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ひろとたにしき
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1 v8.9 Nov.18 1 BSAT のスペックアンテナ - 衛星放送電波の測定 - 1 s 1/4/ L s 18/11/1 通信ネットワーク工学科 CN-5 通信工学実験 Ⅱ (3h) 太陽風や地球, 月, 太陽の引力によって機体は常に動くので姿勢制御が必要 ( 参考 ) GPS 衛星 kg 惑星探査機はやぶさ 5 kg 主に位置制御用の噴射用高圧ガスタンク容量の限界 hp:// 若井, トコトンやさしい無線通信の本,p., 日刊工業新聞社静止衛星の軌道と位置 3 我が国から見える静止衛星 4 月と地球の距離 384,4 km 11. E スカイサービス 14. E パーフェクTV 18. E BS 放送スカパー!e 11. E 地球半径の約 6 倍地球半径 6,378 km 赤道上空 35,786 km の円軌道地球のネックレス地球半径の約 6 倍静止衛星投入に必要な速度を求めよ 6.5 km/s hp:// より引用 1 基投入に約億円アラスカ露日 hp:// 東北極米西グリーンランド

電波の分類と伝搬の概念図 5 電離層反射のイメージ 6 宇宙 -3 km 1-13 km 7 km 空自然のフィルタ F E 1, E S D 電離層宇宙線の影響で上層ほど電子密度は濃い陸海 VHF/UHF

17, 新星出版社電気学ポケットブック編集委員会, `` 図解版電気学ポケットブック, p. 855, オーム社, 3 Pul G. Hewi, `` 地球の歴史と環境 p.

衛星の周波数割当 13 15 17 18 1 NHKE RNC KSBTSC RSK 地デジ放送 4 NHKG 7, 8 OHK プラチナバンドまたはゴールデンバンド u ocomo sofnk BS 放送 1, 3,

2 電波の分類と伝搬の概念図 5 電離層反射のイメージ 6 宇宙 -3 km 1-13 km 7 km 空自然のフィルタ F E 1, E S D 電離層宇宙線の影響で上層ほど電子密度は濃い陸海 VHF/UHF 電離層の効果日中は太陽放射による電離作用が盛んになり電波の反射を妨げる夜はイオンが落ち着いてきて特に低い周波数の AM 放送電波を反射する遠く離れたところで夜の受信状態が良くなる理由である放送のしくみ,p. 17, 新星出版社電気学ポケットブック編集委員会, `` 図解版電気学ポケットブック, p. 855, オーム社, 3 Pul G. Hewi, `` 地球の歴史と環境 p.38, 共立出版, 1997 大気減衰特性 Ku 帯 (1-18 GHz) 以上のマイクロ波およびミリ波は天候による減衰効果が大きいミリ波以上の使用は送信電力を無用に消費することになり不利 7 8 地デジ携帯衛星の周波数割当 NHKE RNC KSBTSC RSK 地デジ放送 4 NHKG 7, 8 OHK プラチナバンドまたはゴールデンバンド u ocomo sofnk BS 放送 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 1, 3 RF センサ IR(EO) センサ hp:// より引用 RF ワールド付録, 無線と高周波の国内周波数チャート 13 年版,CQ 出版社, より引用

