楽しい自作電子回路雑誌

CONTENTS
2. 原点

創作への第一歩(1)2. 次世代エネルギー固体高分子形燃料電池
5.

電波天文 3 日本における宇宙電波観測 のはじまり

8. たちよみとしょかん・3 題
9. 流星の音・2 題 対馬のオメガ局が聞こえていた頃・「ジュッ」と「ヒュッ」の中間
12. 動く水晶とコンデンサ
16.

雑記帖

008
MAR. 2005

ル等を接続すればすぐに電気を取り出せます。 しかし燃料電池は電線ケーブルをつなげただけでは電気を取り出せません。 燃料の水素と酸化剤の酸素（空気）を供給して初めて発電します。
燃料電池のメリットとしては、燃料と空気を絶やさず供給すれば半永久的に電気が起きます。 また大気汚染や地球温暖化の原因の有害なガスは排出しなく、

佐藤 元彦

副産物として水だけが排出され環境にやさしくクリーンです。

なぜ燃料電池？

始めに
燃料電池は、高効率で環境負担が少ないクリーンエ
ネルギーとして期待されています。 その中でも固体
高分子形燃料電池はモバイル機器から自動車まで幅広
い用途で研究開発されています。 最近では自動車会
社が「燃料電池自動車を月80〜100万円でリース」とか、ガス会社が「家庭用コージュネレーションシステ
ムを 10 年間で 100 万円リース」など話題は尽きません。 燃料電池は一般的なマンガン電池、アルカリ電池などの一次電池や、鉛蓄電池、Li - ion 電池などの二次電池とは違います。 これらの電池は、電線ケーブ

燃料電池は燃料（水素等）と酸化剤（酸素等）を反応させてエネルギーに変換するシステムです。 燃焼は化学的にいうと物質と酸素が反応する事を燃料反応といい、この時の物質が燃料になります。 この燃料の持っているエネルギーが熱エネルギーとなって放出されます。
火力発電等はこの熱エネルギーを機械エネルギーに変え、それをさらに電気エネルギーに変換します。
効率としては３０〜４２％です。 しかし燃料電池は燃料を燃焼させないで電気化学的に反応させ直接電気

創作への第一歩(1)
物を作るにはその構造を知らなくてはなりませその時は「なんでうまくいかないのかなあ?」ん。 初めの内は作ろうとする物の構造や、動作と考え込んだり、落ち込んでしまったりします。

が良く分かっていない事があるかも知れません。

ここで自分なりの改良を諦めてしまう人と、わ

そんな時に強い力になってくれるのが「キット」です。 キットの中にからないところを一生懸命勉強す
る人に別れて来ます。

はそれを完成するのに必要な部品と、この部分を乗り越えた人は次の組み立てるための説明書がついていステップに進む事が許されますが、ますからはじめての人にもそれなり

諦めた人はそこで進歩が止ってしに完成させる事が出来るのです。

まいます。

こうして何台かキットを組立てていると、キッ

もしあなたがそんな状態にあったとしたら、

トメーカーの考えにはめ込まれてそこには自分のせっかくはじめた事ですから諦めてはいけません。

存在がないような気がして来るかも知れません。

多分あなたの考えた改良点は、あなた自身で克服

そこでその回路の一部を改良しようと試みます。

する事ができるでしょう。 なぜならあなたはそ

この事はその回路を自分の物にしようとするのキットの不備な点にすでに気がつくレベルに達きっかけになります。 しかし、改良のつもりではじめた作業が実は改悪であったという話も良く聞く話です。

しているのですからです。
あなたが改良した回路は、あなたの次のステッ
プの第一歩となる事でしょう。

エネルギーを取り出すので理論効率は８３％と高い効

固体高分子形燃料電池の仕組み率です。 このようなことから燃料電池に対する期待

固体高分子形燃料電池の仕組みを右上図に示します。

が急激に高まってきました。

固体高分子形燃料電池は固体高分子電解質膜（イオン交換膜）を電極触媒でサンドイッチした構造で燃料極

燃料電池の歴史側に水素ガス、酸化剤側に酸素又空気を供給します。

燃料電池は１９世紀イギリスのグローブが酸性溶液

燃料極ではH2 → 2H ＋＋２ｅ−に２つの電極を入れ電流を流し水の電気分解を行な

空気極では２Ｈ＋＋ 1/2 Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ

い、正極に酸素、負極に水素が発生し、電流を切って全体反応で

Ｈ２＋ 1/2 Ｏ２→Ｈ２Ｏ

両電極間の電圧を測定してみると約１Ｖの起電力が得発電の仕組みられました。 これが燃料電池の始まりでした。
しかしそれからあまり進展が無く 1965 年アメリカの固体高分子電解質膜はイオンを通すが電子は通さな

人工衛星ジェミニに現在の固体高分子形燃料電池が搭

い性質をもっています。

載され話題になりました。 日本では 1980 年に国家燃料極に供給された水素ガスが電極（触媒の）作用に

プロジェクトとして、ムーンライト計画、ニューサン

より電子とイオンに分かれます。 電子はイオン交換

シャイン計画よりリン酸形、溶融炭酸塩形、固体電解膜を通過できないため外部回路を経由して電気を光ら質形などの燃料電池が取り上げられ、 その後固体高せ、空気極に向かいます、一方水素（Ｈ＋）イオンは

