[通信実験]

特小DX通信実験2(五葉山〜茶臼岳278.1km)


きょうとYM39 つくばF3



2003年5月24日(土)、特定小電力トランシーバー(以下、特小)を使った遠距離(DX)通信実験を ”きょうとYM39”が岩手県釜石市五葉山(ごようざん、標高1351m)、 ”つくばF3”が栃木県那須町茶臼岳(ちゃうすだけ、標高1915m)へそれぞれ登頂して行った。




【実験の動機付け】

茶臼岳山頂

昨年(2002年)10月に特小DX通信実験第一弾(八溝山〜万三郎岳 256.4km)を実施した”つくばF3”、”きょうとYM39”は、さらなる遠距離交信をめざして2003年5月24日(土)、特小DX通信実験第二弾(茶臼岳〜五葉山 278.1km)に挑戦した。

茶臼岳は、那須連山の一つで、活火山であり、現在も盛んな噴煙を上げている。 一方、五葉山は、北上山地の南部に位置し、岩手県の大船渡市、釜石市、住田町の境をなす準平原地形の山である。 一見何の関係もないようなこれら二山であるが、実は山頂間は278.1kmも離れているにもかかわらず、見通し範囲内なのである。 その見通し線は高い山を見事なまでに左右にすりぬけており、仙台市上空を通過して二山を結んでいる。 しかも海上を通過していないのも驚きである。

これら二山間が可視範囲であることは、昨年(2002年)秋の一斉オンエアデー(9月15日)に茶臼岳に移動した”きょうとYM39”がカシミール3Dで計算した際に気がついた。 八溝山〜万三郎岳間より距離の長い見通し区間として、ほかにも実験候補地はあるが、実験するためには双方が同じ日、同じ時刻に登山しなくてはならず、双方とも天候がよくなければならない。 高い山であれば天候も変わりやすく、山小屋での宿泊が必要であったりして、十分な登山の知識と経験がないと危険である。 ハイキング気分で登れないような山が必然的に多くなってくる。

茶臼岳にはロープウェイがあり、徒歩40分で山頂に到達できる。 五葉山は岩手県なので、関東地方から日帰り登山というわけにはもちろんいかない。 予備知識が全くなかったので、五葉山の研究をする必要が生じた。 五葉山の山開きは4月29日であり、梅雨に入ると実験できる日が少なくなると考えられるため、5月中に実験する計画が急浮上した。




【五葉山の研究】

五葉山三角点

もし昨年、八溝山〜万三郎岳間の交信に失敗していたら、関東地方から実験のために五葉山まで出かけることはなかったに違いない。 協議の結果、五葉山へは”きょうとYM39”が東京から移動することになった。

登山の本や、インターネットを検索して五葉山の研究を始めた。 カシミール3Dによると、茶臼岳との可視範囲(交信可能地点)は山頂付近のみである。 そのため、最も徒歩時間が短くて済む(最も山頂で時間を取れる)方法を検討した。 登山コースは幾通りかあるが、「赤坂峠」(標高712m)からのコースが最短で徒歩2時間強で山頂に到達できる。 山頂は三角点(標高1341.3m)が最高地点ではなく、そこからさらに10mほど標高の高い「日の出岩」(1351m)という岩場が最高地点である。 カシミール3Dでは、この日の出岩を「五葉山」としており、278.1kmというのもこの地点である。 実験の運用地点は日の出岩と決めた。樹木などによる障害物の心配もなさそうである。

大船渡市の盛(さかり)駅から赤坂峠に向かう道の途中までは路線バスがあるのだが、ダイヤは少ないし、その終点から赤坂峠まで2時間も舗装道路を歩かなくてはならない。 山頂での実験の時間を考えると、赤坂峠までタクシー利用が時間的に有利と思われた。 早朝に赤坂峠から登りだし、山頂で実験を済ませたあと遅くとも日没までには赤坂峠まで下山しなくてはならない。 そうすると、実験日の前日と当日の2泊の宿泊が必要になってくる。 前日のうちに東北新幹線から在来線に乗り換え、大船渡市または釜石市まで行かなければならない。