3 Rio wve 電波と呼べる範囲 ( 目には見えない ) 電波の名称と周波数帯 1 THz 3 THz 3 GHz 3 GHz 3 MHz 3 khz 3 khz 3 khz 3 Hz サブミリ波 3 GHz 3 MHz UHF ul high VHF 3 MHz ve high 紫外線.3μm 光波赤外線.1 mm 1 mm EHF( ミリ波 ) eemel high 1 cm SHF( マイクロ波 ) supe high 1 cm HF( 短波 ) MF( 中波 ) LF( 長波 ) VLF ve low ULF ul low 3 3 Hz : SLF, 3-3 Hz : ELF 1 m 1 m 1 m 1 km 1 km 1 km 1 km visile 宇宙背景放射 BS CS 宇宙探査望遠鏡無線 LAN 45 MHz, 5 MHz 電子レンジ 45 MHz 携帯電話 ( 第 3 世代 ) 19 MHz 地上波デジタル MHz FMラジオ地上波アナログ AMラジオ 9 マイクロ波, ミリ波帯の識別記号戦闘機レーダ X 帯 3 GHz EHF( ミリ波 ) 3 GHz SHF( マイクロ波 ) 3 GHz UHF 3 MHz X 帯船舶 S 帯レーダ Ku 帯自動車レーダ W 帯気象レーダ C 帯 ASR L 帯航空管制 3 GHz (1 mm) イージスシステム衛星通信 1 GHz (3 cm) hp:// hp://echon.nikkeip.co.jp/icle/honshi/933/1689/ Thoms H. Lee, Pln Micowve Engineeing, p.39, Cmige Mk A. Richs, e l, Pinciples of moen, Sciech 1 Fequenc nge Bn 1-3 GHz mm GHz W 4-75 GHz V 7-4 GHz K GHz K 1-18 GHz Ku 8-1 GHz X 4-8 GHz C - 4 GHz S 1 - GHz L 1 K ( ove K-n) Ku ( une K-n) アンテナシミュレーションパラボラルーネベルクレンズ電磁ホーン 11 アンテナシミュレーション ( 動画 ) Pol (LF) Luneeg lens Hon nenn 1 放物面の金属板層状の誘電体錘状の金属板 Pol (HF) Cellul phone Wveguie hp:// hp://

4 直アン水平アンテナ垂テアキシャルフィード型 ( センターフィード ) オフセットフィード型カセグレン型 ( 凸型次反射鏡 ) パラボラアンテナ Elevion [egee] BSAT-c,3 方位角稚内釧路函館盛岡山形福島水戸大宮千葉八丈島新潟富山福井長野名古屋大津和歌山大阪鳥取広島松江徳島松山大分長崎宮崎名瀬 Region 仰角 Azimuh [egee] アマチュア無線偏波利用の具体例衛星携帯電話基地局 UHF 地上波 VHF 船舶レーダ PHS 基地局 14 グレゴリアン型 ( 凹型次反射鏡 ) hp://j.wikipei.og/wiki/ パラボラアンテナより引用四国地区の仰角 43 GPS コンパス携帯電話の基地局やレーダーアンテナからの電波を見ることができたらどのように見えるだろうか? 直線偏波 E( 電界 ) ナE( 電界 ) B( 磁場 ) 15 = 円偏波 = E( 電界 ) E( 電界 ) 16 偏波面 ( 電界面 ) B( 磁場 ) z z が地面に対して垂直か水平か? MFアンテナ垂直アンテナから出た電波 ( 垂直偏波 ) は水平アンテナではほとんど受信できない z VHFアンテナ UHFアンテナ交差偏波識別度 : 直交偏波の分離度合 (XPD:Coss Polizion Disciminion) z=z 3 1 z 位相差 -π/の E( 電界 ) 観測点 z で電波の進行方向 z+ を見ると時間とともに右回り ( ) z 垂直アンテナと水平アンテナから出る電界の位相差が ±π/ で振幅が等しいとき偏波が回転するこれを円偏波と呼び左旋円偏波と右旋円偏波がある 3 1 z=z z 位相差 +π/ の E( 電界 ) 観測点 z で電波の進行方向 z+ を見ると時間とともに左回り ( ) z

円偏波直線偏波の変換板１同軸-導波管変換器のピンに対して斜め45度に挿入された誘電体板 17 18 円偏波の送受信同軸-導波管変換器のピン先端

フィードホーンアンテナ内部アンテナと同軸ケーブル 5MHz帯 11GHz帯 UHF SHF (BS) VHF VU mi.

6 LNBへ同軸ケーブルの例上限周波数 Z 75 LNB RF 19 受電部のヘリカル構造現在はこのつが主流地上波衛星波テレビ用 1., 1.

6 Z 5 :1GHz帯 Splie L TV1 TV, z hp://www.mspo.co.jp/conc/po/po_.

loss セミフレキセミフレキブル loss ジッドジッド PE line SXL-36 SXL- 3D-V Ai line SX-36 SX-

51.93.51.96 比率 / 3.37 3.33 3.44 3.4 3.44 3.6 3.6 比誘電率 ε.1.1.1.1. 1.. 波長短縮率 1/ ε.