分子形燃料電池も取り上げられました。

固体高分子膜を通過して空気極で酸素と電子をもらい固体高分子形燃料電池がさらに脚光を浴びたのはカ

水となり排出されています。

ナダのベンチャー企業のバラードパワーシステム社が1980年から独自の研究を始めて1987年にはダウケミ

実際の構成部品は？

カル社製の（ダウ膜）で出力が 6A / cm2（at 0.4V）で実際の燃料電池の構成部品をケミックス社の固体高2.4W / cm2 の高出力を実証しました。

分子形燃料電池組立てキット（Pem Master）を使って自動車用燃料電池はトヨタを始め、ホンダ、日産と開発競争を繰り広げています。

説明します。
中央の電解質膜はデュポン社の Nafion（50 μ程度

家電業界では、東芝、サンヨー、荏原バラード等がの薄い膜）が使われています。 その左右にカーボン

家庭用コージェネレーションシステムの実証試験を行ペーパーの表面に白金触媒を塗った電極がサンドイッ

なっていますし、モバイル用燃料電池として、DMFC

チされています、触媒はカーボンの粉の表面に白金を（ダイレクトメタノール形燃料電池）として、日立、東付着させたものです。 このカーボンペーパーは撥水

芝、NEC 等、CACIO 計算機はメタノールから水素を改処理が施され、ガスの拡散と水の排出が適度に行なえ質して取るマイクロリアクターで燃料電池を動かすタるように調整されています。 ガスが漏れないようにイプを開発しています。

ガスケットがあり、水素用セパレーターにはジグザクに流路が形成されてガスが効率よく流れるように設計されています。 空気用セパレーターは空気中の酸素が適度に供給されるように設計されています。 組立て後、水素をアクリル板水素用のパイプから供給するとすぐに各々のセパレーターの耳の部分から電流が取り出せます、気温、湿度によりますが空気極のまる穴
から水滴の発生が観察できます。

燃料電池の材料費
燃料電池の構成材料は現在とても高価です。 デュCirQ 008-3

ポン社の Nafion は１ｍ２約１６万円、白金は時価で現1/2酸素が必要ですが空気中の酸素濃度は約21%で残在2800〜3400円/ｇです。 セパレーターは例えば

りは窒素等です、窒素分が邪魔をするので空気の利用

カーボン機械加工で一枚数万円です。 総合すると容率は 30 〜 40% 位です。 固体高分子形燃料電池はイ

量1kW 当たり約1000万円となり、自動車で１〜２億オン交換膜の性能、電極の性能、ガスの流れの流路等円は材料費でかかっています。

構成部品の性能を上げることはもちろん、ガスの供給

これらのコストを100分の1位にはコストダウンをしなければ燃料電池の一般消費者への普及は難しいと方法、生成水の排出方法等の制御技術が統合されて効率よい燃料電池システムとして使用できます。

思います。

燃料電池組み立てキット
燃料電池の出力（Pem Master）について

燃料電池の出力はどのように決まるのでしょうか？

燃料電池をもっと身近に、発電の喜び、物作りの楽

電流は電極の面積で決まります。 例えば電極面積がしさを目的に作りました。 燃料電池組立てキット

100ｃｍ２で電流が0.2A / cm2取れたとすると20A。

（Pem Master）は燃料電池の仕組を実際に組み立てる

電圧は、燃料電池単セル電圧は理論値で 1.23V で、実ことにより理解できるように設計されています。 本

際は材料の抵抗等で約0.6〜0.75V付近で動かします。

キットでは空気は対流で取り込む構造になっています

セル電圧が上がれば効率が良い電池となります、高電が、オプションの酸素プレートに取り替えると酸素運圧が必要な場合は、直列に接続します。
（参考ですが、転が出来、大幅な出力向上が観察できます。 また、バ2

家庭用の燃料電池は電流密度0.2A / cm 〜0.25A / cm

ブラー構造をもつガス流量簡易モニタなどを用意してで50〜100セルで約1kW。自動車は0.5A / cm 〜1.0Aいます。 これは水素の供給量が泡により肉眼で確認/ cm で 200 〜 400 セルで 50kW 〜 80kW 位。
）

できます。 本キットは、学習用教材やイベントでの

2

2

2

デモンストレーション、多数の燃料電池部材開発メー

固体高分子形燃料電池を動かすにはカーにおいて、高分子電解質膜や触媒等の基礎研究開

構成部品の固体電解質膜は適度な水分がないとイオ

発用として採用されています。 当社はこれから来るンを運ぶことが出来ません。 実際の燃料電池システ

水素社会に向けて多くの人が燃料電池組み立てキット

ムには加湿器があり水素側と空気側に適度な水分を供を実際に組み立てを通して、燃料電池の仕組みを理解給しています。 これにより効率よく燃料電池を動かし数十年後の燃料電池水素社会に向かって少しでも役していますが、このバランスが崩れると電池性能が著に立っていただければと願います。

しく低下します。 燃料電池には水分管理が大変重要です。 水素の供給量は電流で決まり、1A / min の電流を取り出したい時は約 7cc / min 必要です。 し株式会社 ケミックス

技術開発部 マネジャー

かしこれは100%うまく水素が消費された場合なので

佐藤 元彦 m-sato@chmeix.co.jp

実際は利用率70 〜 80% 位です。 空気極では水素のhttp://www.chemix.co.jp

Pem Master 組みたて図

CirQ 008-4

別研究委員会では、大学関係者・電波物理研究所技官・
陸軍技官・海軍技官が集まり大東亜共栄圏内の電波伝その（３）播を調査しています。大本営から外地に向けて通信・放送のインフラを確立するためには、いつ、どの周波日本における
宇宙電波観測のはじまり

数を用いれば最も確実なのかを知ることが戦略的にも重要事項でした（図１）。

JL1KRA 中島潤一

何も無い中で前号、前々号ではベル研究所のジャンスキーによる宇宙電波の発見、アマチュア研究者リーバーの電波望
遠鏡自作という二人の先駆者が電波天文の幕開けで活躍したことを書きました。
では日本ではどうだったかというと、戦前は国策として、戦後はまずは太陽電波を対象として数々の独創性を持った研究者が連携し、限られた情報と物資でも欧米をしのぐ観測と発見を行っていました。

図１：大東亜共栄圏の通信・放送網(短波を使った通信は重要であった)“1950年、私の研究者としての最初の仕事は交流安定化電源の製作だった。当時の日本の電源供給状況は劣悪で電圧は85V〜105Vと安定せず、周波数も54Hz〜 61Hz と変動するのが常だった。このなかで電波天
文の受信機に使う 0.1% の安定度を持った電源を作る
ことが最初の仕事だった。 当時は食べ物さえ満足に無かったが、研究のスピードは決して遅いものではな
かった”。 晩年、東京天文台の畑中は当時の状況を懐古しています。