もっと時間を有効に使える方法はないか探していたら、夜行バスの存在に気がついた。 池袋から釜石まで夜行バスの便があるではないか! 池袋駅西口を23時00分に発車して、早朝に大船渡駅、盛駅、唐丹駅、釜石駅のどこでも下車できる。 この便に乗れば宿泊費はかからないし、東北新幹線より遥かに安価で往復でき、五葉山での実験には最適のアクセスである。 少しでも赤坂峠に早い時間に到達し、しかもタクシーの乗車距離を短くするために、夜行バスを盛駅(7時07分着)まで利用することにした。




【実験当日(五葉山側)】

盛駅前

2003年5月23日(金)深夜23時00分、”きょうとYM39”は、池袋駅西口発の夜行バスに乗りこんだ。 20年ほど前には夜行バスといえばドリーム号くらいしかなかったが、今では全国各地に夜行バスが走っている。 そのかわり夜行列車が減ってしまった。かつて青春18きっぷで夜行列車を乗り継いで長崎や札幌まで行けた時代が懐かしく思われる。

翌24日(土)、下車したのは岩手県大船渡市の盛駅である。7時07分着のダイヤだが、数分早く到着した。 盛駅はJRと三陸鉄道の駅舎が隣り合っている。三陸鉄道はかつての国鉄盛線が第三セクターになったものなので、もともと一つの駅を無理やり二つに分け、改札口を別々にした形になっている。 このような例は全国各地の第三セクターの駅にみられる。

盛駅の待合室に入り、東京から持ってきたサンドイッチで朝食とした。 7時40分頃に駅前で客待ちをしていたタクシーに乗りこみ、赤坂峠をめざした。 やがて国道を離れ、クネクネ道を登って赤坂峠には8時10分頃に到着した。 夕方17時30分に迎えに来てもらうように予約をしておいた。

赤坂峠登山口

赤坂峠は五葉山の代表的登山口であり、広い駐車場、トイレ、水場がある。 既にマイカーが10台ほど止まっており、何組かの登山客が登山の準備中であった。 ちょうどつつじが見頃である。それが目当てで来ている人もいるであろう。 しかし”きょうとYM39”は山頂での無線が目的なのである。

8時25分に赤坂峠を出発した。登山の本によると山頂までは2時間強かかる。 実際に歩いてみると、山頂までよく整備された登山道が続いており、特に危険な箇所もなかった。 天気もよく風もほとんどないが、雨、風、雲、雷でもあればたちまち危険に遭遇するのが山の常である。 五葉山には野生の鹿や月の輪熊もいるらしいが、帰りのタクシーの車窓から鹿を目撃したのみであった。

しゃくなげ荘

朝は冷えるだろうと思って十分な服装の準備はしていたが、暑くもなく、寒くもなく、快適な登山である。ウグイスも鳴いている。 途中で写真撮影、休憩をはさみながら山頂をめざした。三角点の手前には、しゃくなげ荘という避難小屋があり、トイレも水場もある。 そこの温度計は14度を示していた。

五葉山の最高地点は三角点からさらに0.3kmほど先の「日の出岩」である。 11時00分頃に到着した。ここはゴツゴツした岩場であり、少しでも高い岩から運用したいと思い、よじ登って足場を確保し、オンエアの準備をした。

茶臼岳移動の”つくばF3”局とは事前に綿密なスケジュールの打合せがしてあった。 11時15分から5分刻みで、時刻と使用チャンネルが決められていた。 もしQSOできなければ延々このスケジュールに従ってオンエア、一旦QSOできればそこで改めて打合せすることになっていた。

日の出岩から三角点方向を望む

狭い日の出岩の上で荷物を広げて手間取っているうちに11時15分を逃してしまい、11時20分に単信レジャー3chをワッチした。 いとも簡単に”つくばF3”局の電波が受信でき、双方のQTH、メリット交換(M5/M5)し、278.1kmのDXが成立した。 昨年の八溝山〜万三郎岳(256.4km)を上回るDXである。 距離による電界強度の減衰は対数で計算されるため、大した違いはないのだが、わざわざ東京からここまでやってきた甲斐があったと充実した気分になった。

