第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム【講演２】

アマチュア無線で楽しむ
宇宙天気
2024年2月29日（木）平和昌

国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT） 協力研究員

第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

本日の話題

l アマチュア無線とは？
l HF（短波）帯を用いた海外とのDX通信
l HF帯DX通信で体験する電波伝搬
l 宇宙天気研究とアマチュア無線のコラボレーション

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第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

アマチュア無線とは？
• 個人的な興味によって行う無線通信・無線技術研究• 様々な楽しみ方があることから「趣味の王様」とも呼ばれている• 日本国内で約36万局、世界で約300万局のアマチュア無線局があると言われている
l 電波法施行規則第3条第1項の15
アマチュア業務 金銭上の利益のためでなく、もっぱら個人的な無線技術の興味によって行う自己訓練、通信及び技術的研究その他総務大臣が別に告示する業務を行う無線通信業務
l アマチュア無線が果たしてきた役割•••

マルコーニなどの多くの無線通信黎明期の研究者は、そもそもアマチュア無線家だった。
利用価値がないとされていた短波帯が、低電力でも世界中と通信できることを実証し、電離層が存在することの発見に結びつけた。
東日本大震災をはじめとする災害時における連絡手段としての役割を果たした。

「無線局」

l 無線設備l 無線設備の操作を行う者

・・・「無線局免許」
・・・「無線従事者免許」

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第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

我が国におけるアマチュア無線の現状● 我が国のアマチュア無線従事者資格と保持人数● 我が国のアマチュア無線局数
358,816局（令和4年度、データ出所：総務省）•••

第一級アマチュア無線技士：第二級アマチュア無線技士：第三級アマチュア無線技士：•

第四級アマチュア無線技士： 3,165,127人
合計：3,558,305人（2024年2月29日現在、データ出所：総務省「無線局等情報検索」）

35,146人
85,869人
272,163人【グラフ出典】
https://jj1wtl.seesaa.net/● 我が国のアマチュア無線局に許可されている周波数帯
長波(LF)

中波(MF)

135kHz帯

短波(HF)

超短波(VHF)

極超短波
(UHF)

マイクロ波(SHF)

ミリ波
(EHF)

5600MHz帯

47GHz帯430MHz帯

10.1GHz帯

77GHz帯

3.5/3.8MHz帯, 7MHz帯,10MHz帯, 14MHz帯,475kHz帯

18MHz帯, 21MHz帯,50MHz帯

1200MHz帯

10.4GHz帯

135GHz帯

1.9MHz帯

24MHz帯, 28MHz帯

144MHz帯

2400MHz帯

24GHz帯248GHz帯4第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

アマチュア無線の楽しみ方

固定運用／ 移動運用

おしゃべり派／ コンテスト派

交信する／ 交信しない
音声／モールス／デジタル

国内交信／ 海外交信

無限短波帯／ V・UHF帯

し楽のみが！
るあ購入派
／ 自作派

最先端技術
／ レトロ技術ハイパワー／ ローパワー5

第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

本日の話題

l アマチュア無線とは？
l HF（短波）帯を用いた海外とのDX通信
l HF帯DX通信で体験する電波伝搬
l 宇宙天気研究とアマチュア無線のコラボレーション

6第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

HF帯を用いた海外とのDX通信モチベーション• 海外のアマチュア無線家と交信してみたい• 自分の送信した電波が他国まで届くことにドキドキする• アワードが欲しい「DXCC」、「IOTA」をはじめ多数

アクション

www.yaesu.com• アンテナを高性能化する• 高性能なトランシーバを整備する• 上級ライセンスを取得する• モールス通信ができるようにする• （合法的に）送信電力を増加する

www.kenwood.com

www.icom.co.jp

7第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

DXCC
l DXCC（DX Century Club）とは？
•米国のアマチュア無線連盟「ARRL： American Radio Relay League」
が主宰するDXクラブ•