世界に先駆けた電波観測
太陽電波の発見は戦中の 1942 年２月、イギリスのJ.S. ヘイらがドイツの爆撃機をレーダ警戒中に発見したのが最初とされています。 ３日もの間、スノーノ

図２：太陽黒点とフレアアップの様子(NICT 平磯、SOHO 衛星データ）

イズのような雑音がドーバー海峡の南で強くなりレー

しかしイギリスでも日本でも研究報告書はすべて機密

ダが使い物にならなくなったため、ドイツ軍の新兵器扱いとなりました。 発見の公表や、好奇心からの発かと英国軍の中では大騒ぎになりました。 また、日展はあまり望めない時代でした。

本ではこの頃、電離層の性質解明は国としての至上命

太陽表面のフレアアップ（図２）による通信障害に題となっていました。 学術研究振興会議の電離層特ついてもデリンジャーが発表する1937年以前、1936

CirQ 008-5

年には電波物理研究所の荒川という人によって雑音が受信強度を比べれば入射角を測ることが可能です。
参

報告されていた模様です。 静的な太陽（Quiet Sun）

考までに MMANA でシミュレーションしたそれぞれに比べ、荒れた太陽（Disturbed Sun）では短波〜マイのダイポールのビームパターンを（図４）に示します。

クロ波で 1000 倍以上電波が強くなるので、受信機の普通フィリピンなど南方の無線局からの電波は 10°性能が低い当時には太陽発見のチャンスです。 1938

〜 20°の低仰角から電波が届きますが、雑音電波は

年に国際電気株式会社の仲川、宮はデリンジャー現象

通常ありえないほど仰角の高い 70°でした。 そのに伴う太陽からの雑音電波を14.6MHzで観測していま方向にはまさに太陽があったので、太陽からの電波はした。 彼らの装置は、地上高をそれぞれλ /2、5 λ /4

確信的でした。
しかしながらデリンジャー現象自体は太陽電波で引き起こされるものではなく、主役は荒れた太陽からの高エネルギー粒子による電離層に影響が及びます。 太陽電波が普段の１０００倍以上になる
大サービスでも、フレアのエネルギーの分配はX線や高エネルギー粒子がほとんどで、
太陽電波はその１万分の１程度なのです。上司に雑音は間接的にE層から来ている可能性もあると指摘されてしまい、
重要視されることはありませんでした。

戦後の研究開発
戦後、電波観測を再開したのは、1949 年電波管理委員会中央電波観測所（電波研究所の前身）の対流圏
課電波雑音係長の川上と、東大天文台の畑中らでし

図３：デリンジャー現象発生時の雑音電波の到来方向測定としたダイポールで、受信の結果から電波の到来方向を測定していました（図３）。
ダイポールの垂直面パターン（打ち上げ角）が大地に対しての地上高で変化することはアマチュア無線家なた。 占領下からのスタートでしたが、禁止された航空機開発やアマチュア無線とは異なり、アメリカは日本の電波研究を評価し研究継続ができました、
川上ら
は 200MHz での観測機器（雑音指数 =12、アンテナ利得 14dB ）を三鷹に設置、61.2MHz の受信設備を埼玉らよく知るところです。 ２つのダイポールで受かる

図４：地上高の異なるダイポールの垂直面パターンシミュレーション

図５ 電波研究所が埼玉県大井に作った60MHz 電波望遠鏡

CirQ 008-6

が若干ありましたが、マイクロ波で太陽の性質を調べようとする大学での研究費はさらに乏しいものでした。大阪大学で小田と高倉は1951年に3.3GHzで太陽電波の受信実験を開始しましたが、ホーンアンテナを取り付けた架台は廃品の中から舶用サーチライトを流用しました。
（図７）では大きなホーンを取り付け手動で追尾している様子がわかります。彼らは太陽黒点数と太陽雑音の間に相関があることを見出しています。
太陽電波の性質を調べるためには偏波しているかどうかが調査項目のひとつです、パラボラにすだれのよう
図６ 電波望遠鏡のアンテナアレー構造

な偏波板をつけた研究でもサーチライトの架台は活躍しました。小田がその後電波から分野を変えてＸ線衛

県大井と稚内に設置し観測を行っています。埼玉県の大井に設置されたアンテナを（図５）に示します、アンテナアレイ（図６）の半地幅は 30°、利得は10dB、接続した受信機の雑音指数 2.8 〜 6dB で帯域は 40KHzでした。受信機の真空管はリーバーの用いたのと同
じ U954 が用いられ、検波は二極管が用いられていました。受信機は定期的に雑音発生器で較正し、ペンレコーダーで記録するシステムが完成していました。稚
内では真空管 6AK5 を用いたダブルスーパが用いら星を作ったときに、すだれ状の検出器で成功を収めたのは太陽電波観測での偏波板がアイディアの元である
ことは有名です。太陽電波が定常的に受かるとなると、次は太陽電波が太陽の何処から出ているのかを調査する必要があります。大きなパラボラを作る資金はありませんが、小さな電波望遠鏡を組み合わせて何とかその電波発生位置が求めたくなります。これを実現するのが電波干渉計です。名古屋大学では 1951 年に５素子の電波干渉計を４GHzで製作しました（図８）。

れ、1950年 9月 12 日の部分日食で太陽黒点の遮蔽と太陽電波の強度の関係を求める研究が行われています。今では太陽フレアのとき、黒点からの磁力線にからまった電子から強力な電波が出ていることが判っていますが、当時は手探りで調査していたのです。
実用に供しそうなVHF、UHFの周波数帯ではまだ予算

図８ 名古屋大学の 4GHz 電波干渉計
豊川に設置されたアンテナは共通の軸で駆動され、波の性質を使って各アンテナからの電波が強めあう方向を求めれば、詳細な電波の発生メカニズムに迫ることが可能になりま
図７ 大阪大す。徐々に太陽フレアと黒点の関係、シンクロトロン

