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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期受験直前講座 (10)VFH/UHFの電波伝搬とVOR/DMEの解答

            第10期受験直前講座
         (10)VHF/UHFの電波伝搬と
            VOR/DMEの解答

いよいよ今期最後の講座となりました。後一歩です。暑さ
に負けず、今日も頑張りましょう。

それでは、前回出題いたしました演習問題の解答です。

[演習問題17]
次の記述は、超短波 (VHF) 帯から極超短波 (UFH) 帯
の電波伝搬について述べたものです。(    ) 内に入れ
るべき字句の正しい組合せを下の番号から選んで下さい。

(1) 地上波伝搬では、中波 (MF) 帯に比べて減衰が (
    A ) 。


(2) 送受信点の中間に高い山があり、その山頂が送受信
   点から見渡せるとき、電波は、伝搬すること ( B )。

(3) 大気中に温度の逆転層が生じて ( C ) が形成
   され、より遠方まで伝搬することがある。

     A       B       C
1  大きい   がある   ラジオダクト
2  大きい   がある   電離層
3  大きい   はない   ラジオダクト
4  小さい   はない   ラジオダクト
5  小さい   がある   電離層

注 演習問題をするにあたり、今回出題しました事以外に
   次の3項目についても試験に出題されますので、勉強
   してからチャレンジして下さい。

  (1) VHF と UHF での電離層反射の有無。(ある場合
     とない場合があります。その場合を勉強しておいて
     下さい。)
  (2) 直接波と大地反射波。
  (3) 幾何学的(光学的)見通し距離と電波的見通し距
     離

[解答]
(1)地表波とは、地球の曲(球)面に沿って進む電波で中
  波の電波の伝わり方です。
   一方、VHF帯やUHF帯の様に高い周波数の電波は、
   直進します。
    その為、中波に比べて、地球の曲面により見通せない
   (直線で結べない)先は、電波の減衰が”大きく”なりま
   す。

(2)電波には、波の性質がありますので、光や海の波の
   様な性質があります。
   下の図は、左から波が押し寄せて防波堤に当たり、
   防波堤の後ろまで波が届いている様子を示していま
  す。
  この現象を回折と言います。

   この様な事が起きる理由は、ナイフエッジと書いた
   所にあります。
   ナイフエッジとは、ナイフの尖った歯を指します。
   防波堤の先端がナイフエッジになります。
   ナイフエッジでは、ここが波の発生源になり、球面
   波(球状に広がる波。上の図の左からの波は、平
   面波になります。)が発生するからです。

   この問題で、重要な点は、送信点からも受信点か
   らも山頂が見えると言う事です。つまり山頂が尖っ
   ていると言う事です。
   この為、上の図の様な事が山頂でも置きます。
   この回折を山岳回折と言います。
  


  この様にして見通し外へも電波が届きます。

(3)大気は、通常、上空へ行く程、気温が下がります。
   しかし、気温の逆転層が出来て、高度があがると、
   気温が上がる部分が出来る事が有ります。
   ダクトとは、空調用の金属の矩形の管でビルの天
   井で見る物です。このダクトの中を冷気が伝わる
   様にラジオダクトの中を電波が伝わる事により、
  電波が遠方にまで伝わる現象です。


  よって答えは、”1”。

  その他、通常、電離層での反射は、ありませんが、時
  としてスポラディクE層と言う電離層が発生した場合は
  、VHF 帯の電波を反射し遠距離通信が可能になりま
  す。
  また、VHF帯及ぼUHF帯の電波の伝わり方は、一般
  的に下の 図の様に 直接波 と 大地反射波 です。

 そして、下の図の青の細線は、幾何学的(光学的)見
 通し距離を、赤の線は、電波的見通し距離を示します。
 電波や光は、媒質の違う部分へ進みますと屈折します
 。電波も多少の屈折により幾何学的見通し距離より遠
 くへ届きます。
 

[演習問題18]
次の記述は、航空用 DME について述べたものです。 (
) 内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号か
ら選んで下さい。

(1) 航空用 DME は、航行中の航空機が既知の地点ま
   での距離を測定するための装置である。
(2) 航空機の機上 DME (インタロゲータ) は、地上 DME
   (トランスポンダー) に質問信号を送信し、質問信号に
   対する地上 DME からの応答信号を受信して質問信
   号から応答信号の受信までの ( A ) を計測し、 航
   空機と地上 DME との距離を求める。
(3) VOR (超短波全方向無線標識) と併設された DME
   の距離情報と VOR からの ( B ) の情報と組み合
   せることによって、航空機は、自己の位置を 把握する
    ことができる。

     A       B
1    速度    経度
2   速度    磁北からの方位角
3   時間    緯度
4   時間    経度
5   時間    磁北からの方位角

[解答]
 航空機から発せられた質問電波を地上設備が受けて、50
 [μs] 後に応答信号を送り返してきます。電波の速度は、分
 かっていますので、質問電波の発射から応答電波を受信す
 るまでの時間を測れば DME 迄の距離が分かります。
 航空機で VOR の電波を受けますと、VOR からの方位を
 知る事が出来ます。


 よって、答えは、”5”。

[演習問題19]
次の記述は、超短波全方向式無線標識 (VOR) について
述べたものです。このうち誤っているものを下の番号から
選んで下さい。
1 VOR 受信機を設置した航空機は、受信電波より VOR
  局からの磁方位及び相対方位をしる事が出来る。
2 全方位にわたり位相が一定の基準位相信号と、方位に
  より位相が変化する可変位相信号を含んだ電波を同時
  に送出している。
3 基準位相信号と可変位相信号はともに BPSK (2PSK)
  波としてアンテナから送出される。
4 VOR 受信機を設置した航空機が VOR 局に向かって、
  TO 150度の状態で VOR 局の上空を通過したとき、そ
  の指示器には、 FROM-330度に変わる。
5 超短波 (VHF) 帯の電波を用いるため、有効通達範囲
  は、ほぼ見通し距離内に限られる。

[解答]
3番以外は、全て正しいのでその通り覚えておいて下さい。
基準位相信号は、30[Hz] です。そして、可変位相信号は
9960[Hz] です。基準位相信号は、振幅変調されて、VOR
の真ん中にある無指向性のアンテンから輻射されます。
可変位相信号は、9960[Hz] で振幅変調したあと搬送波
を取り除き、基準位相信号用のアンテナの周りを同心円上
に配置した48本のアンテナから 1/30秒ごとに切り換えて
給電されます。
給電されるアンテナが切り替わる事可変位相信号を輻射
しているアンテナと航空機まで距離が絶えず、変わる事で
航空機は、可変位相信号を FM変調波として捉えます。
この電波を復調しますと30[Hz] の信号が取り出せます。
この信号と基準位相信号の30[Hz] とでは、VORからの
航空機の方位に等しい位相差を検出する事ができます。


よって、答えは、”3”。

今回をもちまして、平成24年8月期向けのお話は、全て終
了です。
半年間のご利用誠に有難うございました。

皆様からの良い知らせをお待ちしています。

                               TOITA


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