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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18期工学第2章航法支援施設 (4)パルス・レーダーその2

                     第2章航法支援施設
      (5)パルス・レーダーのMTI の原理

今回は、MTIのお話をします。
と言っても何の事やらお分かりになりませんね。
それもそのハズです。
先ほど、ネットを見て周りましたが MTI が何の訳であるか位
は、書いて有りましたが、原理かについては、書かれいませ
んでいした。
さらに受験参考書には、MTI の文字さえ載っていませんでし
た。
しかしながら、 航空無線通信士の無線工学の問題として出
題されていますので、ここで勉強しておきましょう。

1.MTI とは?
 MTI とは、Moving Target Indicator の訳です。
 前回、 パルス・レーダーの原理お話をしてきましたが、そ
 こまでのお話ですと、 山や建物等の移動しない目標物と
 航空機の様に移動する目標物との識別がつきません。
 そこで使用されるのが MTI と言う機能です。

2.MTI の原理
 
                図-1

  図-1をご覧下さい。
  一番上の”検波出力”とは、レーダーの受信機で目標物
  からの反射電波を受信して検波した出力の事です。
  青のパルスは、固定した目標物からの反射波です。
  そして、緑のパルスは、移動目標物からの反射です。
  ここで、注目して頂きたいのは、緑のパルスが 1 つおき
  に極性が”+”、”-”と逆になっています。

  何故、そうなるのでしょうか?
  固定目標物からの反射波は、何時も、同じ所から反射し
  て来ますので位相が変わりません

続きは、記事をお買い求めの上お読み下さい。

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皆様は、高校や大学の受験の為に塾で勉強された事と思いま
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それは、独学では、無理だからです。
航空無線通信士の試験の内容は、皆様方の多くの方にとって、
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その様な理由から当塾は、2007年10月 に講座を開講しまし
た。
当講座では、平成27年11月18日現在延べ355,000人の方々
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (4)パルス・レーダーその1

         第2章航法支援施設
       (4)パルス・レーダーその1

今回と次回に分けて、パルス・レーダーのお話をします。
今回、パルス・レーダーのお話を致しますのは、本題のMTIの
お話をする為の下準備の為です。 


 

              図-1
今回お話をしますレーダーは、一次レーダーと言いまして一般
的に皆さんが思い浮かべる物だと思います。
その仕組みも大体お分かりだと思いますが、 図-1 を見ながら
確認してみましょう。
真ん中は、搬送波(高周波)でアンテンにつなぎますと電波とし
て飛んで行きます。
上の赤い線は、パルスを示しています。
このパルスが有る期間(Aで示す期間)だけ、 電波が出る様に
します。
この時、電波として輻射されるものは、図-1の一番下です。
パルスのAをパルス幅と言います。
そしてTと書いてあるう部分をパルス繰り返し周期といいます

つまり、パルス繰り返し周期の間隔でパルス幅の時間だけ電
波が輻射されると言う事になります。

レーダは、 電波を輻射し、 対象物で反射した電波を受信しま
す。 この時、 電波を輻射してから対象物で反射して来た電波
が受信されるまでの時間で距離を求めます。 電波は、光と同
じ速度で飛びますので、 時間を測定すれば、 距離が分かると
言う事です。

レーダは、電波をパルス幅の時間だけ輻射して次の電波を輻
射するまでの時間受信状態になります。
もし、電波を出しっぱなしでしたら仮に別のアンテナで受信した
としても、どの部分が戻ってきた電波か分かりませんね。

そして、 この電波の輻射と受信の為に パラボラ・アンテナを使
います。
パラボラ・アンテナとは、 皆様がTVなどで見る事のある電波天
文台などにある大きなお椀型のアンテナです。
また、身近な所では、衛星放送を見る為のアンテナもパラボラ・
アンテナの反射板の曲面の一部を使用したものでパラボラ・ア
ンテナの仲間です。
このレーダ・アンテナは、空港や船でも見る事が出来ます。
(船の場合は、別の種類のアンテナを使用しています。)
ご存じの様にクルクル回転しています。
受信された電波は、 丸いブラウン管に輝く点として 表示されま
す。ブラウン管の真ん中からブラウン管の淵へ行く程、 対象物
迄の距離が遠い事を表します。

また、先ほど、アンテナがクルクル回ると言いましたが、 ブラウ
ン管の真ん中から淵にかけて真っすぐな輝く線が表示されます

その輝線は、画面の中心を支点としてクルクル周りますがアン
テナの向きと一致しています。
つまり、レーダーは、対象物迄の距離と同時にその方向を知る
事が出来ます。

次回は、ドップラー効果とレーダーの付属機能であります、MTI
についてのお話を致します。 




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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (3)ASDE

                第2章航法支援施設
         (4)ASDE


今回は、ASDE のお話です。と言っても何の事かお分かりにな
ないと思います。航法支援施設は、 この様にアラファベットの組
合せで言われますので、 何の略か分かりませんと 覚えようが
有りません。


ASDE とは、Airport Surface Detection Equipment :
空港面探知レーダの事です。
航法支援施設の名称は、英語で覚えてください。

1.ASDEの用途
空港には、 滑走路、 駐機場、それらを結ぶ誘導路等があり、そ
れらの上を 航空機やバス、 飛行機をプッシュ・バックするトーイ
ング・カー等様々な車両が行きかっています。 飛行機が空港に
いる時は、色々ある管制の中のグランド・コントロールの指示に
従わなければなりません。
そのグランド・コントロールは、駐機場から滑走路迄の間の指示
をします。
グランドコントロールは、 高い場所にある管制塔から 目視で航
空機に指示を出しますが 夜間や視程不良の時には、 高分解
能のレーダにより航空機や車両の位置を知り
指示を出します。
空港内の車両は、車両占用の路以外で、誘導路や滑走路内に
入る時やそれらを横切るとき、グランド・コントロールの指示を受
けています。皆様もランプバスに乗車されたときに、航空無線を
聞かれたことがあると思います。 


2.ASDEの特徴
ASDE は、  ASR や ARSR と同じ1次レーダー(1次レーダー
とは、電波を輻射し、 目標物からの反射電波を捉えて、目標物
の方位や距離を知るレーダー)です。それらと比べますと、 探知
範囲が狭いのですが、航空機と車両の位置関係を確認する為、
距離と方位の分解能が高いのが特徴です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (2)ILSその4

          第2章航法支援施設
            (2)ILSその4


今回は、 ILS の最後として大型機における ILS の計器と使い
方を見ておきましょう。

  
上の絵は、マイクロソフト社のフライトシュミレーション2004のBoeing 777-
300のコックピットです。前方に言える空港は、hamaさん制作の中部国際空港
です。


Boeing747-100 の頃は、小型機の様なアナログの計器が沢
山並べられていました。
現在の航空機のコックピットは、 グラスコックピットと 呼ばれ
電子的な表示になっています。表示は、CRT(一昔前のパソ
コンのモニターに使用されている ブラウン管の事です。 ) や
LCD(液晶表示器)で行い、 画面を切り替える事で様々な表
示が出来ます。
左の大きなディスプレイは、PFD(Primary Flight Display)と呼
ばれ、航空機の姿勢・機首の方向・速度等を表示します。
右側の大きなディスプレイは、 ND (Navigation Display) と呼
ばれ、 VOR 局の方位・滑走路からの左右のづれ・グライド・
パスに対する機体の位置などを表示します。

 
NDをもう少し詳しく見てみます。  右上の CRS356 と書いて
あるのは、中部国際空港滑走路36の 正確な方位です。
CRSと言うツマミに連動していて、パイロットが着陸する滑走
路のデータを元に正確な方位に手動で合わせます。
画面真ん中の楕円で示してあります部分に赤紫の線が有り
ますが、この線は、CRSのツマミに連動していて滑走路の方
位を示しています。 
この図では、赤紫の線が、真ん中より少し左に有りますので
、 滑走路からの延長線を仮想しますと、 機体は、滑走路に
対して右側に居る事になります。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (2)ILSその3

