Total Pageviews

Sunday, December 6, 2020

2020年東北海道DXペディションでキャッチしたアラスカ中波局

 2020年11月21日(土)から23日(月)にかけて、ベテラン中波DXerのシエスタさん、しんぞうさんの3人で、東北海道にて中波DXペディションを行いました。コロナ禍の中での実施ということもあり、常時マスク着用(外すのは食事の時だけ)、手洗い、うがいの徹底はもちろんのこと、宿も一人一部屋確保、食事は短時間で済ませる、アルコールは一緒に飲まない等コロナ対策を徹底した上での実施となりました。

 ペディションでは、受信アンテナとしてシエスタさん謹製の40m長のTDDF(D-KAZ)アンテナを利用し、分配器でアンテナ出力を分配し各自のSDRで収録、解析するという形を取っています。

 現在SDR、Perseusで録り溜めた約750GBに及ぶ記録ファイルを解析中ですが、期間中は、北米西海岸方面の中波局が日夜共に強力に入感していました。北米内陸部も、テキサス、ルイジアナの常連局が顔を元気に見せていた程度です。スペイン語局も多数捉えられていますが、IDの確認に苦労しています。どうやら北米東海岸中波局を狙う我々にとってはあまり嬉しくない伝搬となってしまったようです。

 それでも、ノイズレベルの本当に少ない環境下で、様々な北米中波局を受信できるのは、非日常の体験であり、大変面白いものです。

 記録ファイルの解析途中ではありますが、多くのアラスカ局が受信出来ていましたので、ここで紹介します。アラスカ局には関東でも受信が可能なKICYやKNOM等の超常連局がありますが、ここ東北海道では、関東では考えられないくらいの受信レベルで、かつ良好な音質での受信が可能です。特にKNOMにおいては、「アラスカの現地で受信したんじゃないのか?」と思われる程の良好な音質で受信できています。

 アラスカ中波局は現在、36局在しているようですが、そのうち24局についてはIDを確認、1局についてはインターネットストリーミングでのパラチェックで確認できました。

  この図は、アラスカの中波局の場所を示したものです(クリックすると大きく表示されます)。黄色は今回確認できた局、オレンジは推定局、水色は確認できなかった局となります。

Fig.1 アラスカ中波局の位置(画像クリックで拡大)

受信音を紹介します。青字コールサインをクリックすると別窓で音声ファイルが再生できます。
 送信電力は夜間の値です。どの局もIDはしっかり確認できますが、820kHzのKCBF(女性の声)は、同周波数のテキサス州のWBAP(男性の声)の混信を受けています。1170kHzのKJNPは、同周波数の韓国局HLSRの混信をかなり受けています。HLSRは送信電力500kWなのでこの混信は厳しいですね。

 KFQDのジングルはお馴染みですが、AMの周波数(750kHz)のジングルとは別のFMの周波数(103.7MHz)のジングルがあることも今回始めて知りました。(FMの周波数のジングルはこちら)

 720kHzのKOTZは、同局の放送スケジュールによると、週末の夜間は音楽をずっと流しているだけの様子で、IDの確認が出来ずに、インターネットストリーミングでのパラチェックで同局であることの確認にとどまっています。(ペディションに同行されたシエスタさんが、11/20(金)の18時にKOTZのIDを確認されています。音声ファイルを、ebbs-zettoにアップしていただきました。シエスタさんありがとうございます。)

