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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14期工学第6章通信方式その他 (3)PCMその3

        第6章通信方式その他
          (3)PCMその3


今回は、サンプリング標本化)したアナログ信号をデジタ
ル化する所からのお話をします。


1.量子化
 
図-3をご覧ください。
ここでは、音声信号(アナログ信号)を簡単な波形のSIN波
としてお話します。
音声信号は、アナログですので図-3の上の図の様に連続し
た変化をしています。
デジタルにする場合は、 扱うアナログ信号を 何段階に分け
て表すかをあらかじめ決めておきます。
何段階かに分けるとは、 飛び飛びの値、 つまり、 離散的な
量にする訳です。
その表現する段階によりパルスの数 (1回のサンプルしたア
ナログ信号を表現する為に必要な パルスの数) が違ってき
ます。
仮にどの大きさのアナログ信号も  4つのパルス (4bits) で表
現するとします。
各ビットには、重さが有ります。
最少のビット(一番下の桁)が ”1”、 次のビットが ”2”、 その
次が”4”、その又次が”8”となります。
一番上の桁が”1”でその他の桁が”0”ならしたら”8”を表しま
す。


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入学を希望する受験先は、試験を受けてみなければ、合格
するかどうか 全然分からない状態で受験しているでしょうか

有る程度、 合格が見込めるので頑張ってこられたのでは、
ないでしょうか?
合格が見込めるのは、受験指導のプロがいるからです。
それでは、 「航空無線通信士」の試験は、 どうでしょうか?
どんな勉強をどれだけすれば合格出来るかお分かりでしょ
うか?
分からずに暗記に頼るのは、無謀です。
目隠しをして車を運転する様なものです。
実際に60%以上の方が、この方法で失敗しています。
その数は、近年、上昇傾向にあります。

合格する為には、合格する為の方法があります。
当塾の受講生の方が、合格の手ごたえを感じながら、受験
勉強が出来るのは、勉強方法がわかり、理解出来るからで
す。
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第6章通信方式その他 (3)PCMその2

          第6章通信方式その他
             (3)PCMその2  

今回は、アナログとデジタルの違いをご理解頂いた所でアナ
ログをデジタルへ変換する前段階のサンプリングについてお
話をします。
私が大学生のころ PCMについて習い、卒業後勤務した先で
は、パルス変調からPCMへ移る時でした。

最近、工学系の学生さんとお話をしていますと PCMと言う言
葉すらご存じない方が多いので愕然とします。
PCM とは、Pulse Code Modulation の事です。
PCM と言う言葉を知らない人も、日々の暮らしの中で皆さん
は、毎日使用しています。
当時、PCM は、衛星との通信等極一部で使用されている最
先端技術でしたが、30年程して一般の暮らしの中に迄 使用
される様になった為、 逆に空気の様に 感じられる 存在の方
式となりましが、 PCM 無くして音楽や映像の デジタルコンテ
ンツは、存在出来ない重要な方式です。

その他、皆さんが普段ご覧になっている地デジの音も映像も
、また、普段お聞きになっている音楽も携帯電話も全てPCM
です。

皆さんがこれからなられる航空通信士の世界でも現在、アナ
ログ技術である 振幅変調を使用して通信を行っていますが、
近い将来PCMを使用したデジタル変調になります。

前回、身の周りの万物は、アナログであると言うお話をしまし
たが、それらのアナログ量をデジタル機器で処理する為に必
要な技術がPCM です。

それでは、PCM がどの様なものかをお話する前に予備知識
として再度、「パルス」について触れておきます。

1.パルスとは
  アナログにも関係するのですが、 デジタル量を扱う時に
  かかせないのがパルスです。
  パルスとは、脈を打つような物です。ご自分の手の平を
  手前にして、 もう片方の手の人指し指と中指を  手首に
  乗せますと、一定のリズムで打つ脈拍を感じます。 この
  感じがパルスです。
  電気では、0 [V] から一瞬にして何 [V] かになり、 一定
  時間後、一瞬にして0 [V] なり、そして0 [V] が、 一定時
  間続き、その後、一瞬にして何 [V] かになる事を繰り返
  す波形をパルスと言います。


それでは、 パルス、アナログ、デジタルについて一応ご理解
頂けた所でパルス変調についてお話します。

2.パルス変調
 
図-1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14期工学第6章通信方式その他 (3)PCMその1

