間接周波数変調の2つの方式が
  有ります。
  現在は、安定な発振回路が出来る為、直接周波数変
  調が増えてきましたが、以前は、搬送波の周波数の安
  定を優先する為、周波数安定度の良い間接周波数変
  調が多く使用されていました。

  ここで示しています発振器は、どの様な変調方式の送
  信機にもある電波の源を作る所です。
  発振器は、周波数が変動しない安定した物が求めら
  れますので、送信機に繋がれたアンテナから輻射され
  る周波数よりかなり低く設定されています。
  (この事が周波数逓倍と関係してきますので記憶に留
  めておいて下さい。)


2.位相変調器
  位相変調とは、音声信号で搬送波の位相を変える変
  調方式です。
  しかし、FM送信機になぜ、位相変調器が有るのでしょ
  うか?
  その理由は、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第6章FM送受信機 (1)FMとは?
今回からFMの送受信機についてのお話です。
FMとは、 FM変調の事でFM放送や2011年の7月迄放
送されていました地上波のTVの音声やアナログの衛星
放送の変調に使われていました。
TVの放送には、使われなくなりましたが、ラジオのFM放
送や通信には、今でも使用されています。
特にマイクを見ますと線が無いのが当たり前の様に見ら
れますが、これは、FMの電波で送っているからです。
また、航空業界を目指す方には、空港内で、航空会社の
人が忙しそうに歩き周りながら使用しているトランシーバーが
FM変調です。
また、皆さんがあまり目にしない所では、地上の移動局
の通信に使用されている変調方式もFMです。

それでは、FM変調とは、どの様な変調かを見ていきましょ
う。


FMの変調波形

無線通信に使用される電波は、電波が伝わる空間が
伝搬途中で変わらなければ永遠に飛び続けます。
少し、驚きですね。
その証拠に電波の一種である光は、何億光年も飛び
続けています。なんか変ですが納得して頂けましたか

また、媒質が変わるとは、空から射す日の光が、ビ
ルで遮られ、ビルの裏に影が出来るのは、光が

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第5章無線従事者 (3)主任無線従事者

今回は、主任無線従事者についてのお話です。
無線従事者の第1回で少しお話をしましたが、復習を兼ねて
主任無線従事者とは?からお話をします。

1.主任無線従事者とは?
  無線局の免許人から総務大臣に 届出 された無線従事
  者資格を持つ人
無線局の無線設備の操作の監督
  行う人
です。
  よってアマチュア無線局の場合は、無線局長一人で運用
  している局ですので監督を受ける人がいませんのでアマ
  チュア無線をやっている方の場合は、主任無線従事者に
  は、なりません。

  主任無線従事者は、アマチュア無線局の様に監督する
  他の無線従事者がいない局以外には、必ずいます。
  そして、無線従事者免許の種類によらず主任無線従事
  者になる事が出来ます。
  例えば、航空無線通信士より上級の資格がありますが、
  航空無線を行う殆どの局の場合、航空無線通信士の資
  格より上級の資格を持った人がいませんので、 主任無
  線従事者は、航空無線通信士の資格を持った人の中か
    ら無線局の免許人が選出します。
   
  航空機も無線局ですので、航空機の中にも必ず、主任
  無線従事者がいます。
  以前、会員の方からの質問で、同じ航空無線通信士の
  免許を持っていれば操縦士も副操縦士も同格では、な
  いのか?
  との質問を頂いた事が有ります。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第5章無線従事者 (2)免許の申請から返納

今回は、無線従事者免許関係の手続きのお話をします。
免許の申請から返納迄、皆様に関係する事ですので試験に良
く出題されます。どの様な措置やどの様な書類が有るかは、覚
えておかなければならない所です。 

 以下の文書の目的は、免許申請の手順の説明では、なく、
   試験で以下の内容が問われると言う事です。

1.免許申請
  
皆さんが、晴れて、国家試験に合格するか養成課程を修了し
  た場合は、以下の書類等を国家試験の受験地又は、養成課
  程を修了した地を管轄した総合通信
局長宛に提出します。
  ・総務省令で定める書式の申請書
  ・氏名及び生年月日を証するもの。(戸籍謄本、住民票の写し
    等)
  ・写真(裏面に氏名及び申請する資格を記入します。)
                 ・・・・・ 
1枚
 ・養成課程を修了した場合は、終了証明書。
  ・医師の診断書(総務大臣または、総合通信局長が必要と認
    めた場合に必要になります)
  ・免許手数料分の収入印紙

2.免許の交付
 総務大臣または、総合通信局長は、申請 が有った場合、欠
格事由にあたらない場合には、免許を交付します。
  
3.欠格事由
総務大臣または、総合通信局長は、次のいづれかに該当する
場合は、免許を与ません。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第5章無線従事者 (1)操作範囲

