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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20期法規第2章無線局の運用 (1)混信の防止

           第2章無線局の運用
            (3)混信の防止
                赤紫色の文字は、法規の用語
              解説のページで確認して下さい。


この章がお分かりになっていれば、 50 点は、取れる訳で
す。 後、他の章で20 点取れる様にすれば良いので楽にな
ります。
それでは、今回は、混信の防止のお話しを致します。とて
も重要なお話しです。

「混信」と聞いても、何の事やら?また、何となく知って
いても経験した事が無いと言う方が殆どだと思います。
皆様が通信のツールとしているのは、携帯やスマフォ、そ
してパソコン等であったりしますので、通信が邪魔される
と言う経験をする事がなくなりました。一昔前の固定電話
ですとたまに、通話の相手以外の人の声が微かに聞こえる
と言う事がありました。若い皆様には、怪奇現象に思えて
しまうかも知れませんネ。
ところが、無線の世界ですと、今でも、有ります。
その「混信」と言うものがどの様なものかは、無線機を購
入して聞いて頂くのが一番良いのですが、そうも行きませ
んので、例でお話をします。
今、貴方が、友人と混雑した電車に乗っているとします。
周りの迷惑を考えて、小さな声で話しているとします。
そこえ、新たに乗車してきた2名の人が大きな声で話始め
たとします。貴方は、新たに乗車してきた人達の声と友人
の話を同時に聴く事になります。 時として、友人の声は、
その人達の声に埋もれてしまいます。
これが、「混信」です。
なぜ、その様な事が起こるのでしょう?
それは、全ての人が、声の伝送路として空気のある同一の
空間
を共用しているからです。
貴方の声は、空気を振動させてますので周囲の人も聞く事
出来ますし、貴方も、周囲の人の声を聞く事が出来ます。
無線でも同じ事です。同じ周波数が多くの局に割当られて
いますので、 貴方の声は、 周辺の局で受信されています。
その時、他の局が、同じ周波数で送信したとしますと周囲
の局は、混信した貴方の音声を聞く事になります。
よって、無線の世界では、どこかの局が送信している時は
、他の局は、同一の周波数で電波を輻射しては、いけない
のです。

「混信」がどの様なものか、何となくご理解頂けたところ
で「混信」の影響がいかに重大かと言うお話を航空無線通
信を例にお話を致します。
航空機が世界中に数機しか無いと言う事であれば、それら
のパイロットが自由に空を飛んでも何の支障もありません。
話は、少し外れますが、ネット上で世界中でどの航空機が、
何処をどの位の高度で どの位のスピードで飛んでいるかを
リアルタイムで見られるサイトが有ります。
flightradar24と言います。時間がある時に一度ご覧くだ
さい。
世界中で 沢山の航空機が昼夜を問わず飛行している事が分
かります。


全文は、記事をお買い求めの上、お読みください。

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   当塾は、文系の方専門の講座です。 


3.独学に不安がある方
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4.近くに受講出来る講座が無い方
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  予備知識”0”からの出発。理解出来るので暗記する
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  無線工学では、”空中線と電波伝搬”。
  電波法規では、”無線局の運用”です。
   出題数の多い項目から理解する事で、合格に必要な
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2.参考書に書かれていない事の説明がある
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  参考書には、 書かれていない 文系の方が知りたい
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3.質問者が納得できる回答
  質問される方、それぞれに、 個別のお答えをしてい
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  納得できるまで、何度でも質問して下さい
4.実力が感じられる
  出題数の多い項目から勉強しますので、勉強が進む
  につれて合格の手応えを感じます。
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第2章航法支援施設 (4)ATCRBS

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

今回お話をしますのは、ATCRBSです。
ATCRBSとは、航空管制用レーダービーコンシステムの事
Air Traffic Control Radar Beacon Systemの頭文字を
とってATCRBSと呼ばれます。 
ATCRBSは、前回お話をしましたASRやARSRと共に使用
されるSSR (Scecondary Surveillance Radar) と呼ばれ
る二次レーダー(質問器:インタロゲータ)と航空機に搭
載されたトランスポンダー(応答器)で構成されます。