         第2章航法支援施設
          (2)ILSその3


 
航法支援施設に関する技術書は、 一般的には、 国土
交通省航空局の無線従事者(第1級陸上無線技術士)
の方だけがみられる書物にしか書かれていない為にそ
の他の書物は、 勿論の事ネット上でも間違った事が書
かれています。
これから、 航空無線技術士になる方は、 この場で正し
い、原理を理解しておいて下さい。
試験の 範囲を多少超えるお話になりますが、範囲を少
し超えた知識は 、試験の際、余裕になりますのでお話
をします。
試験問題も間違う事が有ります。
その際、知識に余裕があれば、多分、出題者は、こう言
う答えを期待しているのだろうと 気を利かせて答える事
が出来ます。 重要なのは、出題者の意図に沿って答え
です。 (この事については、 クロちゃんさんの受験
体験記
にも書かれています。)

それでは、本題です。


前回 ILSシステムの概要をお話しましたその中で滑走路
から見て航空機が滑走路のセンターラインより右に居る
時は、90 [Hz]の信号が、左にいる時は、150 [Hz] の信
号がそれぞれ強く検波され、そして、センターラインの延
長線上に居る時は、90 [Hz] と150 [Hz] の信
号が 同じ強さで検波されると言うお話をしました。
今回は、その理由について少し、お話をします。
下の図は、 パワー・スペクトラムと呼ばれ、 横軸が周波
数で高さは、 それぞれの周波数毎の 電力を表していま
す。


上の図をご覧ください。 ローカライザーから直陸して来る
航空機へ輻射される、 3 つのビーム (電波の輻射される
幅が狭い場合 、ビームと表現します。)の中身を表してい
ます。皆様は、ロー化ライザーの後にいて、前にローカラ
イザー、その前に滑走路、そしてその先から航空機が 降
下して来ると思って下さい。 皆様から見て滑走路の 真ん
中方向へは、図の真ん中のビームが、左側へは、左下の
ビーム、そして、右側へは、右下のビームが輻射されます
。  図の一番上のビームは、 滑走路の延長線と合わせて
輻射される電波ですので90 [Hz] と 150 [Hz] の正弦波で
振幅変調された電波です。

~中略~

さて、 次回は、ILSその2 で小型機の場合の ILS の計器につ
いてお話をしましたので 大型機の場合、どのような計器に表
示されるかを見てみます。


※航法支援施設の写真は、CQ出版社のRF WORLD の HP
 をご覧ください。
 私TOITAが書きました 航法施設の 記事と写真の一部が
   紹介されていますので下のURLを  クリック して見て下さ
 い。

http://www.rf-world.jp/bn/RFW07/RFW07A.htm




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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (2)ILSその2

                    第2章航法支援施設
         (2)ILS その2

前回から4回に分けて、ILS のお話を致しています。
ILSとは、(Instrument Landing System)計器着
陸方式の事です。
飛行機は、離陸する時と着陸する時が一番危険だと言
われてます。着陸の事を緩やかな墜落と言う位です。
広島空港の アシアナ機の事故では、 局所的に発生す
る上昇気流の 直ぐ後の下降気流をセットとしたダウン
バースにより上昇気流に遭遇し、下降の為の操作をし
た後、下降気流に遭遇して、必要以上に降下した為に
ローカライザーにぶつかった事故の様です。
さて、広い空を飛んで来た航空機は、空の広さに比べ
て僅か 60[m] 程度の幅の滑走路の真ん中の白線(雪
国では、黄色)上に着陸する事が出来ます。
例えば、 降下して来た航空機が 低い雲の中に入り見
通しが悪く、滑走路が見え無い時があります。 それで
も、航空機は、見えない滑走路へ向かって着陸を続け
ます。 
やっと滑走路迄が見えた時には、 滑走路迄の距離が
時間にして1~2分と言う事もあります。
皆様が、乗っている飛行機のパイロットは、 天候の悪
い時に実は、滑走路が見えないまま、時速300 Km 程
の 高速で滑走路目掛けて飛行している事があるので
す。


霧で 数m先が見えない時、 高速道路を高速で走行し
ている様なものです。
それでも、滑走路の白線上に直陸する事が出来ます。
その着陸を助けてくれる のが ISL です。 非常に 重要
な航法支援施設です。その為、試験には、 良く出題さ
れます。 
今回は、フライト・シュミレーションソフトを使って ILS を
体験してみます。

今回、使いますソフトは、 Microsoft 社の Flight Simu-
lator 2004  です。

着陸しますのは、仙台空港の B滑走路です。今回の機
材は、セスナ172 スカイホークです。
通常ですと、 小型機用は、 A滑走路を使用するのです
が、ILS が有りませんので 中型機が使用します B滑走
路へ着陸してみます。

絵が小さくて見にくいのですが、画面中央上部の海岸
線より少し上に濃い緑の所がありますが、そこが仙台
空港です。
仙台空港の B滑走路の諸元は、以下の通りです。

 長さ   :3000[m]
 幅   : 45[m]
  方位  :271°
 周波数 :111.7 [MHz]
識別信号:ISD

諸元でも書きましたが、滑走路の幅は、45[m] です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (2)ILSその2

            第2章航法支援施設
                (2)ILSその1

今回から4回に分けてILSのお話をします。
2015年4月に広島空港で韓国の旅客機が ILSに衝突すると
言う事故が有りました事をご記憶でしょうか?当時は、航空
機の着陸における電波誘導に関心を持って頂けた事と思い
ますが事件事故が毎日の様にありますので、お忘れの方は
、 当時の事を思い出しながら これからのお話をお読み頂き
たいと思います。 


ただ、TV の報道の中には、正しくないものもありましたので
、今回は、ILSの構成から先にお話をする事としました。



1.ILS の働き
ILSには、大きく分けて3つの役割が有ります。 1 つは、滑走
センター・ライン上に航空機を導
くこと。
2つ目は、適正な降下率で着陸させることです。
ラジコンの飛行機を飛ばした経験のある方や フライトシュミ
レーションの経験のある方ならお分かりになると思いますが
、衝撃の無い滑らかな着陸をする為には、 適正な降下率で
降下する必要があります。 降下率が大きければ、滑走路に
接地した際に、 航空機の車輪を 破損してしまうかも 知れま
せん。 また、降下率が小さければ、滑走路の長さの中間近
くで滑走路に接地する事になり オーバーランしてしまうかも
知れません。 
適正な降下角度は、3°です。
そして、3つ目は、航空機から滑走路迄の距離を伝えること
です。

2.ILS の構成
ILS は、記事の2-1項から2-3項までの3種類の施設を1組み
として構成されています。 先ほど、Google earthで広島空港
を見たのですが、航空写真が古く、事故機がまだ、映ってい
ました。 しかし、分かりづらかったので、 伊丹空港をご覧に
なりながら これからの記事をお読みになると より理解が進
む事と思います。
Google earthで ”伊丹空港” を検索しますと滑走路が2本見
えます。 画面手前の滑走路が 大型機用で画面の方位を変
えずに滑走路の右の端を見て頂きますと滑走路上に "32L"
と書かれています。
滑走路の呼び方は、滑走路に書かれた数字を添えてrunway
32 とかranway14 と呼ばれます。(福岡空港でしたら runway
16 と runway34 です。) 
runway32L とは、方位が320°方向へ向いての離直陸位置
を示し、”L” は、2本ある滑走路の 左側である事を示してい
ます。それでは、画面を250[m] 程戻りますと分かりずらいの
ですが、滑走路左脇に赤と白の市松模様の箱の様なものが
2つありその直ぐ右に 同じく赤と白に塗り分けられた鉄の柱
の様な物があります。これが、2-2項でご説明しますグライド
・パスです。 
それでは、滑走路を一気に左端迄行ってみます。
滑走路上には、”14R”と書いてあります。 これは、南の方か
ら伊丹空港を見た時、 方位140°方向へ離直陸位置で2 本
ある滑走路の右側である事を示しています。 滑走路の端か
ら更に120[m]程左を見ますと赤色の横長の構造物が見えま
す。これが、2-1項のローカライザーです。 


それでは、各施設を細かく見てみましょう。 


       
2-1.ローカライザー(Localizer)