 KBRWは世界で最も北に位置する北極圏の放送局です。今回2018年に引き続き2回目の受信が出来ました。
   
Date/TimeFreq[kHz]Station (Click)TX PowerCity
2020.11.21 15:00JST550KTGN
5kWAnchorage
2020.11.21 17:00JST590KHAR
5kWAnchorage
2020.11.22 03:00JST620KGTL
5kWAnchorage
2020.11.22 03:00JST630KIAM
3.1kWNenana
2020.11.22 03:00JST640KYUK
10kWBethel
2020.11.21 15:00JST650KENI
50kWAnchorage
2020.11.22 03:00JST670KDLG
10kWDillingham
2020.11.22 04:00JST680KBRW
10kWBarrow
2020.11.22 03:00JST700KBYR
10kWAnchorage
2020.11.22 01:00JST750KFQD
10kWAnchorage
2020.11.22 03:00JST770KCHU
9.7kWValdez
2020.11.22 04:00JST780KNOM
50kWNome
2020.11.21 19:00JST790KCAM
5kWGlennallen
2020.11.21 19:00JST820KCBF
10kWFairbanks
2020.11.22 03:00JST830KSDP
1kWSand Point
2020.11.21 17:00JST850KICY
50kWNome
2020.11.22 00:00JST890KBBI
10kWHomer
2020.11.22 03:00JST920KSRM
5kWSoldotna
2020.11.22 03:00JST930KNSA
4.2kWUnalakleet
2020.11.22 03:00JST970KFBX
10kWFairbanks
2020.11.21 15:00JST1020KVNT
10kWEagle River
2020.11.22 03:00JST1110KAGV
10kWBig Lake
2020.11.22 03:00JST1140KSLD
10kWSoldotna
2020.11.22 04:00JST1170KJNP
21kWNorth Pole

 さて、KFBXは、KFQDと同様のメロディのジングルを出していました。KFBXはFairbanksにある放送局ですが、だからK-FBXなんですね。(FBX=Fairbanks)アメリカの放送局のコールサインはその放送局がある街の名前が反映されているものが結構ありますね。例えば、今回の他のアラスカ局の中にも
   
KDLG      DLGはDillinghamの略
KBRW     BRWはBarrowの略
KNOM     NOMはNomeの略
KSDP      SDPはSand Pointの略
KSLD  SLDはSoldotnaの略
KJNP   NPはNorth Poleの略

といったようにコールサインも地元のリスナーに親しみが出るようなものに工夫されているようです。

 今回のアラスカ局は、15時台から19時台、そして深夜3時から4時台で良好に受信出来ています。11月22日(日)の午前3時半のアラスカと日本の夜間エリアの様子を調べてみると、アラスカの多くのエリアがグレイラインの中に含まれていました。このグレイライン(日出境界線付近)では、異常伝搬が起こり、信号レベルが上昇することがあることは昔から知られているところです。北米側で深夜から夜明けを迎えるグレイラインがかかることによる中波伝搬をTPDXでは、2次伝搬と呼ぶこともあります。(逆に日本が昼から日没を迎えるグレイラインがかかることによる伝搬を1次伝搬と呼ぶことがあります)

Fig.2 2020年11月22日午前3時30分の夜間エリアとグレイラインの様子
(画像クリックで拡大)
(アラスカがグレイラインの中に入っていることがわかる)

まだ解析途中ですが、面白い局等見つかりましたら、適宜このブログで紹介していきたいと思っています。




Tuesday, October 27, 2020

Let's catch Radio Okinawa (JOXR 864kHz 10 kW) and send your reception report from all over the world !!!

Good news to MW DXers all over the world! 

According to a program of Radio OKinawa(ROK), "ROK Technical Club (ROK技術倶楽部)”,  ROK welcomes reception reports from you!  ROK Technical Club is planning to depict  the reception points on a world map including a map of Japan to see where the reception reports come from. Three young engineers of ROK make this program. ROK Technical Club plans to show the map on its web page. ROK received  some reception reports from not only from Japan but also Europe and the signal of ROK was caught in DXpeditions in the U.S. too and the reception sound was introduced in this program! 




ROK Technical Club is broadcasted from 24:00 JST (15:00 UTC )to 24:30 JST (15:30 UTC )on every Sunday midnight before its broadcast suspension. 

ROK Technical Club has a segment of reception report in its program.(WOW!!)

