雪崩ビーコン信号のSDR受信

ここ数年で、ワンセグチュナー用のUSBドングルとSDRソフトを組み合わせた広帯域受信が手軽に行えるようになりました。 HFコンバーターを組み合わせるとAMラジオ放送の周波数帯に対応し、雪崩ビーコンの発信信号を直接モニターできますので、講習会で雪崩ビーコンの説明に使えそうです。

1. SDRのハード構成

必要な機材は(1) USBワンセグTVチューナー、(2) HFコンバーター、(3) BCL帯バーアンテナの3つです。

(特にケースに入れる必要はありませんが・・・) 今回は使い勝手を考えて、いつも使っているタカチのMX型丸型モバイルケース(30mm×110mm×170mm)に入れて、電源スイッチとLEDを追加しました。

(1) USBワンセグTVチューナー

本来はワンセグやFM放送を受信するためのチューナーで、PCとはUSBで接続します(このようなUSB一体型のアダプターをドングルと呼んでいます)。最近はいろいろなドングルがネットで手に入りますが、今回はアルミケースに入れたSDR SMArt Premium USB RTL-SDRというものをeBayで購入しました。

(2) HFコンバーター

USBワンセグTVチューナーは周波数範囲25-1760MHzなので、このままでは雪崩ビーコンの457kHzを受信することは出来ません。周波数を+100MHzするHFコンバーターがAmazonで入手できます。入出力コネクタはSMAのメスが取り付けてあり、単独で使用する場合は別売のケースもあります(※電源はmini-USBから供給)。

(3) BCL帯バーアンテナ

以上は購入するだけなのでハードルは低いですが、バーアンテナは半田ごてを持ったことがない人には面倒かと思います。壊れたビーコンや古くなったラジオからバーアンテナを取り出して、220pF程度のコンデンサをポリバリコンに並列に追加すると共振周波数を457kHに調整できます。出力には細い同軸ケーブルでピックアップコイルを10T程度巻いています。フェライトバー単体はラジオ少年で入手できます。

※ちなみに、取り敢えずアナログの受信音が聞こえれば良い・・・という場合は、ビニール線を適当に(直径10cmで5～6T)巻いたコイルでも近くのビーコンは聞こえます。

(4) 1:1の絶縁トランス

上記HFコンバーターを扱っているAmazonに、ラジオを聴くときのノイズ低減のためガルバニック・アイソレーター(1:1の絶縁トランス)を推奨していました。購入するとJPY2,950かかのるで、手元にあるトロイダルコア(FT-37#43)で巻きました。適当に12T:12Tで巻いてSweep Analyzerで確認すると、ラジオで使う300kHz～30MH付近はフラットなので問題なさそうです(※40kHzのJJYは4～5dB落ちますが受信可)。

2. SDRソフトの導入

PC側のソフトは何種類かありますが、私はSDR#というフリーソフトを利用しています。導入方法はRTL-SDRブログが解りやすく、ドライバのインストール方法も詳しく載っています。

3. 雪崩ビーコン信号の受信

実際に雪崩ビーコンの信号を受信すると、左側の赤線の周波数(457kHz)で1秒周期の点がウォーターフォールで確認できます。なお、雪崩ビーコンは搬送波の断続なので、CWモードで受信すると音として聞こえます。ビーコンによって±20Hz程度の範囲で微妙に周波数が違うので、複数のビーコンを受信して聞き分けが出来るはずです(※マニュエルさんがアナログ受信と言っている音)。右側に見えるピークはNHKラジオ第一、第二、そして民放ラジオ放送局の信号です。あまり無線に興味がなかった人が、視覚的に周波数を見れるのが良いと思います。

【図-2】広範囲に受信した場合

画面右のZoomバーを上げて457kHz付近を拡大すると、信号強度やS/N比が見れます。 Zoomを最大にすると複数のビーコンの周波数が微妙に異なることがわかりますが、Hz単位の正確な周波数を知ることは無理です。

【図-3】 457kHzのレンジを拡大

感度が足りない場合、SDR#からRFアンプのゲインを調整することが出来ます。

4. その他

短波用ラジオでSSB通信やモールス信号を聴くためにBFOを搭載したものがあります。このようなラジオでも雪崩ビーコンのアナログ音を聞くことができます。下の写真はSony ICF-SW7600GRという機種で、中間周波数を2段使うDouble Conversionという通信機でよく使われる方式をとっています。一般的なAMラジオの中間周波数455kHzの前にFMで使う10.7MHzに変換して増幅しているので、比較的遠いビーコンも拾うようです。

【図-4】 Sony ICF-SW7600GRの外観

【図-5】 SSBモード切り替えスイッチ、音調も調整可

※Sony ICF-SW7600GRは2018.2月に生産中止になったようですが、中国製のTECSUN PL-660にもSSBモードが付いているようです。