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (1)VOR/DMEその5

        第2章航法支援施設
          (1)VORとDMEその5



前々迄に航空機から見たVOR局の方位が分かる仕組み
をお話いたしましたので今回は、VOR の使い方をお話致
します。


1.小型機のVOR計器
図-6を見ながら、以下の説明を読んで下さい。

  
伊丹空港(大阪空港:RJOO)のVOR を例にお話いたしま
す。
貴方の操縦する航空機が 伊丹空港の周辺を飛行中とし
ます。
受信機の周波数を 113.9[Mhz] に合わせますと、伊丹空
港のVOR 局の 識別符号である OWE が可聴音のモー
ルス符号で ---  ・--  ・  (ツーツーツー   トツーツー  ト)   
と聞こえてきます。
これで伊丹のVOR 局を受信している事が分かります。


次に図-6 の左下のツマミ (OBS と言います)を回して図
図の様に白い針が上を軸として 真っ直ぐ下を向く様にし
ます。 
その時、目盛の上の値が貴方の航空機から見たVOR局
の方位です。
図-6では、 メータの上が Nになっていますので、 伊丹空
港のVOR は、真北にある事になります。すなわち、 貴方
は、VORの真南にいる事になります。
真ん中の白い針をCDI (Course Deviation Indicator)
と言います。 CDI は、上の端を軸として下の端が左右に
れる様になっています。


仮にCDI が少し、図-6より右に振れていたとしますとVOR
から真南に引いた線より少し、西側にいる事になります。

ここで、チョット注意ですが、図-6では、機首も真北に向い
ていますが、CDI が真っ直ぐ上を向いているからと言って
も、これは、貴方の航空機がVOR の真南にいる事を示し
ているだけで 機首の方向を示している訳では、 有りませ
ん。
機首の方位は、コンパスで確認します。
さて、もう1つ 計器の中で説明する必要のある物がありま
す。
図-6のCDI の右の三角形に注目して下さい。
三角形の頂点が上を向いています。これは、TO/FROM
の表示で、上を向いている場合は、VOR 局の
手前にいる事を示します。三角形の底辺をに対して頂点
の向いている方向がVORの方向となります。
VOR の上を通過しますと 三角形の頂点は、 下を向きま
す。


2.大型機のVOR計器
 
上の絵は、 マイクロソフト社のフライトシュミレーション2004の Boeing 
777-300のコックピットです。前方に見える空港は、hamaさん制作の中
部国際空港です。



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 --- 受験塾からの重要なお知らせ ---

皆様は、高校や大学の受験の為に塾で勉強された事と思いま
す。
それは、独学では、無理だからです。
航空無線通信士の試験の内容は、皆様方の多くの方にとって、
今迄に勉強した事の無い分野だと思います。よって、余計に塾
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その様な理由から当塾は、2007年10月 に講座を開講しまし
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (1)VOR/DMEその4

        第2章航法支援施設 
                    (1)VORとDMEその4


今回は、 通常 VORと併設されて VOR 迄の距離を知るため
に使用される DME についてお話をいたします。
DME の構成と距離を測定できる仕組み、 そして、 距離を求
める式の説明をいたします。式の説明では、なぜ、12.3  と言
う数字が出てくるのか詳しくお話をいたします。

 注 赤字は、試験に必要ですので、覚えて下さい。
   青字は、余裕があったら覚えて下さい。 


DME とはDistance Measuring Equipment(ディー・エ
ム・イーまたは、デメと言います。)の事です。
DME は、 二次レーダー(一次レーダーは、発射した電波の反
射を見て対称物の位置や方向を知りますが、二次レーダーは
質問電波に対する 応答電波で必要な情報を得る)の技術を
使っています。

 
図の航空機は、kansai氏の許可を得て使用させて頂いています。
  著作権は、kansai氏に所属します。

DMEで求める距離は、航空機からDME迄の距離です。
その距離;Rは、地図上での水平距離では、有りません。
航空機は、 空を飛んでいますので、 上の図の様に航空機の
高度:h が有りますので、水平距離:L では、なくR になります

よって DME の真上を飛行しても 距離は、 高度を表しますの
で"0" には、なりません。

それでは、DMEの仕組みをお話します。
まず、航空機側のインタロゲータ(Interrogator:質問機)から
UHF帯の電波で質問パルス(2つのパルスを1組としもの)を
発射します。



図の赤の線は、1対のパルスです。真ん中は、搬送波です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (1)VOR/DMEその3

         第2章航法支援施設
        (1)VORとDMEその3

今回は、 基準位相信号の位相と可変位相信号の位相
との位相差から VOR局の方向知る VORの根幹のつい
てのお話です。

前回迄にお話を致しました事は、
(1)VORは、基準位相信号で変調した電波と可変位相
   
で変調した電波を輻射している。
(2)基準位相信号の電波は、30 [Hz] の SIN波による振
   幅変調
(3) 可変位相信号は、9960 [Hz] のSIN波で振幅変調後
  、搬送波を取り除いている
(4)基準位相信号で変調された電波は、 中央の水平面
   で無指向性のアンテナから輻射される。
(5)可変位相信号で変調された電波は、基準位相信号
   のアンテナから半径約 6.7 [m]の円周上に配置され
   た24組48本( 円の中心に対して点対象のものを 1
   組みとする )アンテナに1/30 [秒]間隔毎に切り換え
  て給電される。


以上です。

今回は、基準位相信号と可変位相信号を受信した航空
機は、どの様に VOR局のある方向を 知るかと言う方法
をお話いたします。

1.基準位相信号と可変位相信号の パワー・スペクトラ
 ム
   ※パワー・スペクトラムとは、横軸を周波数としたとき
  、 周波数毎の 電波のエネルギーがどれだけ有る
  かを表したものです。



                図-1


図-1は、前回お話をいたしました基準位相信号と可変位
相信号を受信した時のパワー・スペクトラムを示します。
Aは、Fo と言う周波数の搬送波を 30[Hz]の正弦波で 振
幅変調した基準位相信号です。
Foの上と下にFoから30 [Hz]離れた周波数に青色の線で
示した上側波帯と下側波帯があります。
側波帯の大きさは、基準位相信号の大きさによりますが、
最大でそれれぞれ、搬送波の1/2です。
また、 側波帯の周波数は、 変調する信号 (この場合は、
基準位相信号です。)の周波数だけ搬送波の周波数から
離れます。
B と C は、 Fo と言う周波数の 搬送波を 9960 [Hz] の正
弦波で振幅変調したものから 搬送波を取り除いたもので
す。
B は、下側波帯。C は、上側波帯ででそれぞれ赤い線で
示しています。
それぞれの信号は、 あたかも、 Fo の周波数の搬送波を
30 [Hz] と 9960 [Hz] の正弦波で変調した様になります。
この様に 2つの電波が1つの電波に見える様にする事を
間変調 と言い ILS にも用いられている技術です。

この B と C は、可変位相信号です。
図を良く見て頂きますと、 B と C には、 左右に矢印が付
いています。
これは、VORから輻射する可変位相信号の 9960 [Hz] が
変化する訳では、無く、VOR局から離れた所で受信します
と、 順次、可変位相アナンテナを切り換えて輻射している
為に、可変位相アンテナと 受信点アンテナ迄の距離が変
わる事による ドップラー効果が起きたことにより周波数が
変化して捉えられる事を表しています。

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す。
それは、独学では、無理だからです。
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第2章航法支援施設 (1)VOR/DMEその2

        第2章航法支援施設
        (1)VORとDMEその2


今回は、VOR の構成についてお話をします。
各航法支援施設の原理については、ネット上でも書かれ
ていますが、肝心な部分が書かれていなかったり、原理
そのものが不正確なものしか見る事ができません。
また、 残念ながら受験参考書でも 肝心な部分がボヤか
されて書いてありますので、読者には、 分かりずらく、難
しいものと捉えられてしまいます。。
曖昧な事は、記憶に残りません。
航法支援施設の曖昧な例としましては、以下の様なもの
があります。
”ローカライザーは、 滑走路に向かって左側でVHF帯の
内の1つの周波数の搬送波を 90 [Hz] で変調した 電波
を輻射し、 そして同じ周波数の搬送波を 150 [Hz] で変
調した電波を滑走路の右側から輻射する”  と言う 説明
がありますが、 同一周波数の電波を 同じ施設から輻射
する事は、 電波が干渉しあいますので 通常出来ません
ので 不正確な説明と言えます。
この様に不正確な説明が多いのは きちっと書かれた書
籍の存在を 航法支援施設の製作するメーカーやそれを
使用するお役所の極一部の人しか知らない為です。 
また、その書籍の内容は、非常に高度で、単に、航法支
援施設に興味がある程度の人には、難解すぎて理解で
きません。 