学の 3.3GHzと呼ばれる太陽電波発生メカニズムがあきらかになっホーン受信機

てゆきます。 このように日本では同時多発で電波天

CirQ 008-7

文研究が開始され、競争・協力することにより、敗戦国ながら欧米を越えるような研究成果が生み出されてゆきます。

（参考文献）（参考資料、画像の引用元）
The History of Radio Astronomy and National Radio

かけあしで歴史編を終えましたが、現在では高度化と分業が進み、機器の製作は専門メーカにまかせ、研究者はパソコン上のデータと格闘せざるを得ない研究が増えているようにも思います。 しかし、何も無いところから工夫して、ジャンクを拾い自分の五感も動員し、宇宙からのデータを獲得した当時の研究者のス

Astronomical Observatory, KRIEGER 1996,
Early Years of Radio Astronomy, W.T. Sullivan, Cambridge University Press、1984
川上、秋間.、電波資料集、電波管理委員会中央電波観測所、昭和 26 年 3 月
仲上、宮、電気学会誌、59、No.６０８、pp.176、昭ピリッツをもう一度呼び起こす必要はないでしょう

和１４年３月か。

大野、仲上、宮、電気学会誌、5６、No ５７７、pp. ８

さて、次号からは天体電波の種類、電波干渉計など

４、昭和１１年８月の観測方法、太陽観測実践編の予定です。内容はリク

続逓信事業史、郵政省

エストや筆者の事情で変わるかもしれません。

続日本無線史、電気通信協会

な考え方、つまり遊びの心が大切」だということから話が始まるということです。
そして省略し、抽象化してつまりシンプル化して考えて行くのです。
ここまでは全くのアマチュア的発想なのですがその後はしっかり研究をしなさいという話につながります。
第 2章ではコンピュータと人間の頭脳構造、働きに関する記述があり、第 3章で発表のテクニックについユビタキス無線ディバイスて述べています。 更に第4章では日本と世界とのか

根日屋英之、小川真紀共著 東京電機大学出版局発行

かわりについて、日本人独特の弱点を指摘しています。

アマチュア無線をやっている方には学術的で難しい

この本は単に技術開発に関するノウハウ書ではあり話が沢山出てきてなじみにくいかも知れませんが、通ません。 世界人として今後どうあるべきかというこ

達距離20cmという超QRPで構成されているカードやとを示唆する本として参考になると思います。

RFタグ、またパッチアンテナの構造とか私たちのあま

今日の芸術

り知らない話題が沢山でてきて、現在進行形の無線に

岡本 太郎 著 光文社、知恵の森文庫

関する知識を広げるには良い本だと思います。
中にほんの少しですがFCZの1200MHz、5エレプリ

大阪万博のとき「太陽の塔」を作ったり、「芸術は爆発だ」と叫んだギョロ目のおじさんの書いた芸術論です。

ンテナも登場します。

「芸術はきれいであってはいけない」「芸術はうまく

素人のように考え、玄人として実行する

あってはいけない」「芸術は無条件でなければいけな
い」と、およそ逆説的な論調で芸術を語っています。

金出 武雄 著 PHP 文庫
カーネギーメロン大学教授の著者が科学者、技術者

しかし、彼が語っているのは単に芸術に限ったこと
ではなく日本文化全体にかかわることであり、私たちの発想から展開、発表の方法を伝授。
アマチュアにとってうれしいのは、新しい研究のテーマは「何と幼稚な、何と素直な、何といいかげんの生き方そのものに言及していて、芸術に興味をもたない人にも参考になる意見だと思います。

CirQ 008-8

対馬のオメガ局が聞こえていた頃JF2NXS

チュア天文家の団体だと思われる）の折のアンケート
では、回答者約１００名中２０名が何らかの音を聞いたことがあると答えた。 その音は聞こえるのは火球に多く、感度の良い地震計にも影響を与えることがあ

岡田 格

るらしい。
名古屋大学の空電研究所にあるELF/VLFの受信設備

１．はじめにを使って、1981 年のペルセウス座流星群の時に、受私が小学校５，６年生の頃でした。 寒空を見上げ

信記録が取られた。 同時に眼視観測を行った愛知県て流星群（しし座流星群だったか？）を見ようとして

立旭丘高校の生徒のデータを比較したところ、ある種いたときに、体験したことです。

の受信信号の時刻に一秒以内の差で眼視観測による流流星が見えると共に「シュッ」という音がしたよう星の記録があるものが約３０％あった。 その記録でな気がしました。 この体験自体は主観的には事実では2等級以上の明るさの流星との対応が良かった。

すが、今の客観的な視点から見ると、多分に心理的な

また、8 月 13 日 03 時 53 分 41 秒に潮岬上空に -6 等

要素が大きかったのではないかと思います。 という級の大流星が現われたが、そのとき「ぱーん」というのは、私はそのとき初めて流星、それもいくつもの流電波が受信されており、その強さは空電の数十倍だっ星を見ました。 その視覚的刺激がそのような印象をた。 そこから130km離れて観測していた和歌山県立与えたのではないか、と言わざるを得ません。 その

海南高校の地学部員約１０名のうち、2 名位の人が解釈とは関係なく、その記憶は１０年程、思い出すこ「ぱーん」という音を聞いたという報告があった。

とはありませんでした。

記事の内容は以上です。

流星は高度数十 kmにおいて、大気中に秒速数十km

私はこの記事を読んで、それまで思い出したことがの速度で飛び込んできた小さな粒子が大気との摩擦に全然なかった小学校５，６年生の頃の記憶がよみがより、温度が上がり発光するものです。 流星によっえってきたのです。 仮にそういう現象が存在するとては、音が伝わるための、距離に応じた時間の後に破仮定すれば、どのような原理が考えられるでしょう