5 円偏波直線偏波の変換板１同軸-導波管変換器のピンに対して斜め45度に挿入された誘電体板円偏波の送受信同軸-導波管変換器のピン先端直線偏波 LNB接続部の同軸-導波管変換器変換板あり変換板なし Low Noise Block own convee (LNB) フィードホーンアンテナ内部アンテナと同軸ケーブル 5MHz帯 11GHz帯 UHF SHF (BS) VHF VU mi. RF DC Coil Cle 3.6 LNBへ同軸ケーブルの例上限周波数 Z 75 LNB RF 19 受電部のヘリカル構造現在はこのつが主流地上波衛星波テレビ用 1., 1. MHz帯 17GHz 帯センターフィードパラボラ直径 D=45 cm 計測器用スペアナ SG等., 1. ES mi. 3.6 Z 5 :1GHz帯 Splie L TV1 TV, z hp:// Z in fc [GHz] フレキシ Min. セミリセミリ Min. loss セミフレキセミフレキブル loss ジッドジッド PE line SXL-36 SXL- 3D-V Ai line SX-36 SX- 外導体外直径 c [mm] 外導体内直径推定 [mm] 内導体直径 [mm] 比率 / 比誘電率 ε 波長短縮率 1/ ε 係数 1/π η 特性インピーダンス Z [Ω] ZL c PE ポリエチレン ε=. PTFE テフロン ε=.1 Ai 空気 ε=1. Z Coil Cle ワカ製作所 hp://

6 同軸ケーブル用コネクタ 1 同軸ケーブル標準コネクタ上限周波数はあるものの, 下限周波数が存在しないために一つの系で下から上まですべての周波数に対応可能 D f c コネクタ 1 mm 11 GHz 1.85 mm 65 GHz V.4 mm 5 GHz APC-.4, OS-5.9 mm 4 GHz K 3.5 mm 33 GHz APC-3.5, NMD3.5mm 3.5 mm GHz SMA 7 mm 18 GHz APC-7 18 GHz GHz マイクロ波同軸コネクタ, Agilen echnolog pplicion noe RFワールドNo.9,p.91, CQ 出版, RFワールド No.33, p.61, CQ 出版 N BNC Wilon 現 Anisuの商品名上限周波数 f [GHz] コネクタ名称 APC7 SMA 3.5mm マイクロ波同軸コネクタ, Agilen echnolog pplicion noe RFワールドNo.9,p.91, CQ 出版, RFワールド No.33, p.61, CQ 出版.9mm K.4mm 1.85mm V 1 mm 外導体外直径 c [mm] 外導体内直径 [mm] 内導体直径 [mm] 比率 / 比誘電率 ε 波長短縮率 1/ ε 係数 1/π η 特性インピーダンス Z [Ω] 特性インピーダンス 1 If QC is chge in he inne conuco, in he cse of Q E S Q Q Q E E E L S S Q E 1 L Then he poenil iffeence V is, Q Q Q V E ln L L ln ln L LV Q ln L Susiue () o (1) pouces Q 1 LV V 1, c E L L ln ln z In he cse of n E E Fom equion () Q C L F V ln ガウスの法則より電磁気 Ⅰ のメインテーマ V ln V ln アンペアの法則より (i) In he cse of Fom equion (3) L L I IL Hl C Hl I C Bz ln z IL H I ln W I L H1 L ln H I (ii) In he cse of Hl HlI C C H I H I H 3 I (iii) In he cse of c I Hl HlI I C C c c c H I c I c H3 c (iv) In he cse of c 特性インピーダンス Hl HlII C C ln H L L 1 ln Z ln H 4 C L 1 Z ln 3 電磁気 Ⅱ のメインテーマ電磁波の導入テーマ特性インピーダンス Z ln ln ln log 底変換の公式 z c c log log log,, と置く cと置く z と置く,,, ε の値によって Z を自由に設計できるが, 特性インピーダンス z c z cz cz e,, 1に置き換えると loge loge1log1.36log1 導体損失 (TEMモード) 1 RS ctem 1 f ln ln ln ln α=f() が最小となる =/ の値は D. M. Poz, Micowve Engineeing n, p.81, Inn, Elecomgneic Wves, p.367 4

導体損が最小となる / の導出 f 1 ln 1 1 1 f ln ln ln 5 種々の伝送線路 1 Seil(shiele 1) Coil semi-igi 5Ω Coil semi-fleile 5Ω

Sip Suse 6 8 W W Z ln fo 1 4 e W 3 1 W Z Z Z fo 1 e 1.393.667 ln 1.444 W W W e.