前回SSRについては、お話を致しましたが、今回は、試験
で問われる事を中心にお話を致します。
SSRの写真の掲載は、国土交通省航空局の許可が必要です
のでのこの場で、掲載が出来ませんのでCQ出版社殿のHP
からご覧下さい。なお、簡単な図は、下の通りです。 


 
下側がASRで上側がSSRです。
ASRは、空港周辺の航空機を2次元で捉えます。そして
ARSRは、航空路上の航空機を2次元で捉えます。しかし、
レーダー画面に写し出されます機影からは、レーダーから 
距離や方向が分かりますが、当該機の高度や便名等は、一
次レーダーでは、分かりません。
そこでSSRと言う二次レーダーを使用して質問電波を輻射
します。当該機に搭載したトランスポンダーからの応答電
波をSSRが受信する事で便名や高度等のデータを得る事が
出来ます。 
管制官が見るレーダー画面をお見せしたいのですが、こち
も、国土交通省航空局の許可が必要ですので、写真をご覧
になりたい方は、CQ出出版殿のWebShopでRF World 7
をご購入下さい。 
簡単に描きますと以下の図の様になります。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第2章航法支援施設 (3)ASRとARSR

               第2章航法支援施設
             (2)ASR と ARSR



今回は、 航空管制には、かかせない ASR と ARSR のお話を
致します。
そう言われても 何の事かお分かりにならないと言う方も沢山
いらしゃると思います。航法支援施設には、ASRや ARSR 以
外にもASDE等似た様な名前が沢山あります。
これから出てきます各航法支援施設の名称は、 全て何文字か
のアルファベットの組合せで呼ばれますので、 何の略か理解
する為にも英語で覚えておいて下さい。



1.ASR( Airport Surveillance Radar :空港監視レーダ)
 
   ASR  は、空港へ着陸する航空機と 離陸して航空路に達す
   る迄の航空機の 針路やそれら  航空機相互の間隔の設定等
   のターミナル業務に使用されます。
   航空機には、速い物も遅い物もあります。
   例えば、  着陸について考えてみますと 空港へ着陸しよう
   としている複数の航空機の中には、ジェット機もあります
   し速度の遅いプロペラ機もあります。それらをある程度の
   時間間隔で滑走路に着陸させる必要があります。 その為、
   どの航空機が何処をどの程度の高度と速度で飛行している
   かを知る必要があります。

 
    
  ASR は、通常 SSR ( Secondary Surveillance Radar :
     二次監視レーダ)と共に使用されます。 図の上の方がSSR
     のアンテナで下の方が ASR (PSR:Primary Surverillance
     Radar: 一次監視レーダ)用のアンテナで  一次レーダとは
     、パルス状に電波を輻射し、 反射して来る電波を受信して
     輻射した時間から戻って来た 時間の差により目標物迄の距
     離を知る為の装置です。
  二次レーダは、対象物に質問の電波を出し、対象物に搭載
     された トランスポンダーの返事により対象物の高度や便名
     を知る事が出来るレーダーです。

  ASR と SSR は、どちらも鋭い指向性を持ち 15 [rpm](
     1分間に15回転の意味)の速度で回転しています。
  ASR が航空機を捉えた時、反射波の強さに応じた輝点とし
  画面に表示する装置の上を仮に北としますとASR のアンテ
  ナの向き
と画面起点の方位があっていますので 航空機の
  位
を知る事が出来ます。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20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 Dis-
play)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。
別の言い方をしますと滑走路から仮想の延長線は、 今の
位置より左に有る事になります。

中略

※ 航法支援施設の写真は、CQ 出版社刊行の RF
    WORLD No. 7 の  HPでご覧ください。
  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20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


今回は、航空機が着陸する滑走路に対し左右のズレを
どの様に航空機へ知らせてくるかと言うお話を致しま
す。
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
答える
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、ローカ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
ビームがそれぞれ輻射されます。
。  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。
この変調方法は、VHF帯での航空無線と同じですの
で搬送波のFoと その周波数より 90 [Hz] 高い周波数
と 90 [Hz] 低い周波数及び 150 [Hz] 高い周波数と
150 [Hz] 低い周波数にそれぞれ側波帯が現れていま
す。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20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
の高速で滑走路を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 を擬似体験してみます。

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。
有視界飛行時でも速度の遅い小型機では、難なく着陸
できますが、セスナで計器直陸をしてみます。