裂音などが聞こえる場合があります。 しかし、見えか。 流星のうち、ELF/VLFの領域の電波を出すもの

ると同時に音が聞こえるということは、空気振動としがあるらしい。 そして、電波が人間の聴覚器官に信ての音ではあり得ないことです。

号として直接誘起して、脳から見れば音として認識される。ちょっとオカルトっぽい雰囲気もありますが、

２．今までに知られていること

私はそう推論し、何はともあれ、まず VLFの受信機を（1986 年での話です）と私の推測作って受信してみることが先決であると思いました。

私は大学生の時に天文部だったのですが、部室で資３．製作編料をひっくり返して見ているうちに、月刊天文ガイド（1982 年 8 月号）にあった「流星の音」という記事を1986 年 8 月に W 郡 O 町の粗大ゴミ捨て場（本当は目にしました。 その内容は以下のようなことでした。

不法投棄）に友人達とテレビの廃品を拾いに行きまし1981 年の日本流星研究会流星会議（おそらくアマ

た。 そこで、ブラウン管の偏向コイルを拾ってきた

CirQ 008-9

星群が最も活発になるとされる 8 月 13 日に行いましのです。
このコイルには長い電線（エナメル線）が使ってあた。 車を持っていた友人に頼んで、市街地から離れり、アンテナの良い材料になります。 簡単にいえば、た高台へわざわざ行ったのですが、残念ながら、その当時学生だった私にはそのようなものを買う資金がな

夜は曇り空で眼視観測はできませんでした。 60Hz

かったのでした。 廃材の木切れを利用して、枠をつの電源ノイズはまったくないので、フライパンで油がくり、一辺が 60cm 程度の四角形に 100 回程、そのエ

はねるようなピョンピョンプチプチという感じの自然

ナメル線を巻きました。 これをアンテナとします。

ノイズが良く聞こえました。 それ以上は成果もなくさて、別にオーディオアンプを準備します。 私は帰ってきました。 自然ノイズの受信自体は楽しいこ

当時持っていた BCL ラジカセ、松下 RQ585 のマイクとでしたが……。

端子にこのアンテナを接続しました。 受信したいの

５．人体実験編

はELF/VLFであるので、オーディオアンプはその周波数帯域は十分です。 そして、アンテナとして用いたアンテナとしてつくったコイルを今度は逆に使い、コイルは電磁波を電流に変換する働きをします。

電流を電磁波に変換します。 オーディオアンプのス

100回巻という回数には、はっきりとした根拠はあり

ピーカ端子にそのコイルを接続し、適当な信号を入れませんが、ラジカセのマイク入力端子（約 600 Ω）にたまま、自分の頭をそのコイルに近づけたり、コイル

対して、一回では少なくともインピーダンスが低すぎの中に入れたりしてみました。 しかし、私の聴覚にる。 したがって、巻き数を増やしたわけですが、巻はなんの変化もありません。 そんな簡単なことで、き疲れたのがだいたい100回巻き位の頃だったという発見されるような現象であれば、既に世の常識となっだけです。

ているはずであり、あくまで「本当にそんなことはないのだろうな」という疑問のための確認でしたが、自分で確認すること自体は重要だと思います。

４．受信実験編
家の中で上記の受信システムを動作させると、予想

６．評価

済みのことでしたが、家屋の交流電源からの誘導で、また、その陰でオメガシステムは出力数百kWの規模の施設であり、パッ、パッ、パッという空電音らしきものが聞こえまもし、人間にELF/VLF認識能力があるならば、施設のす。 しかし、予想外のものもありました。 ピ、ピ、

職員を始めとして、対馬の住人は始終頭のなかで、

ピーと規則的な高音が聞こえました。 調べると船舶「ピーピーピー」と響いてなければいけないと思うの

航行用のビーコン（対馬から送信されている）としてですが、そのような社会問題はありませんので、人間使われているオメガシステムの電波だということがわの受信感度は相当悪いということになります。 つま

かりました。 周波数は 11 〜 12 ｋ Hz 付近にありまり、流星は少なくともそれを超える規模の電磁波を出す。 これは私にとっては驚きでした。 原理的にはさなくてはいけない。 しかし、これまでに知られて受信して当然なのですが、受信機の常識である「検波」

いるような空電の何十倍やそこらの強さでは、その規というプロセスを経ないで信号が耳に入ったことは、模には到底及ばないです。 したがって、「流星がVLF

少々戸惑いがありました。 その他には、近所の車・放射」→「人間が直接受信」というプロセスは定量的オートバイのエンジンから出ていると思われる電波、に相当無理があるとわかりました。 しかし、一方で、電気剃刀からの電波、そして、腕時計をアンテナに近流星が見えると同時に音が聞こえたという報告がありづけるとクロックの音を聞くことができ、それなりにます。 これはどうやって説明すればよいでしょうか。

強い 60Hz の音が出てきました。

そういった疑問は別にして、私はこの実験ではじめ楽しめました。
屋外へ持ち出しての試験はその年のペルセウス座流てVLFを受信し、その受信音はとても楽しいものであCirQ 008-10

るということがわかりました。

実は、悪名高き２ちゃんねるの中に天文・気象板ともっと小さいアンテナでも、受信できることは確認呼ばれる掲示板があるのですが、そこに「しし座群で、しましたので、 あなたも受信を試みられることを是

音聞いた人いる？」というスレッド（話題）がありま

非おすすめします。

す。 まぁ、音を聞いたという人間をキチガイ扱い輩

残念ながら日本のオメガ局はもう運用を停止してまが出るなど、いかにも２ちゃんねるという場面もありすが、一方でそれは自然電波が良く聞こえるようにますが、2001 年 11 月より、密かに議論が行われていなったことも意味します。

ます。 移り変わりの激しい中、３年以上も一つのス
レッドが続くことはまれなのですが、ここは息の長い「良スレ」だと思います。

「ジュッ」と「ヒュッ」の中間

http://science3.2ch.net/test/read.cgi/sky/1006270666/
また、以下のホームページには、流星の音に関して、
比較的詳しい記述があります。

7N4IUR / 福田 真司

http://astro.ysc.go.jp/index11.html#meteor-sound
ここではオーストラリア、ニューカースル大学のコ

CIR-Q ７号の記事を見て、私にも経験があることですので、メールを差し上げました。

彼の説では、流星によっておこされたプラズマの乱

まず、ご質問の件に関して、回答させていただきます。
（１） いつ頃のことでしたか?