今回のお話は、受験以外で航法支援施設に興味をお持
ちの方にも分かりやすくお話をしていますので 大変貴重
な内容となっています。

なお、 各施設の写真の掲載には、国土交通省航空局の
許可が必要ですので、 掲載出来ません。 写真をご覧に
なりたいた方は、当ブログの 東海総合通信局  のブック
マーク又は、CQ出版社殿の「RF WORLDNo.7」 のブック
マークをクリックしてご覧下さい。 

それでは、 今回は、VORの構成のお話を致しますが、そ
の前に電波とは、何かを考えておきましょう。 説明には、
多くの予備知識が必要です。
初めに電波とは、どの様な物かについては、電磁気の所
でお話をしますが、 ここでは、電波を使ってどの様に音楽
や音楽・データを 伝えるかと言う事を簡単にお話します。
(正確には、電波としてアンテナから輻射される前の高周
波 をどの様に 音声や音
楽・データで変化させ  アンテナから 電波として輻射する
かと言う事です。)
電波を音声信号や音楽・データで変化させる事を
と言います。その変調方式の基本は、 以下の4通りです


  (1)電波の強さを信号の大きさで変化させる

     電波の強さを 音声信号 (以下送るべき音声や
     音楽・データを音声信号と言います。) の 大き
     さに比例した大きさに変化させる。受信側では
     、 電波の強さの変化だけを取り出す事で音声
     信号を得る事が 出来ます。
     この変調方式を振幅変調又はAM変調 と言い
     ます。
           皆様が使用する事になる航空無線で主に使用
     される変調方式がこの方式です。 

  
  (2)電波の周波数を信号の大きさで変化させる

     この変調方式は、電波の周波数を音声信号の
     大きさに比例して変化させる方式です。
           周波数変調又は、FM変調と言います。
            携帯電話も初期の頃は、 この変調方式を使っ
     ていました。 現在でも FM 放送や空港内で地
     上職員が持っている トランシーバー等の変調
     方式として使用されています。

  (3)電波の位相を信号の大きさで変化させる

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 --- 受験塾からの重要なお知らせ ---

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す。
それは、独学では、無理だからです。
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                    第2章航法支援施設
       (1)VORとDMEその1

今回から航法支援施設のお話を致します。
航法支援施設とは、 航空機が目的迄飛行する為や、
航空機が安全に着陸する為の誘導施設等をさします

無線工学の中でもパイロットや管制官にとって1 番重
要な工学の知識になります。
と言う事は、試験で1番出題数が多いと言う事です。
更に言いますと、 航法支援施設を理解していれば、
多くの得点が得られ、合格に近づくと言う事です。

各システムについて概要・原理・使い方についてお話
を致します。つまり、これらが学習のポインになります


まづ、 航法支援施設を管轄するお役所のお話から致
します。
皆様が。  パイロットになってからお世話になります 国
土交通省には、 航空局(名称は、電波法に出てくる航
空局と同じですが、 こちらの航空局は、役所の名前で
す。)と言うものがあります。
航空局とは、 航空行政を行う国土交通省の出先機関
で、 皆様が思い浮かべるのは、 管制塔で航空機に指
示を出すお役人だと思いますがその他航空局には、2
つの現業部門があります。
1つは、殆ど皆様は、意識されていないと思いますが、
夜に空港へ行きますと、 滑走路や誘導路等の 路面に
青や緑・赤等の電気が点(つ)いてiます。
その他、 皆様は、 ご存じないかも知れませんが、航空
機が滑走路へ着陸する際、 正規のグライドパスより上 
にいるか下に居るかを示す赤と白のランプのPAPI (
パピー: Precision Approach Path Indicator)が
あります。これらの灯火類の設置やメンテナンスを行う
部署です。
PAPIにつては、 試験には、出ませんが、 パイロットとし
ては、常識中の常識ですので、覚えておいて下さい。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期法規第1章 (3)免許状記載事項の訂正他

        第1章無線局の免許
      (3)免許の交付・訂正・返納
       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、無線局の免許にまつわる幾つかのテーマをお話し
ます。

1.免許の交付
  総務大臣または、総合通信局長は、免許を与えた時は
  、免許状を交付しなければなりません。 (つまり、 総務
  大臣または、総合通信局長の義務です。)

  ※総合無線局は、 情報通信行政を所管する総務省の
   地方支分部局で 北海道から九州迄の10 のエリアに
     あり、 関東を管轄する局でしたら 関東総合通信局と
   言います。 それぞれの総合通信局の長を 総合通信
   局長と言います。 なお、 沖縄を管轄するのは、沖縄
   総合通信事務所です。 


   
   注: 免許とは、やっては、いけない事をある条件下に特別
   に許可する行為。 
   免許状は、 免許を与えた証しとして役所が交付する
   の事です。



2.無線局免許の再免許の申請期間
  義務船舶局と 義務航空機局 の免許の有効期間は、
      期限ですが、 其の他の無線局は、 有効期間があり、
  引き続き運用を望む場合は、 再免許の申請をする必要
  があります。 その期間は、 免許の有効期間満了の3 箇
  月前
から 6 箇月前までの範囲
です。

      法律文章の言い方が周りくどいのですが、 「有効期間満
  了の 6ヶ月前から 3ヶ月前の範囲」と言う言い方の方が
  頭に入り易いのでコチラで覚えておいて下さい。  これが
  理解しと言う事です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期法規第1章無線局の免許 (1)開設の決定から運用開始その2

         第1章無線局の免許
       (1)無線局の開設決定から
         運用開始までその2
      斜体文字は、法規の用語解説
       のページを参照して下さい。


今回は、無線局の免許を取得する迄の流れの続きで「工
事の落成」からです。
          -----お知らせ------
前回の免許の申請~予備免許の中の記載事項につてい
は、覚えておいて下さい
そして、予備免許と本免許(免許状)の記載事項が違いま
す。 試験では、 その理由が問われますが、その理由は、
予備免許が、工事及び設備の調整・点検を目的としてい
るのに対してて本免許は、 本格的な運用を認めたもの
有る事の違いから来ている事を理解しておいて下さい。

今回の最後に免許状の記載事項を挙げておきますので、
前回の予備免許の記載事項を見直して比較して覚えて下
さい。

それでは、工事落成検査についてお話します。
予備免許を受けた者は、工事が落成した時にその旨を総
務大臣または、総合通信局長に届出 しなければなりませ
ん。

届出 ・・・・総務大臣が知っている必要のある事で個々の
無線局又は、 各無線従事者本人しから知らない事を知ら
せる行為。この場合、 工事が落成した事は、 予備免許を
貰った者 以外しりません。)

そして、以下のものについて検査を受けます。
 ・無線設備
 ・無線従事者の資格(主任無線従事者の要件を含む)
 ・時計
 ・書類
これらの検査を落成検査と言います。


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た。
当講座では、平成27年11月18日現在延べ355,000人の方々
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期法規第1章無線局の免許 (1)開設の決定から運用開始その1

        第1章無線局の免許
       (1)無線局の開設決定から
        運用開始までその1
       斜体文字は、法規の用語解説
        のページを参照して下さい。

今回から法規のお話を致します。法規で1番出題数の
多い項目は、 航空無線通信士の場合、通信が主な仕
事ですので、当塾としては、 ”無線局の運用”からお話
をしていましたが、その前にどうしても”無線局の免許”
のお話をしておかなければなりません。
その理由は、 無線そのものを 意識する機会が無くなっ
た事により 無線局を開局する事が身近で無くなった事
によります。 昔は、アマチュア無線が盛んでしたので、
無線や その為の無線局を開局する事がわりと 身近な
事でした。
”無線局の免許”は、無線工学で言えば、”電磁気”や”
電気回路”に当たる、基礎ですので、第1章として”無線
局の免許のお話をする事としました。