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4.近くに受講出来る講座が無い方
  何時でも、何処でも何度でも、1日、何度でも勉強す
  ることが出来ます。

5.最新問題に対応
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  応した説明を読む事が出来ます。 

6.予備知識暗記不要 
  予備知識”0”からの出発。理解出来るので暗記する
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  納得できるまで、何度でも質問して下さい
4.実力が感じられる
  出題数の多い項目から勉強しますので、勉強が進む
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第2章航法支援施設 (2)ILSその1

            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、
走路
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
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、未だに事故機が
まだ、映って
いましたが 広島空港では、ILSが分かりづら
いので、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。画面の上側を北にしますと画面下側の滑走路が
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 本以上ある滑走路の 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、 方位
140° 
方向へ離直陸する滑走路で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
左を見ますと滑走路前方を横切る道路の手前に 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

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20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



前々回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。
VORの受信機の周波数を 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
に振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。
これは、TO/FROM  の表示で、 上を向いている場合
は、VOR 局が先の方にある事を示します。 三角形の底
辺に対して頂点の向いている方向が VOR の方向となり
ますので頂点が 下を向いていれば、VOR を通過した事
になります。
頂点が上をむいていれば、 ”TO”  VOR。 下を向いてい
れば、”FORM”  VOR。と言う事になります。 


 


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。


Boeing747-100 の頃は、 小型機の様な計器が沢山並
べられていました。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20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。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20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
   調し
、その後で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]で
    一周する様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
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。
勿論、 基準位相信号の電波と受信アンテナの距離は、
変わりません(勿論、航空機は、移動していますので、
基準位相信号との距離は、変わっていますが、 可変位
相信号のアンテナとの 距離の変化に対して無視できる
と言う意味です。)ので、こちらは、 ドップラー効果
が起こりません。

図-1-1 では、可変位相信号を12本で描いていますが、
実際は、48本あり、 基準位相信号の位相が”0°”の時、
可変位相信号は、 丸3と丸1のアンテナから輻射され、
基準信号の位相が進むにつれ可変位相信号は、順次左
回りに給電されます。
基準位相信号の位相が 0° の時、 丸3 と丸1の合成し
た電波の輻射方向(指向性)は、北向きです。


2.受信点と輻射するアテンテナの位置による
  ドップラー周波数の関係

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20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であったりし、正確なものを見
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、 電波が干渉してしまいますので通常、 その
様な事は、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
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。
電波とは、どの様な物かについては、 電磁気の所で詳し
くお話をしますが、 ここでは、電波を使ってどの様に音
楽やデータを 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。)
電波を音声信号やデータで変化させる事を 変調と言いま
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
    強さに応じた 電圧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
     員の方が持っている 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

     位相とは、正弦波やパルスの始まりの時間的、
     又は、始まりの角度を言います。
     例えば、X軸とY軸の交点から伸びる長さ L の
     棒が交点を軸として グルグル 回っているとし
     ます。 回る向きは、左廻 りです。
     1秒間に1回転するとしますと 0 秒の時は、原
     点より右側の X軸上にいるとします。  この角
     度は、0°です。
     1/4 秒後には、90°進む事になります。
     今、お話した X-Y 平面を長さ L の棒が回るセ
     ットをもう一つ用意します。
     最初のセットは、0秒の時、棒の角度が0°でし
     た。
     次のセットは、0秒の時、棒の角度が90° とし
     ますと 二つのセットの棒の角度が 90° 違いま
     す。
     それぞれの動き始めの角度を 位相と言います。
     又、二つの棒の角度の差を 位相差と言います。 
     音声信号の大きさにより 電波の 位相を変える
     のが、位相変調 又は、 PM変調 と呼ばれる変
     調方式です。
     主に移動体通信で使用されます。

  (4)その他

    (1)と(3)の組合せたもの等がありますが、
            航空無線通信士の試験範囲を超えますので割愛
     いたします。
             LAN や 防災無線の変調方式として使用されい
       います。

以上の様に電波に音声信号を乗せる方法は 電波の振幅
波数または、位相を変えるしかありません。
   
 

2.VORの構成
VORとは、 VHF Omni-directional Radio Range:  超
短波全方向式無線標識施設の事です。


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4.近くに受講出来る講座が無い方
  何時でも、何処でも何度でも、1日、何度でも勉強す
  ることが出来ます。