The transmitting power of ROK is only 10kW and it is difficult to receive the station in Tokyo area due to interferences by KBS in South Korea and HBC in Japan.  I know it might be very difficult to catch ROK signal in other countries. But this difficulties might light the fire in MW DXer's challenge sprit! 

If you can catch ROK signal in your area at night time, Please tweet it on your twitter with a hash tag as follows and send the reception report to ROK by mail too. Your reception point will be shown on the map on the web page of ROK Technical Club!  

#はんだ864

はんだ means solder ! 8^)  

世界中のMW DXの皆さんに朗報です!!

ラジオ沖縄(ROK)の番組 ROK技術倶楽部によれば、ROKでは皆さんからの受信報告を歓迎しています!  ROK技術倶楽部では、日本地図をはじめとした世界地図上に受信ポイントを描き、どこから受信報告が来ているのかを確認することを企画しています。またその地図を番組のホームページでの公開する予定です。このROK技術倶楽部はROKの若い3人の放送技術者によって作られています。ROKは日本だけでなくヨーロッパでも受信されたことがあるようで、また、アメリカのDXpeditionsでもROKの電波がキャッチされ、その受信音は番組内で紹介されました。

ROK技術倶楽部は、放送休止前の毎週日曜日深夜、日本時間24:00(UTC15:00)から24:30(UTC15:30)まで放送されています。

ROKの送信電力は10kWしかなく、首都圏での受信は同周波数の韓国KBS,北海道放送HBCの混信があるため、とても難しいのは皆さんご存知のとおり。 海外での受信はさらに難しいかもしれませんが、この難しさがMW DXerのチャレンジスピリットに火をつけるかもしれません。

お住まいの地域で夜間にROKの電波をキャッチできた方は、下記のようにハッシュタグをつけてTwitterでつぶやいていただき、メールで受信報告を送ってみましょう。あなたの受信ポイントがROK技術倶楽部ホームページの地図上に表示してもらえることでしょう。

#はんだ864

Saturday, September 12, 2020

ラジオ沖縄の送信電波に関して真面目に伝搬ロス等を計算した話

 毎週日曜深夜0時から30分、ラジオ沖縄(864kHz 10kW)で「ROK技術倶楽部」というちょっとマニアックな番組が7月6日から開始されています。これはラジオ沖縄の技術管理部の若い社員3名の方々が、番組の進行を任せられており、「私のベリカード自慢」や、「受信報告書の紹介」等、ここ数十年、日本のラジオ放送番組では取り上げることのなかった内容を取り上げたり、今週のラッキー音声と称して、キャノンコネクタがつながる時の音等を真面目に流すこともあれば、放送現場で番組登録時にお約束でファイルの先頭に録音している1kHzを真似て、本当に1kHzを番組冒頭で流すなど、かなりこだわったマニアックな放送となっています。さらに、Radiko全盛の今、インターネット上で、オフラインで番組を楽しめる、タイムフリー聴取が可能であるはずですが、あえてRadikoでのタイムフリー放送をせずに、あえてオンタイムで聞いてほしいという番組ポリシーを貫いており、こういった拘りが日本国内の中波DXerの耳に入った途端、サービスエリアにはいない沖縄県外の日本国内の多くの中波DXerがオンタイム受信にチャレンジしている状況になっています。



 オンタイムで受信しながら、Twitter上で#はんだ864のハッシュタグ(ROK技術倶楽部のハッシュタグ)をつけて、受信状況を報告しあうという状況も生まれています。周波数は864kHzであり、同周波数は、北海道放送(HBC)や、韓国局がいるために、サービスエリア外受信においては、相当な混信が避けられないため、受信は決して容易ではないことから、受信アンテナにフラグアンテナや、ループアンテIナと垂直系アンテナを組み合わせてカージオイド指向特性をもたせて混信を回避する努力をしたり、混変調によるバンド内のザワツキを低減する目的でLPFやマルチノッチフィルター回路を自作して隣接局のレベルを落とす等、日曜深夜の30分番組を聞くために、受信者側も相当な熱量を持ってトライしている様相が見られます。