1998年11月18日

午前３時頃（２）季節は?

リン・ケイの論文に関して言及しています。

流が地球磁気圏の磁気を引きずる事でVLFの信号が発生し、それが髪の毛、メガネの縁などを振動させる、という事のようですが…

獅子群でしたから、秋ですね。

(３) どんな音でしたか?

私は流星の電波観測も行っておりました（現在、休「ジュッ」と「ヒュッ」の止中です）ので、VLF での観測も平行して行おうと考中間のような音でした。

えたました。 しかし、テストの段階で挫折したまま（４）流星の発生との時間のずれはありましたか?

になっております。 ぜひ大久保 OM に、簡単で良い

時間差はありませんでした。

回路をお考えいただければ、と思っています。

（５）どんな所(場所、雰囲気)で聞きましたか?

東

私自身の仮・仮・仮・仮説ですが、流星によって発

京都あきる野市二宮（秋留台公園の南側）周囲に山な生した VLF がメガネなどで直接音波になるのであれ

どの無い、広い畑の真ん中あたりで聞きました。

ば、もっと他の現象でも音が聞こえてしまうのでは（６）その他気がついた事を教えてください。

ないかと思っています。 しかし、実際には聞こえな

ちょっと色々あるので、箇条書きにします。

いところを見ると、流星からのVLF と、ロランや長波・ちょうど車の中に戻った同行者も、音だけは聞いています。

JJYなど何か別のVLF信号とのビートを聞いているのではないかと思っています。

・その時流れたのは大火球と言えるサイズのもの

最後になりましたが、開局してまもなく５年になりで、10分以上永続痕が残っていました。 どこかの天ますが、寺子屋キットには、ずいぶんと助けていただ

文台にこの時の永続痕の写真があったかと思います。

きました。 購入したキットは、現在でも全て現役で・音自体に方向性、定位感はありませんでした。

愛用させていただいております。

・ただし、一瞬遅れて地表での反射音らしい、定位

恩返しなどという大げさな事はできませんが、私でのはっきりしない感じの音を聞いたため、脳内で「聞お役に立てるようなことがございましたら、何なりといた」訳ではないと思います。

お申し付けください。

CirQ 008-11

びっくりしましたが実際によく動きます。 なんだか「やわらかい」イメージで何処までも動く、こりゃーたまげた。 水晶には、16.866MHzの表示がありました。 VXO2とPVC 20PFで50.9MHz付近から50.0MHz
以下まで動きます。 なんと、「表示よりも下に動く」という今までの常識を破り、「表示よりも上にも動く」

JA3PAV 仁木 弘 HIROSHI Niki

ことが分かりました。 ドリフトは動かない水晶よりはありそうですが使えそうです。 早速、50MHzのDCに組み込んで使用しています。

よく安定していま「動く水晶」はFCZ研究所発行のWeb誌CirQ#003にす。 立ち上がり 15 分位を越えると、SSB の交信を発表されており、興味を持っていました。 あるのど

ワッチしていても追っかけることはありません。 たかな日、大阪の「アマチュア無線応援団」キャリブレー

だし、450KHz も変化させるとさすがに、安定度ではションの JR3GOX 児玉 OM から、「動く水晶が手元に自信を欠きそうです。 そこで、もう一つ、これより-届いているので実験して見てください」という電話を

450KHz の動く水晶があれば、50MHz 帯の主要 SSB/

もらいました。 早速送、2SK241基本発振+2SK241

CW の範囲はカバーできます、と児玉 OM に申し上げ

3 逓倍の回路（FCZ キット #237 の VXO 部）を FCZ 基ました。

板に組み上げて追試をしてみましたところ、極めて興

後日、50.2VXO 16.7143MHzという表示の動く水晶が届きました。 これを同じ回路で実験しましたとこ

味深い結果でした。

ろ、50.38MHz付近から50.0MHz以下までFBに可変でその 1 FET 2SK241 基本発振 +3 逓倍

きました。 なんともすばらしいことです。 これで、「水晶は、周波数を動かさないようにする素子であ

目的の 50.9MHz 〜 50.0MHz の範囲をわずか 2 個の動る」といわれ、Loなどに使用するのは動かない水晶のく水晶でカバーが出来ることになりました。

使い方です。 ところが、VXOは、それを無理やりに

その 2 FET 2SK241 で直接 50MHz 発振

動かそうというのです。
従来のVXOは基本波をせいぜい0.5%位動かすこと

次に、一度に 50MHz を得る方式の回路ではどうでが可能でした。 しかし、この「動く水晶」はCirQ#003

しょうか。 これは、FCZ の VXO キット #232 が FBに発表されているように、「もっと動く」ということでなので実験の対象としています。

す。 組みあがった基板に周波数カウンターを接続して追試実験をおこないました(第 1 図) 。

まず、既接続の水晶を動く水晶50.2VXOに取り替えて見ました。 周波数カウンターを見ていまして、ど

第2図FET 2SK241 で直接 50MHz 発振

第 1 図 基本発振 +3 逓倍の回路

CirQ 008-12

う調整しても、50.27MHz 付近を下に越えると異常発振してしまうようです。 よく回路定数を見ていましたところ、コルピッツ型発振用のコンデンサC1,C2に目が釘付けになりました。 私は、50MHz では以前
からこのコンデンサは実験の結果、小さめの15PF(GS 間)と 30PF(S- アース間)の組み合わせを使うようにしていました。
「ひょっとしてこれかもしれん」とひらめいたので、早速、既接続の 33PF と 68PF の組み合わせを取り替
えて見ました(第 2 図)。