``Micowve Engineeing, 3, p.143-146, John Wile & Sons 森, ``マイクロウェーブ技術入門講座基礎編, p.

7 導体損が最小となる / の導出 f 1 ln f ln ln ln 5 種々の伝送線路 1 Seil(shiele 1) Coil semi-igi 5Ω Coil semi-fleile 5Ω PC-Auio(shiele ) LAN(wise pi 4) Coil fleile 5Ω 6 f() の概形 f () の概形 USB(shiele 5) Telephone 4 Coil fleile 75Ω f ()= の極値 X n (8.-1.4GHz ) Wveguie 数学解析ソフト ``Mhemic1, ニュートン法 Opicl fie Mico-sip Sip W Suse E H 種々の伝送線路マイクロストリップストリップ接地線 W Sip Suse 6 8 W W Z ln fo 1 4 e W 3 1 W Z Z Z fo 1 e ln W W W e.441 平行平板同軸線平行線 Sip Z WW Suse E H E H E H 単位長さあたりのCとLが求まれば,TEMモード伝送線路の特性インピーダンスは求まる Z ln W Poz, ``Micowve Engineeing, 3, p , John Wile & Sons 森, ``マイクロウェーブ技術入門講座基礎編, p.14, CQ 出版, E H ln E H Z ln 7 v スペアナとオシロの視点の違い A 1 視点時間領域測定任意の周期波形は周波数の異なる正弦波の組合せ A3 A f f 1 v f v A1sin f1 Asin f A3sin f3 3sinsin1sin3 f 3 視点周波数領域測定アジレントテクノロジー, 計測の基礎セミナ RF/ マイクロ波コーススペクトラムアナライザ信号発生器の基礎, p.6, JA f スペクトラムアナライザオシロスコープ 8

f f 3 f f 1 A f f A f Sig V Sig Sweep ime f Lo スペアナのブロック図 f Sig f Lo f f1 f f f f 3 V Lo f Lo Sig V 電圧制御発振器掃引電圧発生回路 V SW Sweep ime Mois Engelson, Moen Specum

9, f f f Mi f Amp BPF 検波 BW A VBW VD f f f1 f f f f 3 A Sweep ime 垂直 CRT 偏向電極水平増幅器 BW 水平 9 分配器 ( スプリッター ) 出力側のダイオードとコンデンサの意味は? 回路図 In Ou1 Gn.

75 GHz Bsin とすると 1 との積 3 は 3 ABsin 11sin ABsinsin 1 1 ただしここで三角関数の加法定理より 1 sinsin cos cos 例 ) f 1 =11.7 GHz (RF) f =1.

8 f f 3 f f 1 A f f A f Sig V Sig Sweep ime f Lo スペアナのブロック図 f Sig f Lo f f1 f f f f 3 V Lo f Lo Sig V 電圧制御発振器掃引電圧発生回路 V SW Sweep ime Mois Engelson, Moen Specum nlze heo n pplicions, pp.91-9, Roe A. Whie, Specum n Newok Mesuemens n eion, pp.9, f f f Mi f Amp BPF 検波 BW A VBW VD f f f1 f f f f 3 A Sweep ime 垂直 CRT 偏向電極水平増幅器 BW 水平 9 分配器 ( スプリッター ) 出力側のダイオードとコンデンサの意味は? 回路図 In Ou1 Gn. Ou 3 ミキサと LNB (Low Noise Block Convee) 1 Asin 11 f LO =1.75 GHz Bsin とすると 1 との積 3 は 3 ABsin 11sin ABsinsin 1 1 ただしここで三角関数の加法定理より 1 sinsin cos cos 例 ) f 1 =11.7 GHz (RF) f =1.75 GHz (LO) f 1 =1. GHz (RF) f =1.75 GHz (LO) 増幅器 (LNA) ミキサアンプフィルタ (RF) () 1 3 OUT (LO) 局部発振器 AB cos 1 1 cos 1 1 AB cos 11cos 11 出力 3 に入力 1 とローカルの差の周波数が現れる即ち f 3 =f 1 -f が成り立つ IN f 3 = 95 MHz () f 3 =145 MHz () LNB 31 IN 分布定数と集中定数 1 GHz n LNA iz (,) iz ( z, ) Rz Lz vz (, ) vz ( z, ) Gz Cz z Ou R [Ω m] L [H m] G [S m] C [F m] DC1V hp:// A z z z B C z cos z z 3 cos ( ) z