 さて、Twitterでのやり取りの中で、ラジオ沖縄を関東で受信する場合、どのくらい伝搬ロスがあるんだろうか?という質問がありました。サービスエリア外でのラジオ沖縄の受信は、夜間の電離層伝搬(Skywave)による受信となります。この電離層伝搬によってフェージングを伴いながら届く電波は、様々な伝搬損失を受けることがわかっています。さらに国連の専門機関である国際電気通信連合(ITU-R)から、”約150kHzから1700kHzの周波数における電離層反射波の電界強度推定法(ITU-R P.1147-4 電界強度の年中央値が推定できる) が勧告として出されており、この推定法を使うことで伝搬ロスを計算することが可能です。ここでは、このITU-R.P.1147-4を使って、ラジオ沖縄を電離層伝搬で関東地域で受信する場合に受ける伝搬ロスについて真面目に計算してみました。


ラジオ沖縄那覇送信所の送信空中線
基部設置型のダウンリード(かご型)型空中線と思われる
(Wikipediaから)


 ラジオ沖縄は、東京圏からは約1500~1600kmも離れており、受信状況は、受信ロケーションや電離層の状態に大きく影響を受けます。電離層伝搬上は、E層によるワンホップ(1回反射)で信号が到来していると考えられます。ITU-R P.1147-4によれば、受信点での電界強度は以下の式で計算されます。


伝搬損失には次の項目があります。
  • ①距離損    伝搬距離により決まる損失
  • ②偏波結合損  偏波面が電離層ー地上間での反射で変換されることによる損失
  • ③電離層吸収損 電離層吸収による損失他 
  • ④時間損    日没から日の出前後の電界低下量
  • ⑤太陽活動損  太陽活動によって決まる損失

では、計算結果を示します。計算過程は煩雑な計算が大量に必要となるため、紹介を割愛します。受信点の選定はTwitterでやり取りをさせていただいている仲間の皆さんの地域を参考に最寄り駅等を適当に選んで当てはめてみました(^_^)。

①距離損




②偏波結合損




③電離層吸収損




④時間損 深夜0時台の受信であるためゼロになります。

⑤太陽活動損 送受信点の地磁気的緯度が45°より小さいためゼロになります。

⑥全損失合計(①+②+③)




⑥の全損失合計を見ると、受信点によって差はあるものの、約73-74dBであり、その差は1dB以内に留まっていました。顕著な違いは無いですね。

 しかし、Twitterでのやり取りを見ていると、受信点によっては、信号強度に顕著な差があることが報告されています。もちろん、使っている受信アンテナや、設置環境が異なることはその要因の一部となるでしょう。しかしそれ以外にも、かなり効いてくる要因があります。それは「海利得(Sea Gain)」です。海利得は送信側、受信側にそれぞれ利得として与えられ、伝搬路上、送信点、受信点が海に近ければ近いほど海利得は大きく得られます。

 各受信点における海利得の結果を示す前に、伝搬路方向におけるROKラジオ沖縄の送信点と海岸前での距離、そして受信点と海岸までの距離を見てみましょう。


ラジオ沖縄は、この写真からわかるとおり、関東方面への伝搬方向では、海岸からわずか1.8 km程しか離れていません。海利得を得ることが出来ます。一方、受信点側はどうでしょうか?