5.最新問題に対応
  受験参考書では、対応出来ない、新規の問題に対
  応した説明を読む事が出来ます。 

6.予備知識暗記不要 
  予備知識”0”からの出発。理解出来るので暗記する
  事なく、長期記憶となります。 

7.受験勉強がいやな方
  分かり易ければ、楽しく続けられます。
  毎日、少しづつの時間がさければ、楽に、実力が付
  ます。 


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1.合格に特化したカリキュラム
  当塾では、出題数の多い項目からお話をしています
  。
  無線工学では、”空中線と電波伝搬”。
  電波法規では、”無線局の運用”です。
   出題数の多い項目から理解する事で、合格に必要な
  得点を得やすくなります。
2.参考書に書かれていない事の説明がある
  当塾は、文系の方の為の講座です。
  参考書には、 書かれていない 文系の方が知りたい
  事からお話をしています。
3.質問者が納得できる回答
  質問される方、それぞれに、 個別のお答えをしてい
  ます。
  納得できるまで、何度でも質問して下さい
4.実力が感じられる
  出題数の多い項目から勉強しますので、勉強が進む
  につれて合格の手応えを感じます。
  当塾の受講生は、1 回または、2 回の受験で免許を
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第2章航法支援施設 (1)VOR/DMEその1

                    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、 航空機が目的地迄飛行する為や、
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とになり
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、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


そして、2つ目は、今回からお話をします「航法支援
施設(電波標識)」等の設置や メンテナンスを 行う
部署です。
こちらに勤務される方には、 高度な無線技術が 必要
とされますので第1級陸上無線技術の免許が必要です

そして、 入省後も高度の講習を受け、 実践に就いた
後も更に教育が続く為、航空会社の CAさん達からも
一目おかれる存在となります。

これからお話します航法支援施設は、以上の理由で超
が付く程、難解です。また、それらを記述した専門書
も一般の方が書店で目にする事もありません。
ゆえに、ネットで書かれている情報の多くは、不正確
であったり、肝心な部分が書かれいません。
ここでは、身の周りの事を例に分かりやすく、正確に
お話をいたしますので、航空通の免許試験を受けない
航空ファンの方も興味をもって読んで頂ける様にして
あります。

だいぶ、前置きが長くなりました。
それでは、今回は、VORと DME のお話5回に渡り致
します。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期法規第1章無線局の免許 (3)免許の交付・訂正・返納

            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。

  注 免許状は、 免許を与えた証しとして免許を与えら
    た者の申請により役所が交付する 書類の事です
    。
            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でこの行為が免許の付与です。
    免許状を与えある行為は、交付と言います。 



2.無線局免許の再免許の申請期間
    義務船舶局義務航空機局の免許の有効期間は、無期
      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。

   言い方がいやらしいのですが 有効期間満了の6ヶ月前
     から 3ヶ月の範囲と言う事であまり早くてもまた 3ヶ
  月以内のギリギリでもダメと言う事です。

     ここで書かれている様な期間等は、覚える必要があり
   ます。覚える時は、「有効期間満了の6箇月前から3
   箇月 前」と言う言い方の方が覚え易いと思います。
    

  ※再免許とは
   有効期間が満了する免許内容と同じ内容新たに
       免許す
と言う事です。
       免許は、有効期間終了をもって、効力がなくなりま
   すが、同じ内容で新たに免許する事で免許の効力が
   新たに始まります
   一方、車の免許の場合は、更新と言います。
   更新とは、便宜的に、免許の期間を延長するもの
   す


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  電波法規では、”無線局の運用”です。
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  質問される方、それぞれに、 個別のお答えをしてい
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期法規第1章無線局の免許 (2)指定事項の変更

                        第1章無線局の免許
       (2)無線局免許指定事項の変更 
       赤紫色文字は、法規の用語解説
          のページを参照して下さい。 

今回、 お話を致します無線局免許 ( 予備免許を含む)の
指定事項の変更については、わからなければそれだけの事
なのですが、 分かってきますと、 免許の変更には、幾つ
かの種類がある事に気づかされます。 しかし、 今度は、
その違いが分からなくなり、 試験では、正解できるかは、
神様に委ねるしか有りません。
無線局の免許の変更については、分かりやすい内容である
様ですが、実は、分かりにく内容なのです。
参考書では、サラッと扱われてしまう内容を明快に3つに
分類してお話を致します。