今回から無線従事者についてのお話をします。
今さらと言う感じもしますが、「無線従事者とは?」と聞かれた
ら皆様は、どの様に答えられますか?
法律を論じる時、用語は、論じる相手と共通のものでなければ
議論がかみ合いません。
また、無線従事者の意味が分かった所で、無線従事者の資格
には、沢山の種類がありますので、取得を目指す、資格の操作
範囲を知る事は、大変重要な事です。
例えば、車関係の免許を取ったとします。
それは、原付バイクしか運転出来ないのか?大型車両を運転
出来るのかでは、大きな差があります。
その操作範囲を超えて操作しては、いけませんので試験でも
良く出題されます。
それでは、「無線従事者とは?」と言うお話から始めます。

1.無線従事者とは?
 この事については、電波法第39条で定めています。
 ・電波法第40条で定める種類の無線従事者の資格を保有
 
した者で主任無線従事者の監督の下無線設備の操作
   を行う人


  それでは、主任無線従事者とは、どの様な人でしょうか?
  主任無線従事者は、以下の条件を備えた人の事です。
  ・それぞれの無線局の無線従事者の中から免許人により
       選任され総務大臣に届け出された人。
  ・無線設備の監督について総務省令で定めた職務を誠実に
   実行する人。
  ・総務省令で定める期間ごとに無線設備の監督についての
   講習を受けた人。
 
 無線従事者は、今、ご説明をしました主任無線従事者の監
 督の下でなければ、無線設備の操作ができません

 但し、次の場合は、除かれます。
  ・アマチュア無線局
   アマチュア無線局の場合は、

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第5章SSB送受信機  (5)SSB受信機の構成

今回は、SSB送受信機の最後としてSSB受信機の構成につ
いてお話をします。今迄にお話をして参りましたAMの受信機
と何処が違い何処が同じか整理しておいて下さい。
SSBには、独特の回路や求められる性能があります。


 
空中線の後からお話をします。

(1)高周波増幅器
  これは、A3E受信機の時と同じです。

(2)周波数混合器、第1局部発振器
  これも A3E 受信機の時と同じでいきなり高周波増幅器
  で必要なだけ増幅してしまいますと、増幅回路の中で発
  振してしまいますので、発振しない程度の増幅をして、更
  に増幅する為に中間周波数に変換する回路です。

(3)帯域フィルター
  A3EやF3E の中間周波数増幅器では、それぞれの変調
  波の帯域幅より広い帯域を増幅してもそれ程、支障は、な
  いのですが、SSB の場合は、出来るだけ3[khz] の幅以
  外は、通らない様な鋭い特性の帯域フィルターが必要にな
  ります。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第5章SSB送受信機 (3)平衡変調器

SSBがどの様な電波型式であるかご理解頂けたと思います
が、それでは、振幅変調で出来る搬送波と上側波帯と下側
波帯から搬送波と上側波帯、又は、下側波帯をどの様に取
り除くのかと言うお話をします。

SSBを作り出す方法には、幾つかありますが、一般的(誰に
も分かり易い)で良く試験に出題される平衡変調について
のお話をします。

図を見ながら信号の流れを追って下さい。

(1)音声信号の流れ

  音声信号は、回路図の左のトランスから入力され周波数
  fs の単一周波数の正弦波とします。
  赤の部分が”プラス”の範囲で回路図の赤の部分を流れ
  ます。
  次に音声信号が”マイナス”の範囲を緑で表してあり、回
  路図の緑の部分を流れます。



  結果として音声信号の”プラス”の範囲も”マイナス”の範
  囲も右側のトランすの1次側を流れる事が有りませんの
  で右側のトランスの2次側には、音声信号単独で現れる
  事はありません。
  
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第10期第5章SSB送受信機 (2)各種SSBのパワー・スペクトラム
SSBがどの様なものかイメージして頂いた所で今回から
少し具体的なお話に入ります。
その前に少し、SSBの用途についてお話をします。
この後でも触れますが、SSBは、DSBの送信出力の1/4
で同じ距離迄電波が到達します。また、帯域幅がDSBの
半分である事から帯域が狭く遠距離通信が可能な短波帯
で使用されます。航空無線との関係でいいますと、VHF帯
のDSBは、近距離の航空機局と航空機局または、地上局
(航空局)との間の無線電話として使用されますが、SSB
は、洋上の航空機局と地上局との間で使用されます。
また、ILSのローカライザーにも空間変調と言う形でSSBの
考え方が使われています。

SSBには、類似の変調方式が幾つかあります。今回は、そ
れらのパワースペクトラムのお話をします。このお話は、「
法規」の電波型式の記号による表記とも関係しますので合
わせて覚えておいて下さい。(電波法規は、無線工学が有
っての法規と言う部分が多いので工学が分かりませんと理
解出来ない部分が出てきます。)



 
それでは、左上の図 (DSB:A3E) からご覧ください。
これは、振幅変調のパワースペクトラム(どの周波数にど
の位のエネルギーが有るか)を示しています。
この図は、p と言う単一周波数の信号で変調した場合で
す。例えば 1 [khz] の周波数とかです。
すると搬送波と搬送波から上下に1khz離れた所の3箇所
だけにスペクトラムが現れます。
Fと言う周波数の高周波(搬送波)を p と言う周波数で変
調しますと、全エネルギーの半分が周波数:Fの搬送波に
なります。

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