パラボラ半値ビーム幅と利得開口面アンテナ利得は半値ビーム幅 Bを用いて次式 (1) で与えられることを示せ 4 G B (1) Dを開口直径とすると半値ビーム幅 θ 1/ は式 (6) は開口面アンテナの利得に [eg] 7 1 () 等しい D D G 1 B (3) (7) D 18 従って 7 B 18 D (4) 7 B 18 D (5) 半値ビーム幅の理論値が導出できる式 (1)

66 33 使用機材一覧機材名数量チェック場所備考 1 ルーネベルクレンズアンテナ 1 3 基礎パラボラアンテナ (LNB 付き ) 1 青ケース内 3 基礎 3 液晶テレビ ( ディスプレイのみ ) 1 3 基礎 4 チューナー (BS/CS/ 地デジ対応 ) 1 3 基礎 5 地球儀 ( ブルーテラ ) 1 青ケース内 1 基礎 6 75Ω 同軸ケーブル 3 3 基礎 7

9 パラボラ半値ビーム幅と利得開口面アンテナ利得は半値ビーム幅 Bを用いて次式 (1) で与えられることを示せ 4 G B (1) Dを開口直径とすると半値ビーム幅 θ 1/ は式 (6) は開口面アンテナの利得に [eg] 7 1 () 等しい D D G 1 B (3) (7) D 18 従って 7 B 18 D (4) 7 B 18 D (5) 半値ビーム幅の理論値が導出できる式 (1) 右辺を計算して,4 π,7π/18 1とすれば, 4 4 D B 7 (6) D 18 三輪, アンテナおよび電波伝搬, 東京電機大学出版局, p 使用機材一覧機材名数量チェック場所備考 1 ルーネベルクレンズアンテナ 1 3 基礎パラボラアンテナ (LNB 付き ) 1 青ケース内 3 基礎 3 液晶テレビ ( ディスプレイのみ ) 1 3 基礎 4 チューナー (BS/CS/ 地デジ対応 ) 1 3 基礎 5 地球儀 ( ブルーテラ ) 1 青ケース内 1 基礎 6 75Ω 同軸ケーブル 3 3 基礎 7 アンテナ分配器 1 3 基礎 8 仰角測定器 1 青ケース内 3 基礎 9 スペアナ 1 3 基礎 1 電源ドラム (3 端子コンセント ) 1 3 基礎 11 電源ドラム ( 端子コンセント ) 1 3 基礎 1 長机 1 基礎 13 測定値描画用ノートPC 1 1 基礎 14 帽子 ( 直射日光下で屋外測定作業が多いため ) 4 1 基礎 34 測定回路ブロック図 1 35 測定回路ブロック図 36 Anenn In GHz Noe PC Ecel Low Noise Block(own) convee (LNB) LNA (Amp.) GHz (insie he shiele enclosue) Mie Amp. BPF RF LO DC is +15 V Locl Oscillo Displ Tune Ou In.BS GHz HDMI DC 15 V In.3 HDMI Splie Ou GHz 75 Ω Coil cle She / DC Anenn RF Amp. (LNA) Mie Locl Oscillo LNB Amp. DC is 15 V BPF DC 15 V Splie TV Tune HDMI Specum nlze Impence p Specum nlze GHz Impence p 75/5 Ω LNB Splie Impence P

10 Anenn Une Tes (AUT) アンテナ配置例 1 LNB z E A Elevion E 43 Azimuh A 実体配線例 WB WB WB HDMI TV PC HDMI Tune 廊下棚 Co. Splie 入口 Co. Impence p Co. SA BB ANT LNB 屋外スペース窓窓窓 N 38 S TV チューナーアンテナ接続 39 アンテナ配置例 4 入出力に注意!