       第6章通信方式その他
         (3)PCMその1 
 

今回から 4回に分けてPCM についてお話をします。
PCM とは、Pulse Code Modulation の事で・・・と言っ
てしまえば、それで終わりなのですが、 航空無線通信士
の試験で必要な範囲のお話をします。
PCMは、 アナログをデジタルに変える為の方式で今や身
の周りの電子機器がデジタル化されていますので、PCM
の技術なしでは、 スマフォもTVも音楽プレーヤーも存在で
きません。
PCMは、今から36年以上前、私が大学を卒業して宇宙関
係の仕事に就いた時、 丁度、 前回お話をしましたパルス
変調からPCM へ移行する過渡期でした。
当時、一般の人は、 PCM 等と言う言葉すら知らない時代
でした。
それから15年位してからでしょうか?
PCM の技術を使った製品が一般化する様になり NHK 等
のTV でも素人向けの説明を行う番組が度々ありましたの
で当時の方は、ある程度、PCM をご存じであったと思い
ます。
しかし、 今や、一般化しすぎてしまい、 理系の学生ですら、
PCM を知らない時代になってしまいました。
現在の航空無線は、アナログの音声で搬送波を振幅変調
していますが、 航空無線も デジタル化していきますので、
改めて皆様は、PCM を勉強する必要が出てきました。
試験に出る項目は、その時、その時、その資格にとって必
要な事が出題されるのは、当然な事です。
試験に合格する為には、 その時代の背景を知る事が重要
です。

それでは、 まず、「アナログ」と「デジタル」について考えみ
るところから始めましょう。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第6章通信方式その他 (2)パルス変調

          第6章通信方式その他
            (2)パルス変調


今回のお話は、パルス変調です。
次回の8月期では、出題されないと思いますが、次回の8月
期に出題が予想されます  PCM の下準備として お話を致し
ます。
まず、パルスとは、何かを考えて見ます。

1.パルスとは?
皆さんの手首に反対側の手の指を当てますと 脈を感じる事
と思います。
これがパルスです。
でも、これは、電気では、ありません。 電気では、図-1の様
な波形です。

               図-1

図-1の τをパルス幅と言います。
T は、パルス周期と言います。T と周波数: f の間には、 以
下の関係が有ります。

         T = 1/f

例えば、T =0.2 [秒] としますと f = 5 [Hz] と言う事に成りま
す。  つまり、 0.2 [秒] 周期 とは、1秒間に 5 回の繰り返すと
言う事を周波数は、意味しています。 



A は、パルス振幅と言います。

それでは、パルス変調について考えてみます。

2.パルス変調とは?

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第6章通信方式その他 (1)SSBの特徴その2

        第6章通信方式その他
         (1)DSBに比べての
          SSBの特徴その2



今回は、前回に続いてDSB方式に比べてのSSB方式の特
徴についてのお話を致します。



               図-1

図-1の上側の図は、音声信号と搬送波を並べたものです

そして、 下側の図は、 音声信号で搬送波を変調したもの
です。
図からは、チョットわかりませんが、搬送波のレベルを”1”
としますと、下側帯及び上側波帯は、それぞれ、搬送波の
レベルの”1/2”になります。
搬送波と下側波帯及び上側波帯の合計のレベルを ”1”
としますと、搬送波は、全体の1/2”。それぞれの側波
は、それぞれ全体の”1/4”づつとなります。

それでは、次にSSBを見てみます。

              図-2

SSB (LSB) と書いてある図と 図-1の振幅変調と書いてあ
る図と比べて下さい。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第6章通信方式その他 (1)SSBの特徴

        第6章通信方式その他
     (1)DSBに比べてのSSBの特徴 


今回は、DSBに比べてのSSBの特徴についてのお話
を致します。 SSBは、 DSBの仲間である振幅変調の
一種です。SSBについては、まだ、お話をした事がな
いのですが、SSBについては、次回お話をする事とし
て、 まず、 DSB についての知識の整理をしておきま
しょう。
更に、その前に電波とは、どの様なものか?復習して
おきましょう。 


