電界強度の計算

暫く前に、1.2GHz帯で微弱送信機を作ったらどれくらい飛ぶのだろうかなんていう変な
計算に嵌っていたことがありました。結局は実用的な通信距離は確保できないという結論
だったのですが。（ATVですから結構なパワーが必要）

さて、FT-2000の受信感度を最低（IPO-ON、ATT-18dB）にして、Sメーターを振り切らせる
ためには、いったいどれくらいの電界強度なのだろうかという疑問が沸きました。

疑問がわいたので実際に計算してみましょう。

半波長ダイポールアンテナを接続した受信機でS9を振らせるための電界強度は、
7MHzで17dBμV/mという数値を見かけました。今回は素直にこれを採用してみます。
Sメーターフルスケールは+60dBなので、60足して77dBμV/mとします。

FT-2000でAMP1を使用する通常の設定でこのレベルとすると、IPO-ONでは18dB
ダウン位でしょう。S9の信号がS3程度になるから、6×3=18dBで大体合ってます。
それに18dB ATTを併用すると、トータルの感度低下は36dBということで計算開始！

我が家のアンテナは短縮VDPなので、ゲインは0dBi程度かそれより劣るだろう。仮に
0dBiとする。ここでフルサイズダイポールと比較して2.15dBのロスが出るので、それも
加算します。つまり、115.15dBμV/mがメーターフルスケール相当の電界強度。

400m離れた場所から半波長ダイポールで送信した場合、この115.15dBμV/mの電界
強度を得るにはどれくらいの電力が必要かを計算してみます。
計算するのは面倒なので、例のサイト（※1）を使用しました。。
※http://www.circuitdesign.co.jp/jp/technical/siryo3_01.asp

結果は、1065W。　（心の声：どんぴしゃ・・・）

ちなみに50Wで送信するとSメーターはどうなるかと言うと、電力比は13.28dBなので、
SメーターはS9+45dB位になるかと。

実際は自由空間ではないし、普通の環境では途中に建物も有るしでもう少し信号強度は
弱くなるでしょう。13.28dBdを超える八木アンテナって、フルサイズで何エレ相当なの
でしょうか？　7MHzではちょっとありえない大きさになりそうです。

ところで、3km離れたところで100W出すとどうなるか？
電界強度は87.38dBμV/mですから、受信側がIPO-ONで短縮DPの設備だと、17+18+
2.15=37.15（これでS9）。その差からS9+30.88dB。大体合ってますね。Hi

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参考情報
　・参考URL： http://ja3ykc.blogspot.com/2007/08/plc-dbvm.html
　・一般的なRIGは、50μV（34dBV)入力でS9になるよう調整されている
　・半波長ダイポールの実効長はλ/π=300/πｆ[MHz]
　・半波長ダイポールで受信してS9になる電界強度は、50μV×2/(300/πf)=πf/3 V/m≒f[MHz] μV/m
　・完全に整合された場合、この半分の電圧が受信機端電圧に相当する

コメント 10

うひゃ。難しい計算ですね。読み進める途中で、ついて行けなくなりました。
しっかりメモをとりながら読まないと、頭が大混乱。

さて、もう一回読んでみよう。
by WPJ (2007-12-03 17:48) 

途中、かなりはしょってるので「上級ハムになる本」でも読みながらどうぞ。
文中には書きませんでしたが、OverPower疑惑局の証明計算なんです。Hi
ごまかしはできませんよって事。（笑）
by sawada (2007-12-03 18:02) 

ふむふむ、Ｓ１個＝６ｄＢであなかったっけ？だとするとＩＰＯ　ＯＮ時のダウンは１８ｄＢどころではないことになる、ということは相手は１Ｋどころじゃないということですな。
こんど電界強度計で計測しに行きましょう（＾＾
by Atsu (2007-12-03 19:40) 

こんなところを見つけました。
http://www.webalice.it/romano.cartoceti/yaesu_ft-2000.htm

S1個=3dB、AMP1でIPO+10dB、AMP2でIPO+15dBみたいです。
そうすると計算が少し変わってきて、IPO-ONで-10dBとすると、先の計算より8dB弱くなります。
115.15-8=107.15dBという事は170Wに。

3km先の100WではS9+38dBということで、実際とは8dB差になります。いつも+30あたりでしたから。
それとも、50μVでS9は、AMP2の時なのだろうか？　そうすると数値は近くなって環境ロスと話が合ってきます。

そろそろOCR先生に登場いただかないとダメかな？　＞ヨロ

＃ここには標準ループ（500KHz～30MHz）とポータブルスペアナがありますが、さすがに持ち出せないです。標準ループはデカい。
by sawada (2007-12-03 20:02) 

ほんとだ
by Atsu (2007-12-03 21:49) 

ん？呼びました？

具体的なご質問は何でしょう？
by ocr (2007-12-03 21:56) 

計算が合ってるかどうか。
まずは自分のリグの入力端電圧がいくつのときに、Ｓ９振るかわからないと、検算もなにも無さそうですけど。
ＳＧあれば確認できるのですが、あいにくまだ揃えてないので。
１４ＭＨｚでの＋６０ｄＢ表示が１７ｄＢｍという値が、そのまま７ＭＨｚでも成り立てば検算できます。どうなんだろ？
by sawada (2007-12-03 22:10) 

Sメータは電圧で6dB，電力で3dBだったような．SGは高いので，Atsuさん経由で入手したエレクラフトのXG1でなんとか．
by BJB/ひがし (2007-12-03 22:54) 

条件が分からないと検算は出来ませんねぇ．
ＳＧは持ってますので，そのうち見てみましょうか．

＞ひがしさん
ちょっとそれは変かも．
by ocr (2007-12-04 00:59) 

新たな情報にたどり着いたのでメモ。

・AMP1ゲインは+10dB
・AMP2ゲインは+15dB
・S1個あたり3dBステップ。
・IPO-ONで-70dBm入れるとS9振る
・Sメーターの指示値と入力レベルの関係は、
　　S9+10　-60dBm
　　S9+20　-50dBm
　　S9+30　-40dBm
　　S9+40　-30dBm
　　S9+50　-20dBm
　　S9+60　-17dBm　←AGCがサチってるため-10dBmでない
by sawada (2007-12-04 11:00)