ARRLが定めたルールに従い、100以上の「エンティティ」からOn Airするアマチュア無線局と交信できたことが証明されれば、クラブの会員になれる••交信できたエンティティ数に応じて、賞状が授賞される（アワード）
世界中の多くのアマチュア無線家が、交信できたエンティティ数を増やしたいために熱を上げているl 「エンティティ」の決め方① 国家（次の条件のいずれかに該当すること）• 国連に加盟していること。
• ITUから国際呼出し符字列の割当てを受けていること。
• 独立のアマチュア無線連盟として国際アマチュア無線連合（IARU）に加入していること。
② 地理的条件a. 国家が陸地により分離されている場合
b. 島・群島

https://www.arrl.org/dxcc

現在のエンティティ数

アラスカ州

340

100km以上

親エンティティ
350km以上

アメリカ合衆国

350km以上

親エンティティ

350km以上(A)(A)
800km以上(B)8

第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

DXペディションの例 （1）『ブーベ島』 ノルウェー領の無人島

3Y0J
・運用：2023年2月7日〜2月14日
・メンバー構成：米国、ブラジル、ドイツ、イタリア、ニュージーランドなどによる国際チーム（運用は7名）
・総交信局数：18,623局

https://commons.wikimedia.org/wiki/【写真出典】 https://www.dx-world.net/3y0j-bouvet-island/9第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

DXペディションの例 （2）『サントメ・プリンシペ民主共和国』

S9OK
・運用：2021年10月3日〜10月16日
・メンバー：チェコ共和国のアマチュ
ア無線家7名・総交信数：107,505

https://commons.wikimedia.org/wiki/【写真出典】 https://www.rajce.idnes.cz/cdxp/album/s9ok

10第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

本日の話題

l アマチュア無線とは？
l HF（短波）帯を用いた海外とのDX通信
l HF帯DX通信で体験する電波伝搬
l 宇宙天気研究とアマチュア無線のコラボレーション

11第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム① F層正規反射によるHF伝搬
F層正規反射による伝搬n シングルホップ

l 1回のポップによる伝搬距離

3,000 〜 4,000 km• 日本〜ヨーロッパ• 日本〜北米西海岸

8,000 km
2〜3回のホップ• 日本〜アフリカ中部• 日本〜イースター島

12,000 km
3〜4回のホップn マルチホップ
A31DL（トンガ） 10MHz CW
2024年2月24日17:33JST（東京からの距離：7,900km）l 伝搬予測（回線設計）が確立されている
ITU-R Recommendation P.533-14,"Method for the prediction of the performance of
HF circuits," 2019.

12第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム【正規反射】 信号強度に影響を及ぼす主要因
l 「第一種減衰」による減衰• D層およびE層を通過するときの減衰• 各層の電子密度が高いほど減衰量が大きい• 電子密度が一定である場合、周波数が低いほど減衰量が大きい• 各層への入射角度が低いほど減衰量が大きいEDl 「大地反射・海面反射」による減衰• 大地反射より海面反射の方が減衰量が小さい

Azimuthal Map
Generator（https://ns6t.net/azimuth/azimuth.html）

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第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム② ロングパスによる伝搬
ショートパス

ロングパス

JA

送信点
5V
（トーゴ）

地球
VOACAP（https://www.voacap.com/hf/）

受信点
東京からトーゴ
・ショートパス：
13,650km・ロングパス：
26,420km

5V（トーゴ）

l ショートパス： 地球上の２地点間を最短距離で結んだ線（大圏コース）上を伝搬するパスJAl ロングパス： 大圏コースの180°反対向きの線上を伝搬するパス
Azimuthal Map
Generator

14第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

ロングパスによる伝搬の特徴・実例
昼側

D層・E層

夜側

Tx
JA

F層

Rx

5V
（トーゴ）

VOACAPl ショートパスの信号強度に比べ、ロングパスの信号強度の方が強いケースがある（そもそもロングパスでしか交信できないことも多い）。
l ロングパスには、夜間を通過するパスを利用することでD層・E層の第一種減衰がないことや、大地に落ちないパスが存在することなどが理由（と言われている）。

5V7RU（トーゴ共和国） 14MHz CW
2022年11月3日15:08JST（東京からのロングパス：26,420km）

15第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム③ 2023年ブーベ島DXペディション時の電波伝搬
事前の伝搬予測

当日の入感状況

ショートパス
16,076km
Azimuthal Map
Generator

VOACAP① VOACAPによるショートパスの入感予測
HF-STARTVOACAP

日本・ブーべ島間ショートパス

3Y0J（ブーべ島） 18MHz CWJST② HF-STARTによる伝搬予測（14MHz)