1.予備免許の変更 
  予備免許を受けた人が予備的に免許された内容につい
  て変更を必要とする事があります。
  ※ここで、主語が免許人では、なく、”予備免許を受け
   た人
と言う事が重要です。  第2項以下は、 主語が、
   免許人 となります。予備免許の段階では、まだ、免
   許人では、ないのです。

 1-1.工事落成期間の延期
    予備免許の申請には、”工事の落成期間”を 申請
    る必要がありますが、当初の設計の通りに無線設
    備の性能が出ないとか、落成期間中に工事が完成
    しない恐れが出てくる場合があります。
    その際、  総務大臣または、 総合通信局長あてに
    、工事期間の変更の申請 を行います。
    総務大臣または、総合通信局長が認めれば工事
    期間を延長する事ができます。 

 1-2.工事設計の変更
    予備免許を受けた人工事設計を変更しようとす
    る時は、あらかじめ総務大臣または、総合通信局
    長の許可を受けなければなりません。(法18条)


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TOTIAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期法規第1章無線局の免許 (1)開設決定から運用開始までその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
        赤紫色文字は、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
予備免許の記載事項と本免許(免許状)の 記載事項は、
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
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
で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 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 以外知りません。)

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。

総務大臣又は、 総合通信局長は、検査項目に挙げた項目が
電波法の規定に違反していないと認めた時は、遅滞無く 
許を与えなければなりません。( この行為は、総務大臣又
は、 総合通信局長が、職務として行わなければならない義
務であり、お役所仕事で ダラダラやっては、いけないと言
う事が無く と言う言葉で電波法に書かれています。
遅滞無く とは、どう言う意味か法規の用語の解説のページ
で確認しておいて下さい。)
総務大臣又は、総合通信局長は、 免許を付与した証として
、免許状の交付をします。

※総合通信局とは?
 情報通信行政を所管する総務省の地方支部の事で北海道
 ・東北・関東等全国に10の総合通信局があります。
 沖縄には、沖縄総合通信事務所があります。総合通信局
 長は、そこのトップです。
 総合通信局は、郵政省の時代、電波管理局と言われてい
 ましたので、その名称の方が仕事の内容が分かります。

免許の付与・・・ 無線局としての資格を認める事


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5.最新問題に対応
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  応した説明を読む事が出来ます。 

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1.合格に特化したカリキュラム
  当塾では、出題数の多い項目からお話をしています
  。
  無線工学では、”空中線と電波伝搬”。
  電波法規では、”無線局の運用”です。
   出題数の多い項目から理解する事で、合格に必要な
  得点を得やすくなります。
2.参考書に書かれていない事の説明がある
  当塾は、文系の方の為の講座です。
  参考書には、 書かれていない 文系の方が知りたい
  事からお話をしています。
3.質問者が納得できる回答
  質問される方、それぞれに、 個別のお答えをしてい
  ます。
  納得できるまで、何度でも質問して下さい
4.実力が感じられる
  出題数の多い項目から勉強しますので、勉強が進む
  につれて合格の手応えを感じます。
  当塾の受講生は、1 回または、2 回の受験で免許を
  手にされています。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期法規第1章無線局の免許 (1)開局の決定から運用開始までその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
        赤紫の文字は、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て頂く事です。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、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、当ブロクでの赤紫色の文字は、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。用語の意味がわかりませんと
、条文の意味がサッパリ分からなくなります。
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
ン頭に入って来て楽しくなります。
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
キー・ワードです。
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。
先に、道路交通法を理解していると言いましたが、 車
の免許試験で道路交通法第何条を言いなさいと言う 問
題は、ありません。試験の内容は、道路交通法は、 ど
の様な事を言っているか 理解しているかを観る試験で
す。
電波法の試験も同じ事です。暗記は、通用しませんネ。 





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1.勉強時間が取れない方
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2.理系の勉強をされた事が無い方
   パイロットになる方は、文系出身者です。
   当塾は、文系の方専門の講座です。 


