Transcript 自作パラボラアンテナでのBS受信実験

出前授業のための
電波科学教材開発
[発表者名]
[指導者名]
福井高専前川研究室
河村圭祐
前川公男
研究背景
若い世代の科学離れが問題となっている。
素晴らしい科学技術も、それを継承し、発展さ
せていく技術者がいなければ、未来社会は豊
かにならない
高専に優秀な中学生を呼び込むために理科に
関係する体験的な実験を中心とした出前授業
を考える事にした。
福井高専前川研究室
各高専公開講座の調査（電波関係）
 電波リモコンカーの製作
仙台電波
 家庭用品を利用したラジオの製作
鶴岡
 携帯電話を使ってスイッチON
富山商船
 君にも作れるループアンテナラジオ 北九州
 作って飛ばすラジコングライダー 熊本電波
 電波の不思議
熊本電波
福井高専前川研究室
研究計画
BS・CS放送とアンテナの学習
オープンカレッジで展示する
中学生向け教材作成
出前授業を行う。
福井高専前川研究室
研究経過
BS・CS衛星放送の位置
BS・CSの各衛星は赤道上空約３６，０００ｋｍの静止軌道上にある。下の図は各
衛星を地上から見たときのおおよその位置を示す。
福井でアンテナを設置するときの角度（BS方位角219.9°、仰角39.9°）
福井高専前川研究室
BS・CS放送のアンテナについて
オフセット型
センターフィード型
福井高専前川研究室
オープンキャンパス（デモ実験）
 オープンキャンパス
中学生に興味を持ってもらえるように電波に関
する問題をクイズ形式にして出題した。
１．方向に関係なく電波を受信するか?
２．アンテナの前に物を置くとどうなるか？
福井高専前川研究室
粘土・石膏でパラボラアンテナ製作
 紙粘土でリフレクタ（反射鏡）の型を作りその型
に石膏を流し込み大量生産できるようにする。
以下に簡易的な模型を示す。
福井高専前川研究室
ダンボールでパラボラアンテナ製作
 ダンボールで骨組みを作ってその骨組みの上
にアルミ箔を貼り付ける。
以下に簡易的な模型を示す。
福井高専前川研究室
製作する準備
簡単にできそうなダンボールで製作することにした。
そのための準備としてfd（焦点距離と直径の比）、
D（直径）、y（ダンボールの高さ＝ダンボールの厚さ）を
定義する。
fd=0.6 D=0.5[m] y=3.0[mm]
次のページに表を示す
福井高専前川研究室
高さから半径を求める
y=x^2/(4＊D＊fd)
円の枚数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
y(mm) 高さ x(m)　半径
3
0.0600
6
0.0849
9
0.1039
12
0.1200
15
0.1342
18
0.1470
21
0.1587
24
0.1697
27
0.1800
30
0.1897
33
0.1990
36
0.2078
39
0.2163
42
0.2245
45
0.2324
48
0.2400
51
0.2474
福井高専前川研究室
求めた半径から高さを求める
x^2=4＊D＊y＊fd
円の枚数 x(m) 半径
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.06
0.08
0.10
0.12
0.13
0.15
0.16
0.17
0.18
0.19
0.20
0.21
0.22
0.22
0.23
0.24
0.25
福井高専前川研究室
y(mm)　高さ
3.0
5.3
8.3
12.0
14.1
18.8
21.3
24.1
27.0
30.1
33.3
36.8
40.3
40.3
44.1
48.0
52.1
半径0.06[m]の円だけではアルミがうまく張れない
ため半径0.06[m]以下の円を作るために
y=0.6[mm]の厚紙で円を２枚製作した。
円の枚数
y(mm) 高さx(m)　半径
1
0.6
0.0268
2
1.2
0.0379
福井高専前川研究室
ダンボールでパラボラアンテナ製作
 同心円で製作
 問題点
円の厚みがないので接着が難しい
微妙に高さがずれる
うまく円を作るのが難しい
電波も一瞬しか受信できなかった
福井高専前川研究室
ダンボールでパラボラアンテナ製作その２
 その同心円のままでは電波を受信するのが難
しかったので円に厚みを持たせた同心円のパ
ラボラアンテナを製作した。
（半径、高さは同じ）
福井高専前川研究室
自作パラボラアンテナでのBS受信試験
（アルミ箔1枚はり）
 11月12日（金） 15：45～
マスプロ BSC45R＋マスプロコンバータ
出力電圧 1.2[V]
画像 良好
自作パラボラ＋マスプロコンバータ
出力電圧 0.24[V]
画像 ほぼ良好
福井高専前川研究室
自作パラボラアンテナでのBS受信実験
（アルミ箔4枚はり）
11月18日 （木） 13：09～
マスプロ BSC45R＋マスプロコンバータ
出力電圧 1.3[V]
画像 良好
自作パラボラ＋マスプロコンバータ
出力電圧 0.4[V]
画像 良好
福井高専前川研究室
今回のBS受信実験の構成図
福井高専前川研究室
今後の展開
アルミ箔の張り方で電圧があがる原因を
調べる。
中学生にも分かりやすいパラボラアンテ
ナの取扱説明書を作成する。
福井高専前川研究室
電波を通すもの
電波を通さないもの
プラスチック板
白い布
工作用下敷き
発泡スチロール板
梱包用緩衝材（プチプチ）
黒い画用紙
ビニール傘
普通の傘
目の粗い金網（1cm以上）
乾いたタオル
濡れたタオル
目の細かい金網
静電気防止ポリ袋
アルミ板
特殊なスポンジ（実は電波吸収材）
厚い本
水の入ったペットボトル
福井高専前川研究室