次にお願いなのですが、 航空無線を身近に感じて頂く
為に余裕のある方は、 2万円程のハンディー受信機を
購入して実際の航空無線を聞いたみて下さい。航空無
線に興味が出れば、勉強が進むはずです。
また、余裕のない方は、ネットで航空無線を聞く事が出
来ますので、こちらをお聞きになってみて下さい。 
※上の”ネットで航空無線を聞く”の文字をクリックして下さい。 


それでは、今回から2回に分けて無線局の開設決定~
運用開始迄の流れをお話します。
今回は、1回目として開設の決定~予備免許の付与迄
のお話しをします。

文系の皆様は、法規は、簡単だとお考えの方が多いと
思われます。 しかし、 特に電波法規は、なかなか手ご
わいのです。
その理由は、電波法規は、無線と言う工学について定
めたものだからです。 工学がわかりませんと理解でき
ません。その為、文系の皆様は、 暗記に走りますが、
法規の試験は、 法律の内容を理解しているかを 観る
試験ですので、残念ながら、暗記は、通用しません
また、 国がわざわざ暗記力を観る試験を行う訳があり
ません。

法律自体が難しい理由は、以下の通りです。
1)それぞれの法律の専門用語
2)全ての法律共通の用語
3)法律独特の言い回し
4)法律の背景

1)は、電波法でしたら”責任航空局”等。
2)は、”直ちに”等。
3)は、おいおいに観てゆきましょう。
4)は、 今後、 勉強していく内に、 どうしてこの様な法
 律が有るの?と言う思いをされる事が出てきます。

1)と2)は、当ブログの”法規の用語解説”をご覧下さい

なお、当ブロクでの斜体文字は、法規の用語です。
意味を忘れた時、いつでも、”法規の用語解説” のペー
ジで確認して下さい。
3)と4)は、これからのお話の中で説明いたします。
以上1)から4)をクリヤーしますと、電波法がドンドン頭
に入って行き楽しくなります。
事実、理系の私も電波法が、大好きです。

お話が外れてしまいましたので、無線局の免許のお話
に戻します。 

法規を理解する重要なキー・ワードに ”免許” が有りま
す。


免許と聞かれて皆様は、特段の考えは、 お持ちになら
ないと思いますが、電波法を理解する上で大変重要な
のです。
免許とは、 本来しては、 いけない事を条件の揃った場
合に
特別の許すと言う事です。 
車の運転は、万民がしては、いけない事です。
が、しかし、運転技能が認められ、道路交通法を理解し
ている人には、特別に運転が許されます。そう、免許で
す。


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 --- 受験塾からの重要なお知らせ ---

皆様は、高校や大学の受験の為に塾で勉強された事と思いま
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それは、独学では、無理だからです。
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 番外編”バラン”

          第1章空中線と電波伝搬
            番外編 ”バラン”



前回、平衡と不平衡のお話をいたしました。今回は、平衡
と不平衡のものを繋ぐ場合の変換方法の1つである バラ
についてお話を致します。
次回の試験では、出題されないと思いますが、念の為、番
外編 としてお話を致します。



それでは、その形や 原理がどうなっているのか見て行きま
しょう。

[バラン]
バランには、色々の種類がありますが、図-4は、同軸ケー
ブルを使用して作っ た物です。


図では、 同軸ケーブルの外側の導体と内側の導線のみを
描いていますので一番外側の絶縁物と内部導体と外部導
の間の絶縁物は、省略しています。
図の下の U 字形の部分がバランです。
バランの長さは、λ/2 になっています。
それでは、説明致します。
図の左上の同軸ケーブルの左側から流れて来た電流:I は
、a点で、平衡形ケーブ ルとバランへ I/2 づつ流れます。
V と書いてある下の 赤い矢印は、GND(外側の導体)から
見た中心の導体の電圧の極性を示します。
a 点 では、 矢印が上を向いていますので、 内側の導体の
電圧は、”+”です。
そして、バランに入った電流は、 a点に接続さらた部分では
、矢印が上を向いていますので同じく”+”です。
バランの出口の b点 では、バランの長さが λ/2 ですので
b 点での位相a 点に対して逆転します。


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TOITAの航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 (6)整合その2

       第1章空中線と電波伝搬
       (6)アンテナと給電線の
           整合その2


前回、アンテナと給電線のマッチング(整合)を取る必要
が有ると言う事と、整合が取れている場合と、 取れてい
ない場合では、どう違うのかと言うお話をいたしました。
整合を取る必要性は、お分かり頂けた事と思います。
それでは、 どの様に整合を取るかと言うお話をいたしま
す。

[整合をとるには?]
整合を取るとは、 給電線のインピーダンスとアンテナの
インピーダンスを合わせる事です。
それらの方法には、

  a.集中定数回路
  b.トラップ方式
  c.λ/4整合方式

が有ります。
それでは、 その幾つかを見てみます。給電線の特性イン
ピーダンスをZo 。 アンテンのインピーダンスは、 R としま
す。

集中定数回路の例

           Zo > R の場合

          Zo < R の場合

次にお見せしますのは、λ/4整合方式の例です。

Zo と R の間に λ/4 の平行2線ケーブルを入れます。
平行2線の特性インピーダンス:Zm は、

       Zm = sqrt(Zo・R)

注:sqrt とは、エクセルの書式で平方根:ルートを
  意味します。
  今後も、 エクセルの書式で記載する事が多くな
  りますので、そのつもりでいて下さい。

整合のお話をしたところで、送信機の電力を アンテナへ
送る方法には、”平衡形” と  ”不平衡形” がある事をお
話します。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 (6)整合その1

         第1章空中線と電波伝搬
         (6)アンテナと給電線の
            整合その1



今回と次回の2回に分けて、 第1章の最後として”アンテナと
給電線の整合”のお話をいたします。
ここで耳慣れない ”整合”と言う言葉が出てきましたので”整
合”とは、何か?と言う事からお話を致します。
”整合”とは、英語で ”matching” の事です。電気の世界で
マッチングと言いますと ”impedance matching” の事を
指します。
インピーダンスとは、交流に対する抵抗の様な物です。
直流に於いては、 電流を流しにく くする物は、抵抗だけです
が、交流に対しては、”抵抗”、 ”コイル”、”コンデンサー” が 
電流を妨げます。
直流の場合、 コイルは、ただの導線をスプリングの様に巻い
た物ですので、ただの導線としてしか、働きません。
そして、 コンデンサーは、 絶縁物を2枚の金属板で挟んだ物
ですので電流が元々流れません。 直流の回路では、 コンデ
ンサーは、通常、使いません(時定数回路として、コンデンサ
ーへの充電時間を利用して タイマーとしての働きをする回路
としての利用は、有ります。)。勿論、コイルも使いません。
これらのコイルやコンデンサーは、 交流の場合は、 具体的に
は、どの様に作用するのでしょうか?
まず、コイルについて考えてみましょう。
交流では、 常にコイルに流れる 電流の大きさと流れる向きが
SIN波状に変化しますので、その変化を阻止する様に逆方向
の起電力が発生しますので、交流の電流を流しにくくします。
コンデンサーについては、 どうでしょうか?すでにお話をいた
しましたが、コンデンサーは、 2 枚の金属板の間に 絶縁物を
挟んだ物ですので元々、コンデンサーの内部には、電流が流
れません。しかし、 コンデンサーの両側に繋がれている 導線
には
、コンデンサーが充電したり、放電したりする最の電子の
移動
(電流)が常にありますので、見た目には、 コンデンサー
内部に電流が流れている様に見えます。

コンデンサーに繋がる導線に流れる電流の量は、 コンデンサ
ーの容量(どの位の電荷を貯められるか?)と 交流の周波数
によります。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 (5)小電力用同軸ケーブル

       第1章空中線と電波伝搬
       (5)小電力同軸ケーブル


今回は、送信機とアンテナ又は、アンテナと受信機を繋ぐ
「同軸ケーブル」についてのお話をします。

試験では、 これからお話を致します様に 同軸ケーブルに
限らず 構造動作原理用途特性 が問われますのでそ
の全部を覚える必要があります。
赤の太字の部分が覚えなければならない所です。

