河原で藪に落としてしまった機体を探すのに苦労したことはありませんか?

    今回はレシーバーから漏れている微弱電波を利用して

        機体の探索が可能かどうか検証してみました

(どの位離れた場所から機体の方向を特定できるかを調べてみました)





レシーバーについて

・ラジコンのレシーバーにはご存知のように40MHz帯、72MHz帯の2種類があります
 さらに受信機の回路の構成から「シングルコンバーション(スーパー式)」と「デュアルコンバーション
 (ダブルスーパー式)」の2種類に分けられます

・シングルコンバーションの場合は受信した信号(送信機の周波数)を一度455KHz (0.455MH
z)
 に変換してから増幅してデコード(各々サーボの信号の取り出し)を行っています

・デュアルコンバーションの場合は元の周波数を一度10.7MHzに変換して増幅し、さらに455KHz
 に変換して増幅してデコードしています(2段階の増幅)

上記の1回目の周波数変換をする部分の発振回路に、「受信機用クリスタル」が使用されています
発振回路ですから、微弱な電波(漏れ電波)を発生しています

(RCカー用のラップカウンタの一部にはレシーバーの漏れ電波を使用して個別の車両を測定する
 ものが以前から使用されて
います)



では受信機クリスタルは、どのような周波数を発振しているのでしょうか?


クラブ員の方々のレシーバーを調べてみたところ、メーカーにより発振周波数(変換の方法)が
若干異な
るようです。

40MHzシングルレシーバーの場合
  フタバ・サンワ・GWS : (送信周波数)−0.455MHz
  JR             : (送信周波数)+0.455MHz

72MHzシングルレシーバーの場合
  フタバ・JR・GWS共に      +0.455MHz

40MHz・72MHzデュアルコンバーションレシーバーの場合
  フタバ :      −10.7MHz
  JR   :   不明(使用されている方がいませんでした)

また、レシーバーの発振回路は基本波の他に、奇数倍の周波数(スプリアス)も発生していますので
発振
回路、受信アンテナ、受信時の電波の状況などによっては基本波の3倍、5倍の周波数の方が
受信しやす
い場合もあります
(基本波付近は外来信号・ノイズが多く、受信しにくいようです)




実際に3つの機体を使用して探索の実験してみました

レシーバーから漏れる信号は搬送波(キャリア)のみですので
一般的な受信機の受信モード(AMま
たはFM)では発振音が聞こえません。
受信にはSSBまたはCWモードのある受信機を使用します
(キ
ャリアを受信するとピーと発振音が聞こえます)
市販の広帯域受信機では「AR8200」、「VR500」などが該当します

受信機のアンテナにはロッドアンテナおよびアマチュア無線用ヤギアンテナ
(144MHz用2エレメン
ト)を使用して、漏れ電波の識別できる限界の距離を調べてみました



・フタバR149の場合(72MHzデュアル)

  送信周波数 50バンド(72.790MHz)
  受信クリスタル周波数 72.790−10.7=62.09MHz

  基本波   62.090MHz
  第3高調波 62.090x3=186.270MHz
  第5高調波 62.090x5=310.450MHz

アンテナ2種を使用して、方向を特定できる限界の距離を調べてみました

       ロッドアンテナ使用時     2エレヤギアンテナ使用時 
  基本波     5m            10m
  第3高調波  30m            50m 
  第5高調波  40m            60m

レシーバーは一般的な搭載方法です ヘリは地上に置いた状態で測定開始です
第3高調波付近を
スペアナで確認(レシーバーOFF)
第3高調波付近を
スペアナで確認
(レシーバーON)
基本波の受信
(下部のバーは信号の強さ)
第3高調波の受信
(この距離だと基本波と同じ位の強度)
写真をクリックすると一回り大きく表示されます


  




・クイック7chレシーバーの場合(40MHzシングル)

 送信周波数 77バンド(40.770MHz)
 受信クリスタル周波数 40.77−0.455=40.315MHz


 2エレヤギ使用 
 第3高調波(120.945MHz)受信で 最大50m 

まずは地上に置いた状態でテスト




次に、この機体を実際に藪に置いて(墜落した状態?)テストしてみました

機体を背丈以上ある藪に立てて
置いてみました
少し離れるとこんな感じです
(機体は赤枠の所)
藪を隔てたこの位置(右下)から
機体の方向(中央)を
特定できました(約50m)
たいした藪ではありませんが
以前この左側の藪にに落ちた際は
3人がかりで、発見まで
30分以上かかりました




・GWS6chレシーバの場合(72MHzシングル)

 送信周波数 50バンド(72.790MHz)
 受信クリスタル周波数 72.79+0.455=73.245MHz(実際には73.252MHzで受信)

 2エレヤギ使用
 第3高調波(219.735MHz・実際は219.756MHz)受信で 最大40m


地上に置いた機体です



         結論

・上記の結果から、最大で50m程度離れた場所から機体の方向を知ることができそうです
 墜落した位置がある程度しぼられる場合には、この探索方法もかなり有効と思われます

・夏場の1m先も見えないジャングルのような状態では強い味方になりそうです

振する基本波の周波数はメーカーにより上記の値から微妙にずれている場合もあります
   計算値の±数KHzの範囲内で受信できます
   上記のレシーバーの中ではGWSの場合が一番差が大きく、72MHzで+7KHz
    (第3
高調波の場合は7KHz×3=21KHz程度ずれていました)

・144MHz用アンテナを使用の場合は第3高調波が一番探索しやすいようです
  他の電波の混信により受信しにくい場合は、第5高調波の周波数を使用します
  受信機とアンテナの間に受信アンプを入れても、ノイズ分が増すだけで
     あまり探索距離は伸びませんでした

・事前にクラブ員の方々のレシーバー漏れ電波の周波数を確認しておくと
  役に立つ時がくるかもしれません




・「熊谷ラジコン・浦ちゃん」 さんより、便利な Excel データをいただきました
  プリントしておくと非常に便利です
  
   シングルレ シーバー用       
デュアルコンバーション レシーバー用




使用機材

   受信機    AR8000
   受信アンプ JIM M75
   アンテナ ナテック NY144Y

   距離計  LEICA DIST
         ニコン レーザー400
   スペアナ WARP RA6910   
受信に使用した
AR8000+NY144Y