(1)電波とは?
電波とは、アンテナに高周波電流(周波数の高い交流
)を流しますと、 アンテナの周りに 磁気の力がおび 
が出来ます。
磁界の強さは、アンテナに流れる電流が交流で有る為
に磁界の”強さ”と”向き(磁気の力が働く方向)”  が変
わります。
すると静電気の力がおよぶ範囲、 これを 電界と言いま
すが、その電界の”強さ”と”向き”の変化が生まれます


電界の変化は、磁界の変化を生みます。
磁界の変化は、電界の変化を生みます。

この繰り返しが電波です。
電波の様子を絵にしたものが、下の図です。

赤が電界で、緑が磁界です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期法規第5章無線設備 (2)義務航空機局の有効通達距離

          第5章無線設備
        (2)義務航空局の
          有効通達距離
      斜体文字は、法規の用語の
       ページを参照して下さい。


今回は、 義務航空機局 の 有効通達距離についての お
話です。
義務航空機局 とは、航空機に航行の為の無線設備を設
置しなければならない 無線局の事ですが その定義につ
いては、「法規の用語のページ」を参照して下さい。

義務航空機局 には、その局が輻射する電波の到達距離
が定められています。これは、確実に航空局や他の航空
機局との通信を確保する為です。

この有効通達距離が 定められている設備には、 以下 の
物があります。
1.118[Mhz]~144[Mhz]の電波を利用する無線設備で
  電波型式がA3Eの送信設備。
2.ATCRBS(Air-Traffic Control Radar Beacon System
    :航空交通管制レーダー・ビーコン・システム) の内、
  航空機に開設されるATCトランスポンダー
3.航空機に設置するDME及びタカン(TACAN:Tactical
    Air Navigation System。VORの軍用版です)。

以上の送信設備では、370.4[km]以上。

   D=3.8sqrt(h) [km]

※sqrtは、平方根

hは高度で、当該航空機が飛行する最高高度をメートルで
表しています。

以上の式のDが370.4[km]以下の場合は、求められたDの
値以上となります。
例えば、最高飛行高度が400[m]の場合、400 の平方根に
3.8を掛けた結果を単位を[Km] としますので76 [km]となり
ます。
次に、航空機用気象レーダーの送信設備の場合は、当該
航空機の 最大巡航速度により 有効通達距離が定められ
ています。

次回からは、無線従事者につていのお話です。

 今回は、 義務航空機局 の 有効通達距離についての お
話です。




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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期法規第5章無線設備 (1)電波の型式

             第5章無線設備
             (1)電波の型式 
           斜体 文字は、法規の用語
         解説のページを参照して下さい。 


今回から無線設備のお話を致します。
無線通信士の試験では、通信の仕方に関する法規定が中心にな
りますが、無線技術士の場合、技術操作が主な仕事になりますの
で、今回お話をします無線設備が試験の中心になります。
この様に電波法の中心は、 通信の仕方について定めた ”無線局
の運用”と無線設備について定めた”無線設備”になります。
通信士の場合も、”無線設備”について、有る程度、法律の定めを
知らなければ、なりません。
勿論、通信をする上で必要最小限度です。
今回お話をします電波の型式とは、搬送波の変調方式や伝えられ
る信号の種類とチャンネル数(アナログ?かデジタルか?はたまた
、それらのチャンネル数)と具体的な信号の中身(音声かTVかFAX
か等) をアルファベットと数字で表したものです。
電波型式は、以下の様に2つのアルファベットとその間の数字で構
成されています。


当講座の姉妹校にTOITAの「航空無線通信士受験クラブ」と言うブ
ログがありますが、そちらでは、そのブログを検索した時の 検索ワ
ードが分かる様になっています。
その検索ワードに「電波型式の覚え方」と 言うものがありましたが、
電波法は、 ハードと通信方法を規定する法律ですので、覚え方で
なく
ハードを理解する事が重要です。
理解すれば、 記憶に残りますが、 何かに関連付けて覚えると言う
様な記憶方法に頼っていては、正しく、記憶に残りません。

電波の型式は、無線技術士の場合、 重要ですので毎回の様に出
題され、その範囲も広いのですが、航空無線通信士の場合は、無
線通信が主の業務ですので、航空無線に 使用される範囲の電波
型式を知っていれば充分です。