[1]同軸ケーブルの構造
 図-1の一番上に描いたものが同軸ケーブルです。
 同軸ケーブルは、皆様の家のTVと壁のコンセントの様
 な、部分とを結ぶ直径が1センチメーター弱の黒いケー
 ブルですのでご覧になって下さい。
 それでは、 同軸ケーブルの一番内側から説明いたしま
 す。
 図では、同軸ケーブルを4層に分けて描いています。
 一番内側(一番右)が線です。
 その周りの白い部分(図では、銅線の左の白い部分)は
 、 ポリエチレン製で 真ん中の銅線とその周りの網状の
 銅線との絶縁の役割を果たしています。
 網状の銅線の廻り (網状の銅製の線の左)は、 ビニー
 ルで覆われています。

 注・・過去問にある様な間違った材質や構造として述べ
   られている様なものは、ありません。材質、構造共
   に、ご説明したものだけです。 


 
 真ん中の導線を“内部導体”。 外側の網状の銅線を“
 部
導体”と言います。
 
[2]同軸ケーブルの動作原理


 図-2をご覧下さい。 下の図は、同軸ケーブルを横から見
 たところです。そして上の2つの丸い図は、同軸ケーブル
 のそれぞれの場所での磁界と電界の向きを示しています
 。
 仮に同軸ケーブルの左側に送信機の出力が内部導体
 、信機のグランドが外部導線に接続されているとします
 。 (グランドとは、アースの事です。)
 そして、同軸ケーブルの右側で内部導線と外部導線の間
 に抵抗が繋がれいるとします。つまり、送信機からの高周
 波電流は、全て進行波となり同軸ケーブルに定在波が載
 らない状態です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 (4)VHF帯とUHF帯の電波伝搬

          第1章空中線と電波伝搬
        (4)VHF帯とUHF帯の電波伝搬

前回、アンテナの基本である 半波長ダイポール・アンテナの
お話を致しました。その中で、半波長ダイポール・アンテナが
どの様に電波を輻射するかのお話を致しました。
それでは、 輻射された電波が受信される迄の間、 どの様に
空間を伝わって行くか?と言うお話を致します。
ちなみに、電波の伝わりかたを”電波伝搬”と言います。
電波伝搬は、周波数により違います。
周波数の中でも皆様がたが、航空無線通信士として主に使
う事となる VHF帯とUHF帯と言う周波数バンドについてのお
話を致します。

1.VHF帯とUHF帯って何のこと?
  電波とは、3 [THz] (テラ・ヘルツと読みます: 3 x 10 の
  12乗。 以下 3 x10^12 と言う様に当塾では、今後、エ
  クセルの 書式による表記をします。) 以下の周波数の 
  電磁を言います。
  電磁波は、前回までのお話の様に 導線に交流の電流
  が流れる事で発生します。
  例えば、 スピーカを繋げば音として聞こえる様な 1 [
  KHz] (キロ・ヘルツと読みます。: 1 x 10^3) と言う様な
  低い周波数の交流でもアンテナにつなげば電波として
  飛んで行きます。
  但し、この場合のアンテナの 長さは、300 [Km]の半分
  (半波長ダイポール・アンテナの場合)[km]になります。

  周波数の区部の仕方には、 色々ありますが、その1つ
  に 3 [MHz] (メガ・ヘルツと読みます。):3 x 10^6) ~
  30 [MHz]、30[MHz] ~ 300[MHz]、300 [MHz] ~ 3
  [GHz] (ギガ・ヘルツと読みます。: 3 x 10^9 ) の様に
  10倍毎に 分ける区分方法があります。
  この区分方法の帯域の呼び方でVHFとは30[MHz]~ 
  300[MHz]の事で Very High Frequency の略称です。
  本語では短波と呼ばれます。
      超短波の下の帯域は、3 [MHz] ~ 30 [MHz] を短波帯
  と呼ぶのに対して、 短波帯を超えたと言う事で  ”超”
  がついています。
  波長は、10 [m] から 1 [m] です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 (3)ダイポール・アンテナその2

        第1章空中線と電波伝搬
      (3)半波長ダイポール・アンテナ
               その2

前回は、波長とは何か? 半波長ダイポール・アンテナの構
造は、どの様な物かと言うお話を致しました。
今回は、 半波長ダイポール・アンテナからどの様に 電波を
輻射するのか?と言うお話と”指向性”についてお話をいた
します。

半波長ダイポール・アンテナの図をもう一度 掲載しておきま
す。
                   

灰色の棒が”半波長ダイポール・アンテナ”です。
赤い線は、”給電線”。 そして、交流電源のマークは、送信
機です。


[半波長ダイポール・アンテナの輻射の原理]

図-5 の(A) と (B) そして (C) の各図の太い線は、アンテナ
です。
図の (A) には、抵抗が繋がれています。
図では、 I  と書いた電流が流れています。 電気の世界で
は、電流を” と書きますので覚えておいて下さい。

半波長ダイポールアンテナの輻射原理
             図-5

電流の横に描いた矢印は、電流の流れる向きを表していま
すが、これは、一瞬を捉えているもので、  電源が交流です
ので、 電流の向きは、時間と共に変わります。
一般の方々は、(A)の場合、電源とアンテナと抵抗が繋が
っていますので、 電流が流れる事を理解できますが、 (B) 
の様に抵抗を取り除いてしまった場合、電流は、 流れない
と考えてしまいます。
しかし、 皆様は、電流とは、”電子が動く事” と理解されて
いますので、(B) でも 電流が流れている事を理解される事
と思います。

それでは、 (B)図 の場合の電流がどの様に流れているか
を考えてみましょう。
電源から アンテナの端へ移動して行った電子は、 その先
が有りませんので、その先へは、いけません。 当然ですね

それでは、 電子は、アンテナの端に 貯まってしむのでしょ
うか?
プロレスでロープへ向かって走って行くと ロープに跳ね返
らされると言うシーンがあります。
あるいは、手から落ちたボールは、床で跳ね返ります。
もし、 床が無く、手から床までの空間が ずーっと続けば、
ボ―ルは、落ち続けます。
アンテナの 端へ辿りついた電子は、 アンテナの端で跳ね
返されてしまうのです。
この事を通常、”反射”と言います。
アンテナの端へ向かっていく電子の量は、所により違いま
す。
アンテナの位置と その場の 電子の移動量をグラフにして
みますとSIN波状になっています。
この波がアンテナの端へ向かって進んで行きます。
この波を”進行波”と言います。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 (3)ダイポール・アンテナその1

        第1章空中線と電波伝搬
       (3)半波長ダイポール・アンテナ
               その1

今回は、実際に使用されているアンテナでありながら、ア
ンテナの基本でもある半波長ダイポールについてのお話
をいたします。
まず、始めに、半波長とは、どう言う意味かを考えてみま
す。

[半波長ダイポール・アンテナの”半波長”とは?]
下の図は、前回、電波のモデルとして見て頂いた図です。

λと言う文字に注目して下さい。
ラムダ”と読みます。
例えば、 緑の電界について注目してみますとキツネ色で
示します、アンテナの所では、 大きさが ”0” で、そこから
距離が進む程、大きくなり、その後小さくなり、”0” になり
、 今度は、下方向に大きくなり、その後、 又、小さくなり、
また、”0”となります。
この間の長さを”1波長”と言います。
波長を”λ”で表します。

ここで、波長と周波数の関係を調べてみます。
周波数とは、1秒間の振動の数です。
つまり、周波数とは、1波長分の振動が1秒間に何回有っ
たかと言う事です。
周波数の単位は、 [Hz](ヘルツと読みます。)
単位は、重要ですので、今後、新しく単位が出てくる度に
覚えて下さい。

ここで、電波の伝わる速さを思いだして下さい。
もう忘れた方もいらっしゃると思いますので、これからは、
絶対に忘れない様にして下さい。

光は、電波の周波数が高いものですので、光の速度と電
波の速度は、同じです。
ズバリ、電波の速度は、30万キロ・メーター毎秒です。
地球の赤道の長さは、約 4万キロ・メーターですから電波
は、1秒間地球を7周半する事になります。

1秒間に 30万キロ・メーター進む間の振動数が f  だとしま
すと


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 (2)電波って何?