さいたま市浦和区、東村山市は、約200kmも海岸から離れています。これでは受信側の海利得は期待できません。同様に、東京都大田区、川崎市高津区、神奈川県海老名市等も伝搬路方向に対しては海岸から相当に離れており、受信側への海利得は期待できません。

 では、海利得の計算結果を示します。



横浜市戸塚区と神奈川県横須賀市は他の地点と比べて顕著に海利得が大きい結果となりました。ちょっとしたプリアンプ追加と同じですよね。Twitterでの受信報告を振り返るとこの結果は納得がいくと私は思います。やはり、中波DXを十分に満喫するには、伝搬路方向上、海岸に近いほうがいいのです。(もちろん、周囲雑音等の影響、ローカル中波局の影響も十分に考える必要はありますが。)

いかがだってでしょうか、以上まとめますと、

ラジオ沖縄の伝搬損失は、今回調査した地点ではおよそ73-74dBであり、受信点による差はほとんど無い。

一方、海利得については海岸に近い横浜市戸塚区、神奈川県横須賀市がもっともその恩恵を受けており、これまでTwitterで寄せられた受信報告を聞く限りは納得行く結果である。

ということになろうかと思います。皆様からのディスカッション歓迎します。

Monday, August 24, 2020

ApexRadioの 303WAというアンテナについて(その1)

 ApexRadioから販売されている、303WA-2という全長1.8mのホイップアンテナがあります。これは、旧版の303WAの後継機種ですが、寸法はそのままで、垂直エレメントを分解した時の長さを輸送に適した長さに再調整されたものと聞いています。303WAの名前の由来は、30kHzから30MHzをカバーするWhip Antenna ということで、303WAとなったとApexRadioの大嶋社長から戸塚DXer'sサークルのオンラインミーティングにて伺っています。

303WA-2(ApexRadio HPより)

 このアンテナは、無電源つまり、完全なパッシブアンテナであり、混変調などに強く、静かなアンテナであるという良い評判がいたるところで聞かれます。しかしその一方で、ゲインが不足気味だという意見も結構聞かれます。私は303WAを10年ほど使っていますが、ベランダなどにポン起き(何も考えずに設置)して、通信機型受信機に接続して気軽にワッチする目的には使いやすいアンテナだなというのが感想です。設置場所をほとんどとらないのもいいです。ただ、設置条件によっては、ノイズを拾いやすいという経験もしています。その時は、ベランダの手すりに銅箔テープを貼り、銅箔テープに太めのACケーブル(単線)をはんだ付けした後、その先をこのアンテナの外導体部分に接続することで、実際にノイズをかなり抑え込むことに成功した経験もあります。

 さてこのアンテナ、ApexRadioのホームページ上では、”軽量でコンパクトなサイズながら、独自のマッチング回路(実用新案出願中)を採用したことで、長波~短波帯の広帯域において優れた受信性能を発揮します”と書かれており、アンテナインピーダンスも50Ωははないようだという複数の報告がネット上にあります。私が調べた限りでは、下記ホームページ(ブログ)上で報告がされていました。リンクを下記に記します。

2006.3 ApexRadio 303WAモニターレポート(NDXC 堀場氏のレポート

2009.12.9 どら日記「303WA-2」

2017.7.14 R.yawattaのラジオと工作「303WA-2の疑問」

2018.2.18 kerokeronyororoのblog「M・C・L式中波帯受信用簡単チューナー(その3)」

2018.6.3 『ど』のページ「303WA-2の動作原理(推測)」

 いずれの報告でも、このアンテナに同軸ケーブルを繋げて、同軸ケーブル端からのインピーダンスをアンテナアナライザーで測定されているようです。(『ど』のページでは、インピーダンスアナライザに直結した測定例もあります)インピーダンスが波打つように変化する様子が報告されていますが、これはアンテナインピーダンスの正しい測定の仕方ではないと私は思います。特定のインピーダンスが同時ケーブルに接続されていた場合、その同軸ケーブルの長さが信号の波長λ/2の整数倍になった場合には、同軸ケーブルに接続された先のアンテナのインピーダンスの正しい値が測定可能ですが、それ以外の長さでは、同軸ケーブルの影響を受け、インピーダンスはかなり変わったものとなり、インピーダンスは繰り返し変化してしまいます。その理屈は、ハム三昧というHPで丁寧に説明されています。アンテナのインピーダンス測定は、アンテナアナライザーとアンテナ間はできるだけ短い距離で接続して測定するのが正しいはずです。