カシミール3Dで作成した展望図を参考にして、茶臼岳の方向を見つめながら、見通し範囲というのはすごいものだと改めて感心した。 単信レジャー3chを連絡波として設定し、各種の実験メニューにとりかかることにした。




【実験当日(茶臼岳側)】

ロープウェイ山頂駅

”つくばF3”は24日早朝、茶臼岳へ向かって移動を開始した。 9時10分頃、東北自動車道那須インターチェンジを降り、ここから県道17号線を那須湯本方面へ走行する。那須湯本から那須高原道路に入り、ロープウェイ山麓駅を目指す。 10時00分頃、ロープウェイ山麓駅周辺の駐車場に到着、ここで自動車を止めロープウェイ駅に入る。最近改築されたようで駅舎は非常に美しい。 改札口の前には、4、50人くらいの登山客が次の改札を待っていた。数分後、10時12分発に乗ることができた。 ロープウェイから見える山肌には所々残雪も見える。約5分後、山頂駅に到着した。ここからは、徒歩で茶臼岳山頂を目指す。 約40分間の山登りである。

山頂への道標

100m程整備された緩やかな登山道を歩くとそこから先は、急なガレ場が続き非常に歩き難い。 岩に塗られた黄色いペンキを頼りに30分程登って行くとさらに急な岩場にたどり着く。 そこを越えると突然平坦となり、山頂まであともう少しである。

山頂前の小さな鳥居
11時00分頃、小さな鳥居を通過し、ついに山頂に到着した。 天気が良いためか登山客が多く山頂付近は混雑していた。運用場所を決めて、無線機の準備に取りかかる。 最初の呼び出し予定時刻の11時15分まで山頂からの展望を楽しむ。山頂付近はところどころで湯気が上がっている。 山頂の西側には噴煙を上げる火口がある。茶臼岳が活火山であることを改めて感じる。

山頂より朝日岳方向を望む

五葉山方向は山頂から見て北東方向にある朝日岳(あさひだけ、標高1896m)山頂の右側なのでその方向に障害物がないかどうか確かめる。 幸い天候も穏やかで朝日岳山頂を目指す登山客の姿がここからはっきりと見えた。 もしこのとき視界が悪ければ、コンパス(方位磁針)だけが頼りとなる。

11時15分、1回目の呼び出しを開始する。単信レジャー1chで”きょうとYM39”局を数回呼び出した。 しかしまったく応答がない。無線機を数10センチの範囲内で動かして探ってみるが、五葉山からの電波はまったく入感しなかった。

11時20分、2回目の呼び出し。予定に従い単信レジャー3chで呼び出しを行う。するとかすかに何か応答する声が聞こえる。もう一度呼び出す。 無線機を動かしてメリットの良いポイントを探っていくと、少しずつ良好に入感するようになり最終的にメリット5まで上昇した。 ほぼ2ヶ月ぶりに聞く”きょうとYM39”局の声である。 移動場所、メリット交換して単信による遠距離交信が成功した。記録更新の瞬間である。




【スケルチ感度/レピーターの実験(by. きょうとYM39)】

さて、今回の実験に使用している無線機は、DJ-R20Dという機種である。 DJ-R20Dは単信、複信、半複信のすべてのモードの運用が可能であり、レジャー用、ビジネス用のすべての周波数をカバーしている。 また、単体でレピーター(中継機)としても動作させることができるという、実に多くの機能を持っている無線機である。 まずは単信でのQSOに成功したわけだが、双方ともこのDJ-R20Dを2台ずつ持参しており、他のモードでの実験を続けて行うことにした。

DJ-R20Dにはモニターボタンというのがついている。 このボタンを一度押せばスケルチが開きっぱなしになるので、相手局の電波が弱い時にも相手の声を途切れずに聞くことができる。 通常DXをする場合には、このボタンを一度押した状態で受信をする。 先ほど成功した単信でのQSOは、もちろんそのようにして行ったものである。