       第1章空中線と電波伝搬
          (2)電波って何?

前回は、「電気って何?」と言うお話をしました。
今回は、「電波って何?」と言うお話をいたしますが、その
前に「電気って何?」のおさらいを致します。

電気とは、原子から電子の一部が抜けた時

  電子は、””。
  電子が抜けた原子は、”+”。

のそれぞれの電気的な性質を示す事でした。
ゆえに、 原子核の”陽子”の数と電子の数が 同じ場合は
、 プラスマイナス”0”と言う事で電気的性質は、現れませ
ん。
その証拠にやっては、 いけない事ですので、お話だけで
すが、電気の流れている導線を触ると感電します。 電気
の流れていない導線を触っても感電しません。
これは、電気の流れている導線では、導線を構成する原
子から自由電子が飛び出して移動しているからです。

次に、「電流って何?」と言うお話をしました。
電流とは電子が移動する動くです。
前回見て頂いた図-1 の様にある決まった経路(回路)を
グルグル電子が動き廻らなくても電流なのです。


逆に言いますと、直流の場合は、電子が、回路の中を廻
る動きをすると言う事です。

それでは、いよいよ「電波って何?」と言うお話をいたしま
す。
冬の様に寒い日にお日様に向にいますと体がポカポカし
てとても気持ちが良くなった と言う経験を皆様は、お持ち
の事と思います。
また、こんなショックな実験をTVで見た事があります。
戸を閉めっ切った小屋を作り、 その小屋から 1 [m] 程離
れた所にもう1つの小屋を作ります。
最初の小屋の内部に火を付けます。
その小屋から火は、 外部に出ていませんが、内部は、激
しく延焼しています。
すると、  隣の小屋が発火しました。 勿論、隣の小屋には
、火の気は、有りませんでした。
「一体、これは、どう言う事でしょう?」。答えは、”輻射熱”
です。
冬の日向でも気温は、低いのに 体がポカポカするのも輻
射熱の為です。
鉄の棒の一方を温め、 その反対側を触ると 熱くなって来
る様に物体に熱が伝わるのを熱伝導と言います。
しかし、太陽と皆様の間は、 繋がっていません。  途中の
宇宙は、真空です。
それなのに、 気温が低いのに体がポカポカするのは、輻
射熱と申しましたが、輻射熱とは、何なのでしょうか?
答えは、電波です。遠赤外線と言う電波の一種なのです。
電波なので、途中に何もなくても伝わってくるのです。
実は、皆様は、電波を身近に感じていたのです。

電波を 身近に感じていただける例をお話いたしましたが
、 まだ、電波の正体をお話ししていませんでしたネ。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第1章空中線と電波伝搬 (1)電気って何?

      第18期第1章空中線と電波伝搬
         (1)電気って何?

今日は。 今日から平成28年8月の試験に向けて 「無線
工学」と「電波法規」のお話を致しますTOITAです。
半年間と短い間ですが、宜しくお願いいたします。

当講座では、春休み中に折に触れてお話してまいりまし
た通り、 試験で一番出題される項目からお話をしていま
す。
「無線工学」の場合は、 「空中線と電波伝搬」と「航法支
援施設」と「半導体・電子菅・電子回路」で50%出題が予
想されます。
3つの項目が理解出来れば、試験で50%の得点が出来
る訳です。

それでは、早速、「空中線と電波伝搬」のお話をいたしま
す。
空中線とは、 アンテナの事です。「アンテナ」と言う言葉
は、良く耳にされますし、何となく分かる気がされている
と思います。
アンテナとは、昆虫の触角を意味しますので、会話の
中でも何かを感じ取る物としての意味で使われていると
思います。
今迄は、その程度の知識で良いのですが、 「航空無線
通信士」の資格を取る為には、 その程度の知識では、
免許を貰えない事は、明白です。

皆様は、「アンテナは、アンテナだから電波を捉えたり発
射したりする。」と言う答え方をしていませんか?
この答え方では、アンテナそのものが説明されていませ
ん。
その他の例を挙げますと 「車は、車だから走る。」等、こ
の様な答え方をしていませんか?
皆様にとって、異邦人の 理系の人間は、電気で言う「ア
ンテナ」を「どの様に捉えるか?}と考えてみましょう。
理系の人間は、必ず、理由をつけます。
それぞれの事柄の理由は、これからお話を致します。
理由が分かってきますと、次から次へと新たな疑問が生
まれると言う 好循環が生まれ楽しくなってきます。


人間には、元々、知識欲があるのです。

それでは、最初の「なぜ?」
「アンテナって何?」
「何かを感じる」の「何か?」とは、何でしょう?
その何かは、「電波」です。
アンテナは、電波を放出したり、電波を捉えたりします。
それでは、「電波って何?」
と質問しますと、「観た事ないし分からない」とか、「携帯
で、 ピッピッピってやるやつでしょう?」 等と言う答えが
帰って来そうですネ。

ここで、「電波」とは、こんなものですとお話しをしても、
その前に知らなければならない事を飛ばしてお話をして
は、 分からない参考書を読むのと同じ事ですので、 一
番、元となる事からお話をします。

「そもそも、電気って何?」と言う事から考えなければ、
なりません。
「電気って何?」と聞かれて「触るとビリビリっと来るヤツ
でしょ」とか「家のコンセントへ来ているヤツでしょ」
では、 これまた、無線の免許は、貰えません。ましてや、
「スマフォに充電するヤツでしょう!?」と答られたらアウ
トです。


先の様に答える、航空無線通信士は、いませんので、こ
こは、チョット関心を持って下さい。
逆にいいますと、航空無線通信士は、答えを知っている
のです。知らなければ、航空無線通信士になれないと言
う事ですね。
原子のイメージ
             図-1

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
とその周りを廻る緑と青で示す電子で出来ています。
電子は、原子核の周りをグルグル廻っています。


(実際は、 もっと沢山の物で出来ていますが、 電気の世
界では、この2つで充分です。)
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。 
電子の軌道説明
             図-1’

真ん中の赤は、原子核で 「陽子」と「中性子」から出来て
います。 陽子は、”+の電気の性質を示します。  
ここで重要な事は 、「電気の性質を示す。」と言う事です

「中性子」は、 電気的な性質を示しませんので 電気の世
界では 、考える必要が有りません。
原子核の周りを廻っている電子は、 青い玉で示していま
す。
電子は、”の電気の性質を示します
通常、電子の合計数と 原子核の中の陽子の数は、 同じ
です。
よって ”+”の電気の量と”―”の電気の量が同じですので
原子を外部から観ますと電気の性質を示しません。
電気とは、原子から電子の一部が飛び出した状態を言い
ます。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期講座ガイダンス

      TOITAの「航空無線通信士受験塾」
       第18期講座を始めるに当たっての
        ガイダンス(当講座の進め方)

皆さん、 今日は。 3月4日より平成28年8月期の試験に向け
て約半年間にわたって皆様のお手伝いをいたします
TOITA です。
当講座では、皆様が分かりにくいとされる「無線工学」と「法
規」について分かり易い説明をしてまいります。

さて、皆様の中には、8月期の試験に向けて、今何をするべ
きか?Netで色々な方の意見を見て考えられている方。
あるいは、 受験体験記を読みもう少し、 試験が近づいてか
ら勉強すればよいのでは、 と考えられている方など 様々だ
と思います。
航空無線通信士の受験ブログを読まれている方の中には、
航空無線通信士の試験は、簡単に受かるとしていながら何
度受験しても合格出来ない方もいらっしゃいます。

平成19年10月に 当講座を始めてからの経験ですが受験さ
れる方の状況は、少しも変わっていません。
実際に、 1度で合格されなかった方が、2度目で合格される
事は、極めて少なくなります。
と言うより、 一般的な、勉強方法では、 受験回数と合格確
率は、比例しないのです。
これは、 他の無線従事者資格試験でも同様で、 無線従事
者試験の最高峰である第1級陸上無線技術士の場合では、
特に受験回数が増えるにつれ、合格する確率が”0”に近づ
き、3から4回の受験で、受験そのものを諦めてしまいます。 