(1)最初の文字

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第5章FM送受信機 (4)FM受信機の構成

         第5章FM送受信機
        (4)FM受信機の構成

今回は、FM受信機の構成についてお話をします。
お話を簡単にする為に、 現在主流となっていますダブル・スー
パー・ヘテロダインでは、なくシングル・スーパー・ヘテロダイン
でお話をします。
お話の内容は、AM(DSB)受信機の復習となる部分が多く有り
ますが、 FM 受信機特有の回路が有りますのでその違いを理
解して下さい。
また、同じ点は、AM受信機の復習として下さい。

  


1.高周波増幅器
  空中線で捉えた微弱な電波(空中線の長さにより受信出来
  るおおよその周波数が決まります。) の内、 目的の周波数
  を増幅する回路です。

2.局部発振器
  高周波増幅器で増幅した目的の周波数の電波を中間周波
  数に変換する為に使われます。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第5章FM送受信機 (3)FM電波の復調

           第5章FM送受信機
           (3)FM電波の復調 


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
検波器と言いますが、 FM の場合だけは、 FMの復調器の
事を周波数弁別器と言います。 
今回は、FM変調さららた電波からどの様に元の音声信号を取
り出すかと言う事についてお話を致します。

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

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第5章FM送受信機 (2)FM送信機の構成その2

           第5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。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第5章FM送受信機 (2)FM送信機の構成その1

       第5章FM送受信機の構成
       (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。
先に、位相変調と書いてあるのが、 おかしいと思った方
もいらっしゃると思いますが、FMの送信機に位相変調器
が必要な訳は、後ほど、お話致します。
 
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 を搬送波の周波数: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
  数の安定を優先させる為、 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
  される電波の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、間接周波数変調をする為なのです。
  それでは、 間接周波数変調と位相変調とは、 どの様
  な関係に有るのでしょうか?
  実は、積分回路に音声信号を通してから位相変調をし
  ますと、FM変調が得られるのです。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第5章FM!送受信機 (1)FM変調とは?

         第5章 FM送受信機
          (1)FM変調とは? 

航空業界を目指す皆様が 使用される事になる 電波の変
調方式は、 振幅変調、SSB、そしてFM 変調です。  空中
線や航法支援装置の知識は、不可欠ですが、それと並ん
で通信をする為の変調方式を知る事が重要になります。
以上の変調方式を 3つ合わせますと 毎回の試験で 航法
支援装置と同じくらいの数の問題が出題されています。
無線従事者試験では、その資格毎に 必要な事柄が一番
出題されると言う事です。

と言う訳で今回から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 やアナログ衛星放
送の映像と音声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。
一般的には、ステージ上の歌手や TVのスタジオで喋って
いるタレントさんとかが 胸に付けているマイクとして目にさ
れています。
あのマイクは、 ワイヤレス(無線の意味)・マイクで FM 変
調方式の一種の送信機です。

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変調である事をお伝えしおきます。
また、皆さんがあまり目にしない所では、地上の移動局(タ
クシー無線等)の通信に使用されている変調方式もFM 変
調です。(※タクシー無線もデジタル変調へ移行中です。)

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
無線通信には、 電波が使用されますが、 電波は、 伝わる
空間の媒質が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、光が空気中からコンク
リートと言う媒質へ進んだからです。
永久に消滅しない光や電波も伝わる媒質が変わると 消滅
してしまうのです。

しかし、電波がどんなに遠くへ届いても電波だけでは、何の
情報もありません。
電波に情報を載せる事を変調と言います。
電波の元となる高周波 (周波数の高い交流)が 変化させら
れる要素は、以下の3つです。
 (1)情報の大きさに比例して高周波の大きさ(振幅
   を変える。振幅変調(DSBやSSB)
 (2)情報の大きさに比例して高周波の周波数を変え
    る。 周波数変調(FM)
 (3)情報の大きさに比例して高周波の位相を変える
    。 位相変調(PM)
その他、4番目として
 (4) (1)~(3)の組み合わせ。

図-1をご覧ください。
一番上は、 音声信号で、 お話を簡単にするために単一周波
数の信号としています。
真ん中の図は、高周波を音声信号で振幅を変える方法です。
航空無線では、洋上を除くエリアでの管制に100 [MHz] 以上
の周波数の高周波を用いて変調する方式です。
この周波数帯で使用される変調方式は、振幅変調です。