今度はモニターボタンを押さずに、DJ-R20Dのスケルチが開くかどうかという実験を行ってみた。 スケルチレベルは5段階の1に設定した。 送信側ではPTTボタンを押したり離したりし、受信側でスケルチが開くかどうかという確認をするという手法で行った。 結果は、茶臼岳送信、五葉山送信のどちらも、受信状態が最良になる位置ではスケルチは見事に開いてくれた。 無線機を数10cm動かしてしまうと不安定になり、スケルチは開いたり開かなかったりした。

次は単信でトーンを送出し、受信側でスケルチレベル1でトーンスケルチが開くかどうかという実験を行った。 DJ-R20Dでは、単信の場合と半複信の場合はトーンスケルチがなくても運用できるが、 複信の場合と半複信で多段レピータを組む場合は、トーンスケルチが必須となっているため、この実験は今後の実験の基礎となるものである。

もし278.1km離れた地点からでもトーンスケルチが開くことが確認されれば、見通し区間で多段レピーターを組んだ列島縦断QSOも技術的には十分可能であることになる。 結果は、無線機の位置さえ選べばトーンスケルチは見事に開いてくれた。

12時00分頃、レピーター(半複信)の実験を行った。 DJ-R20Dのチャンネルを半複信レジャー1chにして、茶臼岳、五葉山にそれぞれを適当な場所(山頂直下)に置いてアクセスが可能かどうかを実験した。 この時は、トーンスケルチは無し(アクセス制限無し)で行った。結果は、双方ともアクセス成功、M5/M5でQSOが成立した。

ここで筆者は、ふと思いついた。 DJ-R20Dを両手に1台ずつ持ち、2台とも半複信モードにし、右手から送信して茶臼岳レピータ経由で戻ってきた電波を左手で受信できるかどうか試してみたくなった。 結果は見事に成功で、右手の無線機に向かってしゃべった自分の声が、左手の無線機に接続したイヤホンから聞こえてきた。 なんと、自分の声が電波に乗って278.1kmの倍の556.2kmを旅してきたことになる。東海道本線の東京〜大阪の営業キロ556.4kmにほぼ匹敵する距離である。




【同時通話/水平偏波の実験(by. つくばF3)】

12時30分頃、複信(同時通話)の実験を行った。 双方モードを切り替えて、複信レジャー1chにチャンネルを設定(グループ番号01)。 茶臼岳側から五葉山側へ向けて呼び出しを行うことにした。 呼び出し音がモニターから流れ、相手局がフックを押すのを待っていると、呼び出し音が止まり”きょうとYM39”局の声が聞こえてきた。 同時通話ではさすがに電話と同じで”もしもし”から会話が始まる。

また、驚いたことに単信用チャンネルと比べ、半複信/複信用チャンネルは使用頻度が少ないためか(混信やノイズが少ない)受信音がクリアな印象を受けた。 半複信/複信の場合、送受信周波数の間隔が18.45MHzも離れているとはいえ、同時送受信をしているので遠くからやってきた微弱な電波が干渉でメリットの低下を招くのではないかと思われた。 しかしそれを感じることはなかった。

山頂付近にいる登山客の中に、こちらの会話の様子を見て携帯電話で連絡を取ろうとしている方がいた。 どうやら筆者らが同時通話をしている様子を携帯電話と勘違いされたようだ。 しかし、電波が弱いためなかなか通じないようで、不思議そうにこちらを眺めるばかりだった。

同時通話が成功したので一旦連絡波である単信レジャー3chに戻って連絡をとってみると、連絡用として特小を使っている登山グループが茶臼岳周辺にいるようだった。 そこで混信を避けるため連絡波を単信レジャー8chに変更し、再び同時通話に戻った。

快適な同時通話を楽しんでいるうちに時間が過ぎてしまい、ふと気がつくと13時45分頃になっていた。 実験をはじめてなんと2時間半以上も経過していた。 昼食も取っていなかったので、ここで一旦休憩を取ることにして、14時00分に単信レジャー8chで呼び出すことにした。