2023年2月7日23:26JST（東京からのショートパス：16,076km）

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3Y0J（ブーベ島）DXペディションの交信実績

第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

・運用： 2023年2月7日〜2月14日
・総交信局数：18,623局
エンティティ別
交信数
エンティティ

https://www.dx-world.net/

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bouvet_Island_topographic_map-en.svg

日本における周波数帯別交信数

交信数

周波数帯

交信数

割合

日本

5,876

28MHz帯

339

5.8%

USA

2,623

24MHz帯

00%

イタリア

1,272

21MHz帯

1,830

31.1%

ドイツ

902

18MHz帯

2,683

45.7%

スペイン

611

14MHz帯

146

2.5%

フランス

598

10MHz帯

878

14.9%

ポーランド

433

合計

5,876

100%

ブラジル

403

フィンランド299【データ】 VE3LYC/Cezar Trifu （翻訳：JK1KSB/奥村誠二）,「3Y0Jブーべ島DXペディションレポート」, CQ ham radio
2023年6月号.

17第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

ブーべ島-日本間電波伝搬の時間変化 (1)● 2023年2月7日 18MHz帯 （時刻は日本時間）

HF-STARTを用いたショートパスのエミュレーション結果
平（JL1FFA）・前田（JL8AQH),「3Y0J DXペディションにおけるJAとの電波伝搬を探る」,
CQ ham radio 2023年8月号

HF-START
https://hfstart.nict.go.jp/jp/【エミュレーション条件】
・打ち上げ角10.1度
・GAIAモデルを使用
・送信地点：東京
・受信地点：ブーベ島

18第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

ブーべ島-日本間電波伝搬の時間変化 (2)● 2023年2月10日 21MHz帯 （時刻は日本時間）

HF-STARTを用いたショートパスのエミュレーション結果
平（JL1FFA）・前田（JL8AQH),「3Y0J DXペディションにおけるJAとの電波伝搬を探る」,
CQ ham radio 2023年8月号

HF-START
https://hfstart.nict.go.jp/jp/【エミュレーション条件】
・打ち上げ角10.1度
・GAIAモデルを使用
・送信地点：東京
・受信地点：ブーベ島

19第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

HF-STARTの結果から探る伝搬モード

2023年2月7日 21:45（JST) HF-STARTによる21MHz帯伝搬経路のエミュレーション結果

左図の結果からイメージしたブーべ島－日本間電波伝搬の全球俯瞰図（Google Earth上に電離層と伝搬経路を追記）

3Y0Jの運用期間中、日本時間の夜間に電離層ダクトモードが頻発し、18MHz帯・21MHz帯における日本のアマチュア無線家との交信数を増やす要因の一つになったのではないか？

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第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

本日の話題

l アマチュア無線とは？
l HF（短波）帯を用いた海外との交信（DX通信）l HF帯DX通信で体験する電波伝搬
l 宇宙天気研究とアマチュア無線のコラボレーション

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第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

宇宙天気研究とアマチュア無線のコラボレーションn アマチュア無線家の情熱
l 電波伝搬、電離圏、宇宙などに大いなる好奇心を抱いている。
l アマチュア無線を通じて体験したことの科学を理解したい。

n 宇宙天気研究者の現状 （失礼ながら・・・）
l 電離圏伝搬を体験した宇宙天気研究者はほとんどいないのでは？
l アマチュア無線家が抱く宇宙天気の疑問にヒントを返してくれる場が少ない。

アマチュア無線家 と 宇宙天気専門家 をもっとくっつけたい！
アマチュア無線をきっかけとして宇宙天気分野を専攻する若い人が増えていくようになれば・・・

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第18回 宇宙天気ユーザーズフォーラム

まとめ
アマチュア無線、特に 『海外とのDX交信に夢中になるモチベーション』 と、アマチュア無線家が普段から体験している 『HF帯電波伝搬の実例』 を紹介した。
l 宇宙天気は、まだまだ多くの未解決問題に包まれた分野であり、今後も新たな研究成果がどんどん出てくるであろう。
l アマチュア無線は、HF通信を実体験できる特権を有しており、まさに「宇宙天気を肌で感じる趣味」。
l 電離圏伝搬の実体験を出発点として、宇宙天気分野の専門家とアマチュア無線家の継続的な議論が築ければうれしい。
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