搬送波を音声信号の大きさに従って変えています。
そして、 変調波を空中線につなぎますと電波として飛んで行
きます。
受信側では、 搬送波の振幅の変化分(音声信号)だけを 取
り出します。
この様に搬送波を変化させる事で 離れた所へ 信号を送る事
が出来のです。


一番下の図は、高周波の周波数を音声信号で変える方法で
す。
信号のレベルが大きくなると搬送波の周波数が高くなり信号
のレベルが小さくなると 搬送波の周波数が低くなっています

周波数が高い部分では、 搬送波の時間変化が ”” になっ
ています。
周波数が低い部分では、 搬送波の時間変化が ”” になっ
ています。
これがFM変調です。

図-2をご覧ください。
変調方式とノイズ
振幅変調では、  搬送波に 搬送波より大きいノイズが 重なっ
てしまいますと、搬送波から信号を取り出す(検波または、復
調といいます。)と音声信号とノイズが一緒に再生されます。
これは、 搬送波の振幅の変化分を音声信号として取り出して
いる為で、 ノイズの振幅と 音声信号の振幅を 受信機が識別
出来ないからです。
一方FM変調では、検波してもノイズが出てきません。
これは、  搬送波の振幅には、 音声信号が含まれていない為
です。

次回は、FM送信機の構成についてのお話を致します。 


テーマ:航空無線通信士受験クラブ - ジャンル:学校・教育

TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期法規第4章業務書類 (2)業務日誌の記載事項

             第4章業務書類
         (2)業務日誌の記載事項他
        斜体 文字は、法規の用語解説
          のページを参照して下さい

前回、 航空機局 航空機地球局 に備付けるべき業務書類の
お話を致しました。
ここで大切な事は、 航空局 及び航空地球局では、ない事です。
昔と違い、 今は、 無線局の種別により添えな付けるべき業務書
類が違います。
次回の試験で重要と思われるのは、航空機に開設される前者の
局に備付けるべき業務書類です。
さて、今回は、これまた、重要な業務日誌の記載事項のお話と無
線局免許の掲示のお話をいたしますが、その前に 前回お約束い
たしました、世界協定時刻のお話をいたします。

1.世界協定時刻
  時刻は、私達が生活する上で必要です。  その時刻の考え方に
 は、2つ有ると思います。
 1つ目は、私達の生活のリズムに合っている。
 これは、 明るくなったら起き、 暗くなったら 寝ると言う事ですが、
 これは、私達の本来の生活のリズムとは、 合っていますが、季
 節により  昼間と夜の 時間が 違いますので 時刻も季節により
 変わります。
 時間とは、時刻と時刻の間の長さです。
 そして、時刻は、正に、その一瞬一瞬を指します。
 2つ目は、何時(いつ)でも変わらない時間です。
 1つ目程では、ありませんが、星の動きを元にしたGMT(グリニッ
 ジ標準時)と言うものがあります。
 経度0 度のロンドンのグリニッジ天文台の有る所の時刻を標準
 としたもので日本とは、 9 時間の時差を持ちます。
 GMTの場合、地球の自転が変化しますので、何時でも同じ時間
 では、 ありませんが、 地球の1回転が1日ですから1つ目の考え
 方には、近いものです。
 2つ目の考え方に合うものは、原子時計です。
 しかし、原子時計の時刻とGMTの時刻は、 永い間には、大きな
 ずれとなって、朝の8時でも真っ暗と言う事にもなりかねません。
 そこで、原子時計の刻む1秒と同じで、GMTとの差が0.9秒になっ
 た時、閏秒を入れたり、引いたりしてGMTの時間と合わせたもの
 を世界協定時UTC)と言います。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期法規第4章業務書類 (1)航空機局が備える業務書類

          第4章業務書類
        (1)航空機局又は、航空
       機地球局が備える業務書類
       斜体文字は、法規の用語解説  
        のページを参照してください。 

 
今回お話を致します、 備付けるべき業務書類と次回お話を致しま
す。業務日誌の記載事項は、ほぼ、毎回の試験に出題されます。
どちらか、一方だけの時もありますが、 両方の問題が出題される
事の方が多い様です。
また、業務日誌では、航空機に開設された局と地上に開設された
局の場合、違いますので、その違いを理解しておく事が必要です。