14時00分、呼び出しを行ったが、五葉山側で写真撮影の要請あったので、14時10分から実験を再開した。 14時15分頃、いままで強力に入感していた五葉山からの電波がだんだん弱くなり始めた。 無線機の位置が悪いのか、何度も場所を探ったがメリットが上がらない。 14時25分頃、再びメリットが上昇してきた。午前中には感じなかったフェ−ジングが発生し始めたようだ。 10分間位の非常に長い周期でメリット5〜2程度まで変化した。

フェージングの発生によって信号が不安定になる中、通信確保のため、水平偏波を試してみることにした。 DJ−R20Dは、フルサイズの4分の1波長のホイップアンテナも特徴で、短縮アンテナを使ったその他の特小機に比べ、アンテナ利得が高いと思われる。 地表面に対してアンテナを水平にし、五葉山の方向に指向性を合わせ、垂直時とのメリットの変化を見てみることにした。

結果は、垂直時に比べ明らかにメリットの差が生じた。この時点でもフェ−ジングによるメリットの落ち込みが発生していたが、垂直時よりもその落ち込みは緩和されているように感じた。 指向性による見かけ上の利得向上による効果なのか、それともこの種のフェ−ジング(大気中の温度/湿度分布の変化による?)に対して水平偏波の方が信号の落ち込みを抑える効果があったのか。 いずれにしても、相手局の方向がわかっていれば、水平偏波を使ってより安定な通信を確保できることを実感した。 今後、直接波やラジオダクトなどによる遠距離通信を行う際は、水平偏波の使用が有効であると考えられる。 また、大半の業務局は垂直偏波を使用していると考えられるので、不要な混信を低減できる効果も期待できる。

14時40分頃、水平偏波のまま、複信モードで五葉山側から呼び出しをして、茶臼岳側でフックを押す実験を試みた。 結果は、茶臼岳側から呼び出したのと同じで、呼び出しに応えることができた。 この状態でしばらくの間、双方メリット5(M5)で遠距離同時通話を行った。 最後に水平から垂直にゆっくりとアンテナを立てながら複信モードで通話を続けていったところ、だんだんと双方の信号が弱くなり最終的に接続が途切れてしまった。




【ファイナルQSO】

15時00分頃、単信レジャー8chに戻って、ファイナルQSOに入る。 15時10分、お互いの下山の無事を祈り、帰路についた。




【まとめ】

今回の実験でわかったことをまとめてみると、以下が挙げられる。

@単信、半複信、複信による、278.1kmの遠距離交信の成功

A多段レピーターによる超遠距離(列島縦断)通信の技術的可能性

B水平偏波による、より安定した通信の確保



【考察】

通信距離と無線機が消費した総電力(送信時+受信時)の関係を考えてみる。

DJ−R20Dの取扱説明書によると、消費電流の定格が以下のように記載されている。

送信時:約75mA

受信時:約100mA(受信定格出力時50mW)

この時の電源電圧を4.5V(単3電池3本)とすると、総電力は以下のように概算される。

(75mA+100mA)*4.5V = 787.5mW

これを基に総電力1Wあたりの通信距離を求めると、

278.1km/0.7875W = 353.1km/W と計算される。

この値を評価する基準として、JARL QRPクラブから発行されている アワード”1000km/トータルパワー賞”と比較してみると、明らかにこの判定基準に及ばない。 しかし外部アンテナ(高利得)の使用ができない特定小電力トランシーバーの場合、この基準は厳しすぎるかもしれない。



【使用無線機】

DJ−R20D(特定小電力トランシーバー)



【参考文献】

栃木県の山(山と渓谷社)
岩手県の山(山と渓谷社)
関東の山歩き100選(昭文社)
JTB時刻表(JTB)
国土地理院2万5千分の1地形図 「那須岳」「五葉山」「盛」「大船渡」
山旅倶楽部オンライン地図 2万5千分の1
超展望の山々(実業之日本社)
カシミール3D入門(実業之日本社)
岩手県交通のHP
釜石市のHP
大船渡市のHP
JARL QRPクラブのHP
DJ−R20D取扱説明書(アルインコ株式会社)
特小DX通信実験(八溝山〜万三郎岳256.4km)