その理由は、 試験の度に 1 からやり直すと言う 勉強法の
まずさ
にあります。

(注:ここからのお話は、一般的な方のお話ですので全ての
 方に当てはまる訳では、ありません。)

□今回(2月)の試験で上手くいかなかった方
 一般的な勉強方法で、今回の試験に合格されなかった方
  は、 2月期の受験に向けて初めて勉強をされる方より 優
  位な立場にあります。
 なぜなら、後は、弱点を補強するだけで良いからです。

 この時期は、弱点を見出す作業を徹底的にして下さい。
 (ただし、意味もわからず、過去問とその答えを暗記した方
 は、当講座で一からの勉強のしなお必要があります。)
 弱点が何処にあるか分かりませんと進歩が有りません。
 事故が起きた時に、しっかりとした 原因究明(責任の追及
 とは、違います。)と対策をしませんと同じ事故が再発する
 のと同じです。
 試験の場合は、不合格を繰り返す結果となります。
 一からやり直すのでは、無く、 弱点を見出し、 補強する事
 です。

□8月期に初めて受験される方
 世間で言われる様な時間は、有りません。
 何故なら、航空通を受験される方の多くは、文系の方です
 ので、理系の勉強は、初めてになるかと思います。
 初めての勉強でどれだけの期間が有ればマスター出来る
 か想像するのは、無理な事です。



 本当に合格を目指すなら今から勉強を始めて下さい
  
 但し、1日の勉強に永く時間を掛ける必要は、ありません。
 大切なのは、毎日少しづつの勉強を習慣付ける事です。
 試験範囲を考えますと時間は、思ったほどありません。

 今までに受験された方の中には、 受験体験記を 読んだ
 でご自分も勉強をし
たつもりになって 勉強をおろそか
 にして不合格になる方が毎回沢山いらっしゃる 事実から
 目をそむけないで下さい。


 


□当講座の特徴
 1.文系の方を想定
  電気を勉強するのが初めての方を対象としています。
  航空無線通信士を含め、 無線従事者用受験参考書は、
  電気の基礎、 あるいは、 それぞれの資格で必要とされ
  る知識に近い知識が有る事を前提としています。
  、 電気の基礎が有る方には、無線従事者の資格の中
  では、航空無線通信士は、中位の難易度 (中位の 電
  気的知識が必要 )です。

  しかし、 電気的な基礎を勉強されていない 文系の方
  は、難易度は、極めて高いものになります。

   
  (1)要点を抑えた説明
  受験科目のそれぞれの要点が簡素にまとまっていれば、
  初めて説明を受ける方でも理解し易くなるのは、 通常の
  会話の中でも経験する事です。
  結論を先に話し、 相手が何を言おうとしているかが分か
  れば、 必然的に結論に至る経緯に関心が出てきて話の
  全体像が楽に頭に入って来ます。
  
  (2)予備知識不要
  また、 当講座では、工学的知識が有る方を対象としてい
  ませんので、先に書きました受験参考書では、説明され
    ていな
文系の方が知りたい事を説明しています

   (ご注意:当講座では、例えば用語で ”アンテナ”と言った
  り ”空中線”と言ったりする様に試験や実際に使用されて
  いる両方の用語を用いています。当講座で使用する用語
  は、全て必要です。 ご自分でも多少は、 調べて頂く様な
  構成にしてあります。 殆どの事は、受講生の方の負担を
  軽減する為に 当講座の方でご説明しますが、 受講生の
  方の向学心に基づき自主的に調べられる事が 良い結果
  をもたらします。)

 2.暗記を極力なくす
  暗記は、 一時的なものです。 当講座では、何よりも理解
  する事を大切にしています。理解をすれば知識となり永く
  記憶に残ります。また、応用力も付きます。
  覚えるのでは、なく、当講座の記事を面白い読み物として
  読んで頂ければ、良い様に構成しています。

  長期記憶に残らない勉強法では、 合格出来なかった時、
  一から勉強しなければならず、試験の度に学力が増す事
  もなく、合格に近付く事も有りません。
  上級の無線従事者試験の会場へ行きますと、何度、受け
  も、合格出来ない方の話をよく、耳にします。

 3.”なるほど”と納得出来る
  今迄受験参考書を読んでも 分からなかった事が納得出
   
様になります。(これが当講座の最大の特徴です。)
  こんな、不思議な体験を皆様もしてみて下さい。
  そして、理解出来ると、応用力が付くのも当然の事です。
  

 4.合格に必要な実力だけを目指します。

  当講座は、合格する事を一番に考えます。
  言い方が悪い様ですが、”受かれば良い”のです。
  あとで、 実務で必要な事をご自身で更に勉強を進められ
  れば良いのです。
  更に、勉強される基礎は、この講座で身に付きます。
  当講座で目指す正解率は、80%です。
  70%の問題に正解出来れば、 合格です。  自信がある項
  目でも間違える事がありますので、 余裕を見て80%の問
  題に答えられる実力を目指します。
  

 5.合格迄の計画

  当講座では、1回から2回の受験での合格を目指します。
  同じ事を勉強して2回で合格と言う意味では、有りません。
  ( 同じ箇所を勉強しなおす勉強法では、 出題傾向の変化
  についていけずに毎回不合格になります。)
  1回でダメでもそれまでの知識が確実なものであれば後は、
  理解が不足した項目や 次回出題が予想される項目だけを
  勉強すれば良い事になります。
  受講生の方は、 1回で合格を目指すか、 2回で合格を目指
  すかをまず初めに決めて下さい。
  なんとなく、 2回目で合格と言うのでは、 2回目でも 合格出
  来ません。
  1年間(2回の受験期間)のスケジュールで勉強するのと ス
  ケジュール無しで2回受験するのとは、 全然違います。
  1回目で「法規」、 2回目で「工学」の様に科目合格を活用し
      て合格を目指せば、他の2科目と合わせて各回、2科目づつ
      勉強すれば、 2科目 とも充分な実力が付いて合格が望めま
  す。
  2回目で合格でも合格は、合格です。免許証に2度目で合格
  と書かれる訳では、有りません。
  何度受けても受からないのとは、雲泥の差です。
  受かる方法をとる事が重要なのです。
  大学での第1級陸上無線技術士の指導では、3 年間で全受
  験科目に 合格して免許証を手にする事を目指していますの
  で、科目合格が重なり、毎回、複数名の合格者を出していま
  す。工学部の学生は、授業の為の勉強が忙しく、 無線従事
  者試験に1 回で全科目に合格を目指しましたら負担が大きく 
  確実に合格者を出す事が困難になります。
  


□当講座の勉強の進め方
 1.試験に良く出る項目から始めます
  試験に良く出題される問題は、合格後、実務で必要になる項
  目です。無線通信士の「法規」であれば、無線局の運用です。
  出題数の多い項目を理解すればそれだけ 合格に近づきます
  。

 2.積み上げ式勉強法
  試験に良く出題される項目から順に勉強をしますので、  日々
  合格に近づけます。

 3.電磁気・電気回路は、一番最後に勉強します。
  試験が近づき、 合格点を得る為に近い実力がついた所で 皆
  様が苦手とする電磁気・電気回路の勉強をします。
  これは、記憶に新しい内に試験に臨もうと言う作戦です。


 


  
当講座の受験体験記でも紹介していますが、分かるとだんだん面
白くなります。
面白くなったらご自身でも色々と調べられる様になります。
そこで知識が増え、 更に高度な疑問が生まれたりして実力が益々
増してゆくと言う良い循環に入ります。
是非、当塾の「クロちゃんの受験体験記」をお読み下さい。
当塾の受験勉強の仕方がご理解頂けるはずです。

     -------当講座受講に当たってのご注意--------

 勉強をされる主体は、あくまでも受験される皆様方、お一人お一
 人です。
 当講座の役目は、理解しにくい「工学」と「法規」の理解のお手伝
 いです。
 理解をすると記憶として残ります。
 それでも、 暗記をしなければならない事(数値等)も有りますが、
 勉強の中心は、理解だと言う事です。
 暗記する内容は、試験の1週間位前にすれば良いでしょう。
 暗記する内容は、実務についてからでも調べれば良い事です。
 

次回からは、無線工学の第1章としまして空中線と伝搬伝搬のお
話を始めます。




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