備えておくべき業務書類は、法律の改正で、かつては、 無線局の
種別によらず(備える事が合理的でない局を除く)数種類の同じも
のを備えなければ、なりませんでしたが、 今は、 無線局の種別に
より違い、また、共通して殆どの書類の備え付けが不要となりまし
たので、独自に調べて勉強される方や古い参考書をお使いの方は
注意が必要です
参考書をお買いになる方は、最新のものをお買い求め下さい。

それでは、航空機局 及び航空機地球局 に備付けるべき業務
書類のお話を致します。

無線局が運用を開始する為には、 総務大臣または、総合通信局
長が行う検査を受なけば、なりません。
そして、検査に受かれば、無線局の免許が与えられます。
しかし、 総務大臣または、総合通信局長は、免許を与えてその仕
事が終了した訳では、ありません。
定期検査を行い、 無線局が 正しく運営されているか 監督する義
があります。
それでは、その他の定期検査と定期検査の間は、どの様に監督す
るかと言う事なります。

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         第4章DSB送受信機
        (3)DSB受信機の構成
              その2


前回迄は、 電波と言う高周波を捉え周波数を変換して増幅する
所迄のお話でした。
前回の最後にお話した所は、中間周波数増幅器で、まだ、周波
数が低くなったと言っても、高周波です。 今回は、この高周波か
ら音声信号を取り出す検波器からのお話です。


   
6.検波器( Detector )
  航空無線では、118 [MHz] ~ 137 [MHz] の周波数を使用し
  ています。
  図-10の最初の中間周波数増幅器の周波数は、10.7 [MHz]
  です。
  第二の中間周波数増幅器の周波数は、455 [kHz] です。
  118 [MHz] ~ 137 [MHz] の間の周波数から 選ばれる 受信
  周波数は、最終的に全て455 [kHz] に変換されるのですが、
  455 [kHz] と言う周波数も、高周波と呼ばれるのに十分な高
  い周波数です。
  それに比べて電波に乗せて送られて来る音声信号は、遥か
  に低い周波数で 低周波と呼ばれます。 英語では、Audio 
  Frequencyと呼ばれます。


  航空無線の場合は、数十[Hz]~3 [KHz]です。


  DSB では、 搬送波の振幅が 音声信号の大きさで変化させ
  られています。
  455 [kHz] のDSB から音声信号を取り出すのが検波器です
  。

  図-11 に検波の原理を示しておきます。
   




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         第4章DSB送受信機
          (3)DSB受信機の
           構成その1


今回と次回の2回に分けて、受信機の代表的な方式である
スーパーヘテロダイン受信機の動作(構成)についてのお話
をします。
前回、 送信機の発振回路で発生させた高周波の振幅を音
声信号で振幅変化をさせた変調波をアンテナへ繋ぐ事で音
声を遠くへ送る事が出来ると言うイメージが出来た事と思い
ます。
私が中学生の頃は、その知識を元に送信機を作り実践する
環境が社会に有りましたが、今は、なかなかそうもいきませ
んので想像をして頂き、 免許を取って通信をする時に実感し
て頂く事になるかと思います。

さて、送信については、 ある程度、 イメージされた事と思い
ますが、飛んでくる電波からどの様に音声を取り出せばよい
のでしょうか?

ここからは、 先に述べました 受信機の受信方式の1つであ
るスーパー・ヘテロダイン方式についてお話になります。


受信機の方式には、 スーパーヘテロダイン方式以外にも有
りますが、50年以上前から 無線通信の為の受信機に限ら
ずTV受信機等でもこの方式が主流です。 趣味で昔の方式
の受信機を作られる等特別な場合を除き受信機は、 全てこ
の方式と言っても過言では、ないと思います。
勿論、携帯電話の受信部もスーパー・ヘテロダイン方式です


試験には、それぞれの資格にとって 重要な事柄が良く出題
されると言う事をお話していますが、 当然、 無線通信を行う
航空無線通信士にとって、 受信機は、無くては、ならない物
ですので良く出題されます。

それでは、 スーパーヘテロダイン方式とは、 どの様な 方式
の物なのか見ていきましょう。
そして 最後にスーパーヘテロダイン受信機の動作全体を振
りかえってみます。