3.独学に不安がある方
   長年、無線従事者受験指導を専門にしてきました、
   私が無駄なく実力を付けるお手伝い致します。 

4.近くに受講出来る講座が無い方
  何時でも、何処でも何度でも、1日、何度でも勉強す
  ることが出来ます。

5.最新問題に対応
  受験参考書では、対応出来ない、新規の問題に対
  応した説明を読む事が出来ます。 

6.予備知識暗記不要 
  予備知識”0”からの出発。理解出来るので暗記する
  事なく、長期記憶となります。 

7.受験勉強がいやな方
  分かり易ければ、楽しく続けられます。
  毎日、少しづつの時間がさければ、楽に、実力が付
  ます。 


 当塾の特徴


1.合格に特化したカリキュラム
  当塾では、出題数の多い項目からお話をしています
  。
  無線工学では、”空中線と電波伝搬”。
  電波法規では、”無線局の運用”です。
   出題数の多い項目から理解する事で、合格に必要な
  得点を得やすくなります。
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第1章空中線と電波伝播 (7)SHF帯の電波伝播

          第1章空中線と電波伝搬
          (7)SHF帯の電波伝搬

今回は、SHFの電波伝播のお話です。
周波数は、3[Ghz] ~ 30[Ghz] で波長:λは、10[cm] ~ 1[cm]
です。
SHF帯の電波では、鋭い指向性のアンテナを用いて直接波による通
信を行います。
1[Ghz] 以上の電波では、宙からの雑音が比較的少なく、そして
電離層を突き抜けます
又、10[Ghz] 以下の周波数では、気体分子による吸収や散乱を受
けにくい事より1[Ghz] ~ 10[Ghz] の周波数を 「宇宙の窓」と呼
び宇宙にある衛星との通信に用いられます。

10 [Ghz] 以上では、 水蒸気等に吸収されて減衰が大きくな
ります。
降雨により影響を受けるのは、その為です。雨粒が大きいと電波が
吸収され、小さいと雨粒がアンテナとして働き到来した方向とは
の方向へ反射してしまい、結果として減衰した事になります。
降雨強度が上がる程、また、周波数が高くなる程影響を受けやす
くなります

衛星通信のお話を少しします。
衛星通信は、地上局から衛星に電波を送り、衛星は、別の周波数で
他の地上局や船舶局・航空機局へ電波を送ってきます。
地上または、船舶・航空機から衛星へ送る電波をアップ・リンク
言います。
逆に衛星から地上へ送ってくる電波をダウン・リンクと言います。
衛星と地球との距離は、大変遠い為に伝送損失が非常に大きくなり
ます
地球側から衛星へ送るアップリンクでは、アンテナや送信設備の設
置や電力に余裕が有りますが、衛星側は、色々な制約が有る為に、
ダウン・リンクではアップ・リンクに比べ伝送損失の少ない低い
周波数が使用されます
 
衛星通信においても、大気のガスや降雨の影響を受けます。
地上から水平線方向を見た時と真上方向を見た時では、水平線方向
の方が大気の層を電波が伝わって来る距離が長くなりますので地球
から見た衛星の迎角が小さい程、電波は、大気中を永く通る事にな
ります。よって、これらの影響を受けやすくなります。

今回で第1章の空中線と電波伝播のお話は、全て終了です。
実用アンテナのお話をするときも有りますが、次回の試験で出題が
予想される範囲を超えますと受験生の方の負担になりますので、お
話致しません。勿論、出題が予想されるときには、お話を致します

次回からは、法規のお話を致しますが、1章づつ、工学と法規を交
互にお話をしてまいります。
次回の工学は、 工学で2番目に出題数の多い航法支援装置のお話で
す。 




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TOITAの「航空無銭通信士受験クラブ」第20期工学第1章空中線と電波伝播 (6)導波管

         第1章空中線と電波伝搬
             (6)導波管


今回は、導波管のお話です。いきなり聞いた事もない名前の
物が出てきたとお思いでしょうが、これから高い周波数が盛
んに使用される様になりますので大電力のマイクロ波を伝送
する場合に重要になります。 勿論、航空無線でも レーダー
等に使用されています。