第 3 図 低電圧での発振回路
一部ベースバイアス等を変更しています(第 3 図) 。

するとどうでしょう、
なんとウソのようにスムーズに発振するではありませんか。 しかも、発振の始まる上側の周波数がより高くなりました。 3逓倍を直接取り出す回路用に動く水晶を使う時には発振用のコンデンサは小さい方がよいようです。

その結果、
Vcc=1.591V、Icc=0.8mA、50Ω負荷出力5mVであり、注目のドリフトは、40Hz/Hと信じられないよ
うな安定度を示しています。 その上、初期変動が殆ど認められませんでした。 超 QRPp の実験をされる方は、キットをこの方法で改造して使用していただく

それなら、もう一段進めて、7PF と 15PF の組み合
わせではどうでしょうか。 結果は益々、感心させられました。 より安定に、発振の上側の周波数はより高くなりました。

と FB かと思います。
これだけ出力が小さいと SA602 等のアクティブ
DBMのLo用に使用するにはレベルが不足のようです。
そのときには、ベース抵抗を 100k Ωから 47k Ωにもう一声。 3PF 〜7PF で実験しましたが、この組
み合わせでは、発振そのものが止まってしまいました。 従って、この動く水晶には 7PF と 15PF の組み変更するか、あるいは、Vcc=2Vにすることにより対応できます。
ここで2V を安定に取り出す方法を紹介します(第 4図)

合わせとすることにして回路を完成させました。
C1,C2の値を小さくしすぎるとニヤバイの発振を起こす可能性が出てくると言われていますので意識していますが実験でスペアナを見ている限りではニヤバイ
発振の確認はできませんでした。
第 4 図 2V を安定に取り出す方法

その 3 Tr 2SC1215 で直接 50MHz 発振
これまでの実験は、Vcc=5V以上です。 更に、VXOの QRPp 化が出来ないかと思い追試をおこないました。 即ち、Vcc を 3V 以下まで下げても発振するの。一般に5V以上の電源を使って機器の設計をする場合が多いので LED を使うことにします。 12V の時は、470Ωを1kΩに変えていただくと、LEDはパイロット
ランプも兼ねられるので至極 FB です。

でしょうか。 3V 以下ですと FET 2SK241 では動作が不安定で NG でしたので Tr 2SC1215 でテストを行いました。

その 4 減速器についてさて、以上のようにVXOが幾種類か出来上がってき

以前にVXOを2Vで稼動させて、よい結果を得ていますので今回はいきなり単 5乾電池 1本の 1.5Vです。
やはりFCZキット #232でおこないますが、Tr用にました。 これを DC トランシーバに接続して聞いて見ると聞こえるのですが、SSB だとジヤストインしな
いときれいな音が聞こえなくて合わせるのに難儀してCirQ 008-13

は、製造技術が向上して素子も FB なものが開発されるようになり、コンデンサでは1%、抵抗では0.1%のように安定なものが入手できるようになりました。
ドリフトを少なくする方策として、このように高精度の素子で設計する方法もあり、また、恒温槽を使用す
ることも考えられますが、アマチュア的に方策を考えて見ましょう。 それは、温度の変化の影響をシャットアウトすることが着眼点です。
(1)外気温との隔離
写真1 キャリブレーションから売り出された減速器います。 450KHz も動かすと少し大きいつまみを着けた位ではまだ足りません。 そこで、「減速器」がほ

VXOの部分をケースに入れて、温度変化の大きい外気温あるいは他の回路部分とを遮断し温度の変化の影響をなくすることです。 この方法でかなりの効果が期待できます。

しくなりました。
今もバーニアダイアルというものがあり手に入りま
すが今ひとつパネル面にあいませんし、
しかも高価です。
以前、そのほかにはにも減速器が販売されていて購入した記憶がありましたが、今は秋葉原にも日本橋にも見当たりません。 何か方策は無いものかと児玉OM に相談していましたところ、しばらくして「このようなものが出来ます」と連絡があり、早速拝見した
ところ少し大きめですが8対1減速で極めてスムーズに回転するし FB なものでした(写真 1)。 ただ、取り付けに一工夫が必要であったので、別途取り付け金具を作ってセットにしていただきました。 この減速器
を VXO に取り付けますと極めてスムーズに SSB の信号にジャストインすることがでます。 したがって、
VXO等を自作するときに非常に役立つパーツとして重宝しています。 このFBな減速器は下記キャリブレー

(2)それでも完全とはいえません。 隔離された内部に発熱素子があります。 それは、Tr と抵抗です。
これらの素子からの発熱がある限り、外気温との隔離をしたとしても十分ではありません。
このことの解決法としては、発熱素子がもっている
温度変化の逆勾配をもった温度変化を有する素子を併用して変化を相殺する技術が開発されています。 しかし、この方法は、再現性を考えると素子は個別に僅かながら特性が異なりますので技術的に困難を伴います。
(3)そこで、VXO を QRPp 化することが考えられます。 それには、電源電圧を下げ、電流も下げて、発熱源であるトータルサプライ電力を下げて VXO を稼動させます。 少しは発熱があるものの、この熱量は極めて僅かですので発熱素子周辺の配線に逃がすことが出来ます。

ションから入手可能です。

このようなメカニズムにより回路は安定度を長時間

その 5 安定度(ドリフト)について
VXOは、水晶、アクティブ素子、抵抗、コンデンサ、コイル、配線、基板等で構成されています。ドリフトはなぜ起こるのでしょうか。 水晶を含むパッシブ素
子は、素子周囲の温度が変化すれば、素子それぞれが有する固有温度係数により、伸び縮みします。 例え
ば、コンデンサであれば、温度が上がると電極面積は広くなり容量は増加する方向に変化します。 最近でに渡って維持することが可能になります。
今回、実験した第3図のVXOはこのことを実証しています。 Vccに1Ωの抵抗を入れて、Iccを測定して見ると、0.8mA でした。 したがって、VXO に供給される電力は、1.5V × 0.8mA=1.2mW となり、出力 560 μ
Wを差し引くと、周囲の配線に吸収される熱量は、640μWという僅かな電力となります。 このくらいの熱量ですと、配線は十分に吸収して周囲に熱を発散でCirQ 008-14