11 衛星マップ 41 実験 1. 指向性パターン測定 4 JCSAT 18 BSAT 11 実験仰角を固定したまま方位角変化させて受信ピークレベルの角度特性を測定する測定結果からパラボラルーネベルクレンズの半値ビーム幅を求める赤道 BS は仰角 ( エレベーション )43 南正面西 BS-TA45DHV, TDK LuneQ-4, 住友電工この LNB は f LO =1.678 GHz 実験 1. 指向性パターンの例 43 スペアナ操作周波数マーカー操作 P [Bm] 極表示 φ A [egee] エクセルでグラフ -1 プロットしながら, 変化の激しい所は細かく, 変化の緩いと - ころは粗くデータを取るといった時短の -3 ための効率化を考えること XY 表示押して矢印キー又はダイヤルを回して目的周波数に合わせる. 帯域選択を押してテンキーで 3 khz 3. トレース操作 TRACE B を押してしばらく待ってから TRACE A を押して画像記録 RF ワールド No.14 `` 小型 / 超小型アンテナの設計 / 製作 / 測定法,'' p.88 より引用

実験. BS 周波数スペクトル測定実験 BS のチャンネルと周波数データを参考にして実際のスペクトルの画像を記録し下表の値をすべて求めよまたミキサで周波数を約 1/1 にダウンコンバートする理由を述べよ LO 周波数 [GHz] チャンネル番号 BS-1 BS-3 BS-5 BS-7 BS-9 BS-11 BS-13 BS-15 BS-17 BS-19 BS-1 BS-3 A B

地デジ (VHF) スペクトル測定実験 A 地デジスペクトルを測定せよウェブで公開されている各局のスペクトル値 ( 中心周波数帯域幅 ) と比較せよチャンネル名称アンテナ ( 屋内 TV ポート ) RF チャンネル番号 RF 下限周波数 [GHz] RF 上限周波数 [GHz] RF 中心周波数 [GHz] 周波数帯域幅 [MHz] 分配器インピーダンス変換器スペアナテレビ

12 実験. BS 周波数スペクトル測定実験 BS のチャンネルと周波数データを参考にして実際のスペクトルの画像を記録し下表の値をすべて求めよまたミキサで周波数を約 1/1 にダウンコンバートする理由を述べよ LO 周波数 [GHz] チャンネル番号 BS-1 BS-3 BS-5 BS-7 BS-9 BS-11 BS-13 BS-15 BS-17 BS-19 BS-1 BS-3 A B (A+B)/ 下限周波数 [MHz] 上限周波数 [MHz] Ecel 計算で求める中心周波数 [MHz] frf=f+flo RF 下限周波数 [GHz] RF 上限周波数 [GHz] RF 中心周波数 [GHz] 周波数帯域幅 [MHz] Ch1 つ当たりの帯域幅 BS1の下限周波数 BS1の = 上限周波数 BS1 BS3 45 BS3の下限周波数実験 3. 地デジ (VHF) スペクトル測定実験 A 地デジスペクトルを測定せよウェブで公開されている各局のスペクトル値 ( 中心周波数帯域幅 ) と比較せよチャンネル名称アンテナ ( 屋内 TV ポート ) RF チャンネル番号 RF 下限周波数 [GHz] RF 上限周波数 [GHz] RF 中心周波数 [GHz] 周波数帯域幅 [MHz] 分配器インピーダンス変換器スペアナテレビ ( モニター ) HDMI チューナー地デジ入力ポートに接続を変更すること 46 実験 4-1. 誘電体板の効果 47 実験 4-. 偏波回転方向 48 実験 LNB フィードホーン内に誘電体板を挿入 ( 右 45 傾斜と左 45 傾斜のケース ) し周波数スペクトルを撮影して比較せよスペクトルが異なる理由を考察せよ針金の形状で偏波を調べる方法 hp:// より引用

1 としてみよ Mhemic, Scil などのソフトを使って非線形方程式の解法の一つであるニュートン法を適用する hp://www.cn.kgw-nc.c.jp/~kusm/lecue/flw/coil_impence.pf 答え : (1) 略 () 5.9, 76.7 Ω 計算.