図-1をご覧下さい。送信機からアンアテン又は、アンテナか
ら受信機へ高周波を運ぶ為の物を給電線と言います。
図-1の一番上の同軸ケーブルは、その代表的な物です。

同軸ケーブルは、皆さんのご家庭でもTVのアンテン線とし
て使用されていますので 見る事が出来ますので一度、TV の
裏を ご覧下さい。 太さ 5 [mm] 程の黒い線が見えると思い
ます。
その下の二つが今回お話をします導波管(waveguide)です。 




[構造]
これには、図―1 の様に 2種類あり、1つは、方形導波管
もう1つは、円形導波管です。
導波管の構造は、図-1でお分かりの通り中空の金属のチュー
ブです。
給電線と言う様に線が有りませんが、導波管は、マイクロ波
を伝送する事が出来ます。。
マイクロ波とは、周波数が 300 [MHz] ~ 3  [THz](  テラ
・ヘルツと読みます。) の電波で波長は、1 [m] ~100 [μm]
です。身近な所では、 電子レンジや携帯電話に使用されてい
ます。
ちなみに電子レンジは、2.45[GHz] の周波数を使用していま
す。
携帯電話もこれに近い周波数の電波を送信しますので、 携帯
電話を耳に当てる事は、電子レンジに 頭を入れている様なも
のです。よって、 出来るだけヘッドセットの使用をお勧めし
ます。


マイクロ波以下の周波数では、同軸ケーブルを使用しますが、
同軸ケーブルの場合、内部導体と外部導体の抵抗分や、 外部
導体と内部導体の間のポリエチレン等の誘電物質による 誘電
損失が生じたりしますのでマイクロ波では、 使用出来なくな
ります。
その為、誘電物質をなくした導波管を使用します。

注・・誘電物質とは、絶縁物の事で例えば絶縁物の1つである
   下敷きを脇の下に挟んで 擦りますと 静電気がたまりま
   す。

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  予備知識”0”からの出発。理解出来るので暗記する
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第1章空中線と電波伝播 (5)VHF帯とUHF帯の電波伝播

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

前回迄に、電波とは、どの様なもので、どの様にアンテナから
輻射されるかと言うお話を致しました。
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
を伝わって行くのか?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)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 [G 
  Hz] (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。

  注・・・以下、赤字は、大変重要ですので覚えて下さい 。
         青字は、次に重要です。常識として覚えておいて
       下さい。

    超短波の下の帯域が、3 [MHz] ~ 30 [MHz]で短波帯と呼
  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、100 [m] から 10 [m] です。
  
  UHFとは300 [MHz] ~ [ GHz] の事でUltra High 
  Frequency の略称です。日本語で 極超短波 いいます。
  波長は、1[m] から 10[cm] です。

  波長を求めるには、 周波数の単位が [MHz] の場合、

      300÷周波数[MHz] で求める事が出来ます。
  
  VHF帯やUHF帯の周波数は、地上デジタル放送やFM放送
  、そして航空無線や ILS や VOR 等の 航法支援施設等で
  使われます。
  
  次にMF(Medium Frequency):中波について触れておき
  ます。
  周波数は、 300 [ KHz]  ~ 3 [MHz] ですので、波長は、
  1000 [m] ~ 100 [m] です。
  
  中波より長いものに長波があります。
  中波は、長波と短波の間なので中波と呼ばれます。
  主に、ラジオ放送に使われています。

  UHFは、波長がVHFより更に短いので極みと言う意味を込
  めて極超短波と呼ばれます。
   

2.VHF帯とUHF帯の電波の伝わり方

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第1章空中線と電波伝播 (4)平面波その2

       第1章空中線と電波伝搬
        (4)平面波その2

今回は、前回の続きで”位相速度”の続きと”自由空間イ
ピーダンス”、そして、”電界と磁界の向き”等について
のお話を致します。


(2)位相速度の続き
位相速度とは、 波を形成する媒質その物は、 移動しま
せんが波の形が進むその速度を位相速度と言う事をお話
致しました。
今回は、 その続きで、 「そもそも、位相って何?」と
言うお話から致します。

特注・・・電気信号を表す要素は、”振幅”、”周波数
     、”波長”そして、”位相”しかありません。
     波長と周波数は関係しますので、波長を除
     く三つといってもかまいません。
     この三つは、 変調の時に重要ですので 覚
     えておいて下さい。


