[通信実験]

ビル回折反射波による見通し外通信実験


きょうとYM39



2002年5月22日、東京都港区浜松町の世界貿易センタービル40F展望台(地上高約150m)と、茨城県つくば市筑波山つつじヶ丘駐車場(標高530m付近)との間で特定小電力トランシーバーによる見通し外通信実験を行った。




【汐留貨物駅跡地】


この二点間は約70.6km離れているが、障害物がなければ問題なくM5で通信できる距離である。 ところが、最近になって汐留貨物駅跡地に高層ビルが次々と建設されつつあり、世界貿易センタービル展望台から見ると、筑波山の一部がこれらの高層ビルに隠れて見えなくなってきた。




【つつじヶ丘駐車場】


図1

この実験日より一ヶ月ほど前、視界のいい日に展望台に上り、筑波山が実際にどのように見えるか、双眼鏡で確かめた。その略図が(図1)である。(残念ながらこの時はデジタルカメラを持参しなかった)

この図は、展望台の西端の位置から見た場合のものである。 筑波山の二つの山頂(女体山と男体山)は左右の高層ビルの間から見えているが、つつじヶ丘駐車場は右側の高層ビルの左端ギリギリの位置に見える。 ところが、展望台の西端から約5〜6m東へ移動すると、つつじヶ丘駐車場は右側の高層ビルの左端に隠れて見えなくなった。 つまり、展望台内で東西に移動することにより、つつじヶ丘駐車場が見通し内になったり見通し外になったりするわけである。

そこで、見通し外であっても右側のビルの左端での回折波や、左側のビルの右端での反射波によって交信できるかどうか確かめるための実験を行うことにしたわけである。




【実験開始】


写真1(Photo by きょうとYM39)

実験当日、当局(きょうとYM39)が世界貿易センタービル展望台、つくばF3局がつつじヶ丘駐車場へ移動し、実験を開始した。

残念ながら当日は視界が10km強しかなく、筑波山は実際には見えなかった。この時展望台から撮影した写真が(写真1)である。

左右のビルは実際にはいくつかのビルが並んでいるわけであるが、ちょうど真ん中に「ゆりかもめ」の線路をはさんでいるため、その分の隙間が空き、それが筑波山方向に当たるわけである。

真ん中に駅が写っているが、これは汐留駅(未開業)である。




【信号強度が急激に変化】


図2

さて、世界貿易センタービル展望台は、一辺が約50mの正方形をしており、その北側の辺の西端から東端までの各地点でどのように受信状態が変化するのかの実験にとりかかった。

展望台の西端地点では、つつじヶ丘駐車場は見通し内となるため、まず西端の地点で交信を開始した。(図2のA地点)

A地点ではお互いにM5で問題なく交信できた。 これはつつじヶ丘駐車場が見通し内であり、途中に障害物がないためである。 正確に言うと、展望台のガラス窓という障害物があるのだが、他の高層ビル展望台での交信の経験上、アンテナをガラス窓にへばりつけた状態が最も送受信状態が良いことがわかっている。 A地点でも、ガラス窓から10cm以上離れると、メリットが下がり始めた。そのため、今回の実験はすべてガラス窓にへばりついた状態で行う事とする。 さて、A地点から約5〜6m東のB地点までの間はM5で交信できた。見通し内であればM5で安定した交信ができたわけである。B地点からさらに東へ移動すると、つつじヶ丘駐車場は右側の高層ビルの左端に隠れ、見通し外となる。 B地点から東へ約2〜3mくらいの地点でも、M4で交信できた。見通し外であっても回折波か反射波で交信できることが判明した。

おもしろいのはここからで、さらに東へ移動すると急に電波が弱くなり、C地点(A地点から約15m地点、ビルの幅の西から3分の1地点)あたりでM1まで落ち、そこから東側(D地点など)は全く聞こえなくなってしまった。 つまり、見通し内である西端ではM5で安定していたものが、東へ移動して見通し外になるとM4に落ち始め、さらに東へ移動すると急激にM3、2、1と状態が悪くなり、展望台の西側3分の1の範囲でしか交信できないという結果が出た。 ちなみに、双方のメリットはほぼ一致していた。こちらから送信した電波も回折してつつじヶ丘駐車場に届いているわけである。

見通し外になれば徐々に電波が弱くなるだろうと想像していたのだが、まさか3分の1地点を過ぎるとこれほど極端にメリットが下がるとは想像もしていなかった。 確かに、東側へ移動すればするほどつつじヶ丘駐車場はビルの奥深くへ入りこんでいき、回折角が大きくなってしまうのである。

東側へ行くほど急に状態が悪くなったことを考えると、反射波よりも回折波の影響が大きかったと言えるだろう。その回折角であるが、おそらく1度未満と思われるため、実測にはかなりの精度が要求される。




【今回のまとめと反省】


見通し外であってもこのような条件下で通信が可能であることが確認された。見通し内、外の判定をした日と、交信実験をした日が別の日であり、展望台内での何m地点というのも目分量であるため、データに多少の誤差があることが考えられる。 筑波山が目視できるほど視界のいい日に再び実験し、精度を上げたデータを取ってみたい。正確な回折角の求め方も今後の課題である。



【次回以降の実験】


今回と同じ実験を、今度は目視しながら行ってみたい。 また、同様にビルの右側(東側)からの回折波の実験も行い、西側の結果と比較してみたい。 70キロ先まで視界のきく日はめったにあるものではなく、あってもその日に双方の都合が合わなければならず、実験できるのはかなり先になりそうである。