き、素子の温度上昇を抑えてくれることでしょう。
ドリフトは、前述のように、40Hz/H というすばらし
いもので、初期変動が認められないというものでした。
もし、パワーが必要であれば、この第3図のVXO回

第 6 図 バンドパスフィルター路の外にRFアンプを加えると必要なパワーが得られ、しかも、同調回路を入れることによりスプリアスも格成されており、極めて単純にして効果絶大です。 ち段に改善できます。第 5図に少ないパーツで構成した

なみに、出力側のスプリアスは 70dB 以下でした。

RF アンプの例を示します。

しかし、BPF 挿入損失が 3dB 前後あります。 対策としては、後段アンプの利得を増加設計すること、あるいは、後段に第 5 図で紹介しました RF アンプを入れることにより対応が可能です。 ここに紹介しました
BPF は、「キャリブレーションキット #505」として販売されています。

第 5 図 少ないパーツで構成した RF アンプ

以上が追試実験の報告です。 本稿で紹介しました「動く水晶」は、50.6VXO(水晶) 及び 50.2VXO(水晶)とその 6 スプリアスについていう表示で販売されています。

これらのVXOは、スペアナで確認する限り、スプリ
アスは幾分出ています。 一般にVXOは、後段にいく
つかの RF 段が接続され、同調回路が複数個入るのでお問い合わせは
水晶・FCZ キット開発関連

有限会社FCZ 研究所

回路システムとしてはすばらしく改善できます。 こ

http://www.fcz-lab.com/index.htmlのように後段にフィルター機能を受け持たせることもTEL:046-255-4232 FAX:046-255-2244

一策ですが、VXOから、よりクリーンな信号を出力したいときがあります。 そのためには、ここまで実験キット含む入手情報してきた VXO 回路の出力側にバンドパスフィルター

アマチュア無線応援団キャリブレーション(BPF)を入れることを提案します(第 6 図) 。

http://www.max.hi-ho.ne.jp/calibration/

この BPF は、FCZ10S50× 2と 3個のコンデンサで構

TEL/FAX 06-6326-5564

鉛フリー ハンダが代表的なものは、鉛の代りに銀と銅が採用されて現在、電子回路メーカーの間では今年中に鉛フいます。 銀は高価な金属ですので当然ハンダ自身

リーハンダづけの採用が検討されています。

が現在のものより高価なものになります。

現在使われているハンダは、鉛 40%、錫 60% の合

また、ハンダの融ける温度も高くなりこれにした金ですが、ここに含まれている鉛が環境を汚染するがってハンダこての温度も高くする必要があります。

という理由で使用することができなくなるためです。

アマチュアとしてもゆくゆくはこの問題に対処しこの鉛を使用したハンダづけに代る「鉛フリーハ

なくてはならなくなるでしょう。 この問題についンダ」の組成はいろいろなものが考案されていますては改めて本誌で取り上げたいと思います。

CirQ 008-15

と自画自賛です。 次なる課題は沢山の読者の方が参加する、流星の音を聞くプログラムづくりですね。
8 月のペルセウス流星群を目標にしたいと思います。

だんだん投稿が増えて雑誌らしく成って来ました。
うれしいですね。 記事が沢山ありましたので、LEDの記事、糸でんわの記事は今回お休みです。

雑記帖

パラボラ
MHN 植物園にも春が近付いて来ています。 春一45 年

番に咲く福寿草がお天気の良い日に太陽に向けて黄色のパラボラを広げています。 そのすぐ横でのら猫のMHNと結婚して45年たちました。 2/28にはケー「お福」がゴロンニヤーをやっています。

キ屋さんに孫の描いた絵でケーキを作ってもらいお祝をしました。 この 45 年間、いろいろな事がありま

沖縄原産の月桃は今年もそのまま冬をこさせまし

したが、まあ良い年だったのではないかと思っていまた。 上の方の葉は枯れて来ましたが、反面、下の方す。

から新しい葉が育っています。 大分耐寒性がついた
ようです。

今月号

水仙はしっかり咲いています。 梅の花はちょっとみじめです。 ヒヤシンスは少し顔を出して来ました。

燃料電池の専門家である佐藤さんに燃料電池について執筆頂きました。 今まで全然分からなかった事がある程度分かってくると、それ以上に分からない事が展覧会増えて来るものです。 もし燃料電池に関する御質問

絵の仲間の「グループ風」の展覧会が終りました。

がありましたら FCZ 研究所までお寄せください。

今年はペン画に彩色したもの2枚と、サンバの絵を1 枚出品しました。 ホームページの今月のギャラ

7/18(海の日)に行なわれる、ざまサイエンスカーニ

リーに PDF で載せました。

バルの会場で記事の中にありましたPEM MASTER を組み立てる教室が予定されています。 詳細は追って

表紙の言葉お知らせします。

太陽の方角に花を向けるのはなにも向日葵
流星の音に関するお便りを２つ頂きました。 大きだけではありません。 福寿草の花も太陽になコイルを AF アンプにつけるだけで電磁波を直接聞向けて大きくパラボラアンテナを広げます。
ただし、太陽に向けて咲くのは一番花だけく事が出来る事を知りました。 私もやってみたくなで、その後いっぱい咲き出す二番花以降は勝りました。 流星の音に関する情報が乗っているとい手な方向を向いています。

う、2 チャンネルも覗いてみましたがどこか不真面目なものが多く、情報としては「CirQ の方が断然上だ」

CirQ 008 号

2005 年 3 月 1 日発行

発行 有限会社 FCZ 研究所

定価 100 円(シェアウエア ただし
高校生以下無料)

編集責任者 大久保 忠 JH1FCZ

228-0004 神奈川県座間市東原 4-23-15

TEL.046-255-4232

郵便振替 00270-9-9061