 私は手元にアンテナアナライザー(ブリッジ型)MFJ-259Cがあるので、このアナライザーに303WAを直結し、同軸ケーブルを挟まずにアンテナインピーダンスを測定してみました。幸い、303WAはアンテナ端子がM型コネクタのプラグになっており、MFJ-259CのM型コネクタのジャックに直接接続することができました。

MFJ-259Cに303WAを直結して測定

 それでは、測定結果を以下に記します。私は、中波DXがメインフィールドなので、測定周波数は3MHzまでとしました。700kHz以下の領域では、インピーダンスZが650Ωを越えてしまい、MFJ-259Cの測定レンジを超えるので、測定していません。また、さらに周波数を上げていっても、30MHz程度までの短波帯の範囲では、たんだんと続けてRパート、Xパート(リアクタンス)は小さくなっていくようです。Xパートは、周波数が大きくなるにつれ小さくなっていますので、容量性と考えられます。これは波長よりかなり短いホイップアンテナは一般に容量性を示すことから、そう言えると思います。したがってjパートで考えるなら、この値は、マイナスの値になりますが、グラフ上は絶対値|Z|で表示しています。(MFJ-259Cはjパートのプラスマイナスは表示しない)ちなみに、MFJ259Cに直結せずに、M型のP-Pプラグでアンテナとアンテナアナライザーを中継接続した場合は、たかだか数センチ距離が伸びただけですが、Rパートの値が周波数1000kHz以下で40Ω程度小さくなりました。

 この測定結果より、特に中波帯に注目しますと、Rパートは特に低い周波数帯で数百Ωもあり、Xパートもはさらに大きな値になっていますので、入力インピーダンス50Ωの通信型受信機にこのアンテナを接続すると、2MHz程度まではハイインピーダンス出し、ローインピーダンス受けの状態になっていることがわかります。つまり、せっかくホイップアンテナに誘起した信号電圧の大半は、アンテナ側のインピーダンスにかかってしまい(分圧されてしまい)、負荷となる通信機型受信機の50Ωにはあまり信号電圧がかからないわけです。

 一方で、周波数が高いほう、短波帯になると、アンテナインピーダンスはどんどん下がっていき、ローインピーダンス出し、ハイインピーダンス受けの格好になっていきます。

グラフ1 303WAのアンテナインピーダンス測定結果

 さて1.8m程度の金属棒はインピーダンス・マッチングと取らなければ、中波帯域においては、リアクタンス成分が大変大きくなることが予想されます。計算していないので正確な値はわかりませんが、数kΩレベル?にもなるかもしれません。あまりにも素のインピーダンスは高すぎる。この303WAは、独自のマッチング回路を採用したことで、インピーダンスを下げた結果このようになったと思われます。さてこのマッチング回路にはどんな狙いがあるのか?
 
 グラフ2は、このアンテナに入力インピーダンス50Ωの通信型受信機を接続した場合に、アンテナに誘起した電圧信号がどのくらい減衰して受信機に加わるのかを計算した結果になります。

グラフ2 入力インピーダンズ50Ωの受信機に接続した場合の信号減衰量

 つまり、中波帯域では周波数によって変わるものの、およそ13~25dB相当のアッテネーターが入っていることと同じになります。こういったことから、私はこのアンテナの設計者は、中波の強電界における過入力によって受信機で引き起こされる混変調等の弊害を避けたいがために、わざとこのような設計をされたのではないか?と推測しています。みなさんはどのように思われますか?。ただし、インピーダンス・マッチングは全く成立していないので、SWRは全く悪いままですが、送信に使うわけでもないので気にする必要はあまりないと思われます。

 このアンテナに長い同軸ケーブルを接続した場合に、アンテナとしてどう振る舞うかについては、別途検討したいと思います。接続する同軸の長さによって同軸込のインピーダンスは繰り返し変化するようです。

 次回は303WAに採用されている独自のマッチング回路について考察します。(続く)