             図-4

 

 図-4の横軸は、時間と角度で角度の単位は、[rad](
 ラジアン) です。
 そして、縦軸は、振幅です。
 時刻t1 と 時刻t2 の振幅は、共に+A1 です。 
 この隣り合う同じ振幅の間を1周期と言い、その時間
 は、T [sec(秒)] です。
 1周期の中のある時刻での角度を位相と言います。
 t1 の位相は、θ1 で t2 の位相は、θ2 で θ1 = θ2
 です。 
 位相速度を厳密に言いますと、θ1 から θ2 へ進む速
 速度の事ですので、位相速度と言います。位相速度と
 は、位相の進む速度の事です。
 図-4を見ますと T の上に λ と書いてあります。 
 新たに横軸が距離を表す事とします。
 すると(t2 - t1)= T の間に 1 波長分の波があ
  る
事を表します。

(3)位相定数:β


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  納得できるまで、何度でも質問して下さい
4.実力が感じられる
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第1章空中線と電波伝搬 (4)平面波その1

       第1章空中線と電波伝搬
        (4)平面波その1

今回は、平面波についてのお話と言うより電波のお話
です。タイトルに”平面は”としましたのは、過去問の
分類が”平面波”となっているからです。
お話します内容は、周波数と波長の関係や自由空間イ
ンピーダンス等試験で問われる事についてお話を致し
ます。
それでは、タイトルにあります平面波とは、何かにつ
いてからお話を致します。 


(1)平面波
   平面波をネット上で調べられた方もいらっしゃ
   ると思いますが、式で説明されていて良く分か
   らなかった事と思います。
   図-1をご覧下さい。
 
             図-1

  白黒の絵ですが、画面奥から手前に向かって波
      が来る様子を表しています。
  赤い線で示しました様に 波頭が一直線に連なっ
  ています。


  この様に進行方向に対して直角方向に波頭が揃
  っている波を平面波と言います。 
      これに対して、図-2の様に任意の P点から球状
  に波面が広がっていく波を球面波言います。
 


             図-2

   球面波の波面は、半径:r の球の表面積です
   。
   図の左から右の様に広がっていきます。

(2)位相速度

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TOITAの「航空無線通信士受験塾」第20期工学第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

            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。 もし、疑問に思う方がいらっしゃいま
したら、前回の記事を読み直しておいて下さい。

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まうのでしょ
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。
進行波は、 アンテナの端で反射しますので この波を ”
”と言います。

進行波と反射波が重なりますと、 移動する電子の数が ”
0” の所と、移動する電子の数が大きく変化する所が出来
ます。
移動する電子の数が”0”でない所では、 移動方向も変わり
ます。
移動する電子の数の変化量は  アンテナの端から中央へ行
く程、多くなり、中央が最大です。
この様子は、図-6及び、図-7の様になります。

              図-6

              図-7
それぞれの図の”弧”は、移動する電子の量を表しています。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第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

             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。
(1つの振動とは、1波長分の大きさの変化の事です。)


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が、今日からは
、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を f だとし
ますと
   λ = 3 x10^8 /       (1)

と言う事になります。 ここで10^8 と書きましたのは、
エクセルの書き方で 10の8 乗を表します。
これからも 式は、エクセルでの書式としますので 通常
の書き方で書いて見て下さい。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20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、回路の中を一
定方向へ動くと言う事です。

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。
その小屋内部は、激しく延焼していますが、外部に火は
、出ていません。
ところが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。

電波の正体をお話する為には、2つの主人公の紹介する必
要があります。
それは、「磁界」と「電界」です。
いきなり、難しくなって恐縮です。
実は、「磁界」も「電界」も 皆様は、 経験しているので
す。

まず、「磁界」からご紹介します。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」教務課からの休講日変更のお知らせ

       教務課からのお知らせ
   
いつも、当塾をご利用頂きまして誠に有難う御座い
ます。
今年2月迄、毎週土曜日を休講日としてまいりまし
たが、3月より毎週金曜日を休講日とさせて頂きま
す。
ご不便をお掛けいたしますが、ご理解の程、宜しく
お願い致します。

          平成29年3月3日TOITA 


テーマ:航空無線通信士受験クラブ - ジャンル:学校・教育