13 偏波回転方向確認 ( 参考 ) 針金の形状で偏波を調べる方法 49 5 計算 1. 同軸線路特性インピーダンス同軸線路の特性インピーダンスの損失が最小になる D/ の値は (1) D/=3.591 になることを確認せよ () また,ε=1. および ε=.1 のときの特性インピーダンスの値を計算せよ f() が最小になるためには f () がゼロ ( さらに厳密には f ()>) になる点を見つければよいので Ecel で関数を描画すれば視覚的に最小値を確認することができる f() と f () 両方を描画して最小値を確認せよの刻み幅は.1 としてみよ Mhemic, Scil などのソフトを使って非線形方程式の解法の一つであるニュートン法を適用する hp:// 答え : (1) 略 () 5.9, 76.7 Ω 計算. 測定器によるテレビ信号測定入力インピーダンス5Ωのスペクトラムアナライザがあるこれを特製インピーダンス75Ωの同軸線路と接続するとき整合回路を挿入しない場合の反射係数 ΓとVSWRおよび透過係数 Tはいくらになるかまたスペアナに送られる信号電力は本来の何 % か測定器 Z L =5 Ω 答え : -., 1.5,.8, 96% インピーダンス変換器 TV 同軸線 Z =75 Ω RF この部分 Anenn LNB Amp. (LNA) Mie Specum nlze Locl Amp. Oscillo TV BPF Impence p HDMI Tune Splie 51 計算 4. 通信衛星の必要最小数衛星通信は図に示すように赤道上空 36kmの位置に衛星を配置しこれを中継して地球上の地点間で通信を行う方法であるこの方法では (1) 1 機の衛星により地球表面の何 % の面積をカバーできるか () また, 地球全域をカバーするためには何機の衛星が必要か計算で確認せよ R 63 km 地球鹿児嶋憲一光電磁波工学コロナ社, p.11 答え : (1) 4.5 % ().35 機即ち,3 機以上 H 36 km 静止衛星 5

53 計算 5. 通信衛星からの受信電力送信電力 1 W, アンテナ利得 37.7 Bi の放送衛星から送信される電波を直径 5 cm のパラボラアンテナで受信すると, 受信電力は何 W になるかただし, 使用周波数は f = 1 GHz, 地球と衛星間の距離は 36, km とし, パラボラの開口効率を η =.64 とする答え : 4.5 1-1 W, (-83.

11 より引用 BSAT-3,3,3c の送信出力は各 1 W 程度 hp://www.-s.co.jp/ocsing-sellie/ 座標を求める計算式 (z)=(z1)-(z-z1)*nθ 1 (z3)=(z)-(z3-z)*nθ 光線追跡法 ( レイトレース法 ) エクセル計算シートの例計算条件光線 z z1 z z3 番号 1 3 真空誘電率 ε. 1-1. -1.9-6.6-37.

14 53 計算 5. 通信衛星からの受信電力送信電力 1 W, アンテナ利得 37.7 Bi の放送衛星から送信される電波を直径 5 cm のパラボラアンテナで受信すると, 受信電力は何 W になるかただし, 使用周波数は f = 1 GHz, 地球と衛星間の距離は 36, km とし, パラボラの開口効率を η =.64 とする答え : W, (-83.5 Bm) 光線追跡法 ( レイトレース法 ) z z1 z z3 i i m 1 m 1 m (z1)=(z)-(z1-z)*nθ i 鹿児嶋憲一光電磁波工学コロナ社, p.11 より引用 BSAT-3,3,3c の送信出力は各 1 W 程度 hp:// 座標を求める計算式 (z)=(z1)-(z-z1)*nθ 1 (z3)=(z)-(z3-z)*nθ 光線追跡法 ( レイトレース法 ) エクセル計算シートの例計算条件光線 z z1 z z3 番号 1 3 真空誘電率 ε 真空透磁率 μ 周波数 feq 1.E 角周波数 ω 6.8E 比誘電率 1 ε 比誘電率 ε 波数 1 k 波数 k 入射角度 θi 反射角度 θ 研究事項 1.LNB を使って周波数をダウンコンバートする理由を, 回路寸法と波長の観点から説明せよ. アンテナ有効面積, フリスの伝達公式について説明せよ 56 中島洋,Ecel でできる光学設計, アドコムメディア

Microsoft Word - cn5_antenna.docx

Microsoft Word - cn5_antenna.docx CN5-(7) アンテナ測定 v3.5 Jul.218 目的赤道上空 36, km の高度にある衛星は地球の自転速度と同じ角速度で移動しているため, 地上から見て常に同じ位置に静止して見えるまた,1 つの衛星で日本全体をカバーできるほど広範囲の電波を一斉送信できることから, 通信放送に適している本実験では Broadcast Satellite (BS) 電波を利用したパラボラアンテナおよび,