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2015年8月23日 (日)

1.9MHzのF1Bに関して

今回のデジタルモード追加申請には含めませんでしたが、1.9MHzでのF1Bも考えてみたいと思っています。
5年ほど前、TSS経由で1.9MHzのF1Bを含む変更申請をしたとき、TSSより保証不可との連絡をもらい、
1.9MHzのF1Bのみ諦めた経緯があります。
当時は、1.9MHzでは占有周波数帯幅100Hz以下と決められており、TSSより電話越しで170Hzシフトの
45ボーだと帯域が***Hzでオーバーするので、免許されませんと言われました。計算式らしいことを
言われたと思いますが、書き留めてませんでした。

ネットで調べてみると、1.9MHzで使用可能な占有周波数帯幅が、2015年1月5日より100Hzから
200Hzに拡幅(緩和)されたようで、既に1.9MHzでF1Bの免許を受けている方もおられるようです。

そもそも、RTTYの占有周波数帯幅は、どれくらいなんでしょうか。
ネットで調べてみても色んな意見があり、よく分かりません。
 ⇒後で調べて分かったことはこちら

FM信号の帯域幅は、カーソン則というのがあって、Bw=2*(ΔF+fm)で近似されるようです。
 (ΔF:最大周波数偏移、fm:信号波の最大周波数)
RTTYの場合、最大周波数偏移ΔFはシフト幅170Hzの半分で85Hzとなります。
一方、変調する信号波の方を考えると、45bpsで1,0,1,0,...を繰り返す場合(実際このような符号は無いと
思いますが)、すなわち22.5Hzが最大周波数fmになると考えられます。ちょっと怪しいですが...

RTTYの信号は、副搬送波を22.5Hzの矩形波で最大周波数偏移85HzをもってFM変調していると考えて、
カーソン則に当てはめると、帯域幅は2*(85+22.5)=215Hzとなります。
計算上これでも200Hzより帯域幅は広いのですが、信号波としている22.5Hzが矩形波であることを
考えると、(奇数次の)高調波を多く含んでいるので、もっと帯域幅は広がってしまうと容易に想像がつきます。
ただ明確に、数式等で帯域幅がxxHzと解説されたものを見たことがありません。

であれば実測してみようと、手持ちのファンクションジェネレータとスペアナで試してみましたが、
スペアナのRBWが1kHzまでなので、細かく測定できませんでした。
Excelを使ってシミュレーションすることもできそうですが、フーリエ解析として4096個のデータまで
しか扱えないようなので、細かく計算できません。
そこで、WaveGeneとWaveSpectraというフリーソフトを使ったシミュレーションをしてみました。
(素晴らしいソフトを提供されている開発者の方に感謝です)

まず、WaveGeneでRTTYの擬似信号を発生させます。

20150823_0001


これをwavファイルに書き出し、WaveSpectraで読み込みます。
そして、FFT解析させると、

20150823_0002

横軸を拡大して、副搬送波近傍を見ると、

20150823_0003

わかりにくいですが、ピークレベルから20dB落ちまでの周波数範囲を見ると、
だいたい2000〜2400Hzの400Hz弱と読み取れます。
(10dB落ちの範囲で見ると、250Hz位のように見えます)
到底、200Hzの範囲内に収まる様子では無さそうです。
(8/24 追加)
占有周波数帯幅について、認識が間違っていました。
全平均電力の99%となる周波数の範囲内なので、ピークレベルとの比較で語ってはいけないですね。
スペクトラムの面積で考えるべきで、単純に図からは読み取れないですね。

ちなみに、周波数関係は変えずに、信号波を正弦波としてFM変調を掛けてみた場合、

20150823_0004

20150823_0005

随分様子が変わります。
ピークレベルから20dB落ちまでの周波数範囲を見ると、だいたい2070〜2340Hzの270Hz程度と
読み取れます。カーソン則の計算と少しズレています。
(10dB落ちの範囲で見ると、カーソン則とはだいたい一致します)

MMTTYでは、シフト幅23Hzの狭帯域RTTYも対応できます。
この信号をシミュレーションしてみると、

20150823_0006

20150823_0007

これなら、20dB落ちの範囲でも100Hz程度に収まっており、200Hz以下という基準には合致しそうです。
ちなみに、実際の音はPSKに近い感じがしますし、スペクトラムもAM変調のような感じです。

シフト幅23Hzは、リグ側のFSKで対応できる機種は未だ無く、MMTTYなどPCソフト側で対応する
AFSK方式で送信する必要があります。
1.9MHzのF1Bは、AFSK方式の狭帯域RTTYに限定すれば、免許されると思います。
折を見て、変更申請にトライしてみようと思います。

以上の内容は誤解なども多く含まれている可能性はありますので、ご了承ください。

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コメント

当方、F1B許可取っています。(今年5月)
許可条件に、帯域幅以内(200HZ)であることを判断するための式を記載しました。今後、許可される帯域幅が変更されても良いように文言も記載して保証認定しました。ネット上にでています。ご参考まで

こんにちは、情報ありがとうございます。
1.9MHzのF1Bを許可されている方は、ネット上でもちらほら見かけますね。
F1Bの占有周波数帯幅の近似式は、2M+2Dk (k=1.2)というのを見かけますが、
ネット上で大元の出所を見つけることができません。
今は、23HzRTTY (MSK)で総通へ直接申請していますが、まだ審査が完了しません。
これが許可されたら、もう少し条件を広げてみようと企んでいます。

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