空中線と電波伝搬の章で空中線から電波を輻射する原理を
お話しましたが、空中線には、可逆性があり、 受信にも使え
ます。
空中線は、 使用する周波数に同調しています。 その為、TV
のアンテナを例にとりますと、数年前に終了しましたアナログ
放送のアンテンは、 VHF帯 (地域により違いますが、  概ね、
都市部の場合)で、 現在の地上デジタル放送の UHF帯の ア
ンテナより大きいものを使用していましたが、これは、周波数
が低いからです。
空中線は、その空中線の大きさにより決まる  共振周波数の
前後の 周波数の電波が到来しますと、空中線に電圧が誘起
します。
電波には、波長(:λと表されます。)と言うものがあります。
電波の速度:v は、30万[Km/s] です。
航空無線の周波数を計算し易い様に  100 [MHz] ( 1 x 10^8 
) として波長の長さ:λを計算してみますと
 
    λ = 3 x 10^8 ÷ 1 x 10^8
            = 3 [m]

になります。次に、携帯電話の波長;λを計算してみます。
計算しやすい様に携帯電話の周波数を 1[GHz] ( 1 x 10^9 )
としますと

    λ = 3 x 10^8 ÷ 1 x 10^9
      = 0.3 [m]

となります。
周波数が違うと アンテナの長さが違う事がお分かり頂けたと
思います。
こらからのお話は、この誘起した電圧を増幅するところからで
す。


 


 


    

(注:図面番号が前回から飛んでいますがその間の図面は、ありません。)


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第4章DSB送受信機 (2)DSB送信機の構成その2

                     第4章DSB送受信機
        (2)DSB送信機の構成その2


今回は、DSB送信機の構成の続きで励振増幅器からお話
いたします。
  
前回に続き図-2をご覧ください。

(4)励振増幅器( Drive Amplifier )
  周波数逓倍器の信号を電力増幅器で
必要な電力に増
  幅する為
予め有る程度増幅する回路です。
  ( この後にお話します電力増幅器で必要な電力を得る
  ためには、 有る程度の大きさに信号を電力増幅器して
  おく必要があります。 例えば、周波数逓倍器の出力が
  1 [mW]{1 [W] の1000分の1}とした時、その信号を電力
  増幅器でいきなり数 [KW] と言う程の 増幅率は取れな
  いのです。)

(5)電力増幅器
  試験では、 電力増幅器 と呼ばれていますが、 通常

   段電力増幅器
と呼ばれます。
  終わりの段ですので良く Final (stage) とも呼ばれます
  。
  励振増幅器の出力を 所要な電力に増幅する役目があ
  ります。
  航空無線では、VHF帯の振幅変調の電波では、10 [W]
  (グランド・コントロール等)~ 2 [kW](洋上管制の場合) 
  の電力迄に増幅します。
  放送局などでは、数十[KW] ~数百[KW] まで増幅しま
  す。
  又、 電力増幅器では、 変調増幅器からの 音声信号で
  振幅変調を行います。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学第4章DSB送受信機 (2)DSB送信機の構成その1

        第4章DSB送受信機   
         (2)DSB送信機の
          構成その1


今回と次回の 2回に分けて前回迄の知識を元に DSB送信
機の構成についてのお話をします。
構成その1では、水晶発信器から周波数逓倍器迄のお話を
します。  DSB送信機には、 高電力変調方式と 低電力
調方式
が有りますが、今回は、低電力変調方式を割愛しま
す。


  
  図-2の左上からお話をします。
(1)水晶発振器 
  送信周波数が変化してしまいますと、受信する側は、送
  信される周波数に受信周波数を合わせ続けなければな
  りません。  航空無線の場合、 受信周波数は、切り替え
  式ですので送信周波数のづれが大きくなりますと受信で
  きなくなります。これは、TV放送の場合も同じで、皆様の
  ご家庭にありますTV受像機も受信周波数が 切り替え式
  ですので、もし、 送信周波数が大きくづれてしまいますと
  受信できなくなります。よって、送信機で作られる高周波
  には、 高い周波数安定度が求められます


  その為、 安定した周波数の振動をする 水晶振動子を使
  用した水晶発振器が用いられます。
  幾つかの周波数の内の 1つ を 切り替えて送信する場合
  (航空無線やアマチュア無線等) 
には、 水晶振動子で作
  られる 安定した発振周波数を元にして 安定したいろいろ
  の周波数を作るシンセサイザー(PLL)が用いられます。

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