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流星電波観測の種類

流星電波観測には,そもそも散乱の種類,そして使用する周波数も様々です.特に使用する周波数については,2010年代半ばごろより,SDR(Software Defined Radio)が広く普及したことで,従前はアマチュア無線を利用した電波観測が中心でしたが,その幅が広がりました.

散乱の種類

流星は電離柱で反射すると説明しましたが,厳密には,散乱が起こっているわけです。みなさん次のような経験はないでしょうか。「強力な懐中電灯を夜に外でつけたら,光の帯ができた」これは,光が大気中の粒子によって散乱しているのです。流星が発光した際に電波があたると,電波もそこで散乱が起こります。その散乱には二種類あります。

前方散乱 (HRO, FRO,VORはこちら)

電波を送信している送信局と,受信局が異なる位置になります。つまり,電離柱に対する入射角で受信地が決まります。現在日本で主流になっている流星の電波観測 (HRO) はこちらの散乱を利用しています。海外では,日本で従来盛んであったFM放送局を利用したFROや,TV放送のFM音声を利用したTROが行われています。世界的にも,観測地が多く,現在の流星電波観測は主にこちらが表立っています。前方散乱は英語ではForward Scattering 。

後方散乱 (レーダー観測はこちら)

電波を発信して自ら受信する,送信局と受信局が同じになる散乱です。昔からレーダー観測として世界で行われてきました。近年は,前方散乱を利用した流星電波観測が主力なってきていますが,チェコやオーストラリア,日本の信楽にあるMUレーダーなどは有名です。この観測では電離柱に対して垂直に当たることが条件です。電波を発信してから,その電波が戻ってくるまでの時間を測定することによって,その物体への距離を測定することができます。英語ではBack Scattering。

使用する電波による違い

上記のように,電波の散乱の種類は二つありますが,今回みなさんが行う流星の電波観測は,前方散乱による観測を行います。さて,そのような中で,流星の電波観測は,以下の3種類があります。それぞれ特徴があります。しかし,これから流星の電波観測を始めるという方には,HROまたはFROをお勧めします。

HRO(Ham-band Radio Observation)

現在日本で,高校生からプロまで広く使われている観測方法です。用いる周波数は53.755MHz(福井県立大学アマチュア流星電波観測研究会)が主流。自動観測ソフトも開発されており,初心者でも観測は容易です。この観測方法は,1996年に,流星電波観測者とアマチュア無線家の交流会で試験観測の計画がなされ,その後の試験観測の後,現在の安定した観測がなされるようになりました。日本の流星電波観測の主流はこのHROです。この他,50MHz近辺ではいくつかの電波を利用できます(あまり送信局に近すぎると直接波が入るので,適度に離れていた方がいいです。

icon ご参考:HROのための送信情報(杉本弘文氏)

FRO(FM Observation)

 HRO以前に行われていた観測方法で,みなさんがラジオで聴く,FM放送局の電波を用います。90年代に入ると放送局の多局化で観測が困難となり、ほとんどの観測者がHROにシフトしました。90年代後半から00年代はHROまたはVORという時代となりました。ところが,2010年代に入り、地デジ移行に伴うFM補完放送が始まったのをきっかけに,遠方かつ送信出力が大きな放送局を選ぶことで観測することができるようになってきました。特に近年はSDR(Software Defined Radio)が普及していることと,アンテナもFM放送用のアンテナが安価に販売されているため,意外と簡単に始められます。本プロジェクトのページでも始め方をHROと共に紹介しています。
 なお,この観測方法はFM放送局を使用するからといって,お手持ちの普通のラジオではまず聞こえません!きちんとした受信機とアンテナが必要です。念のため....。

icon ご参考:FROよる電波観測方法(杉本弘文氏)

VOR (VHF Omni directional Range)

この観測方法は2002年より本格的に行われるようになってきました。HROの53.75MHzに比べて周波数が108MHz~118MHzと高めになっています。このVORは,超短波全方向式無線標識施設の略で,航空機に対してこの施設からの方位情報を提供するための施設です。周波数の安定性があまり良くないのが欠点ですが,こちらもFRO同様,SDRが普及したことで,アンテナさえ何とかすれば観測は比較的容易です。詳しくは杉本弘文氏のWebをご参照ください。

icon ご参考:VORによる電波観測方法(杉本弘文氏:わかりやすいページです)

MURO(MU Radar Observation)

中・高層大気を観測する目的で用いられていますが,流星の電波観測としても用いることができます。周波数は46.500MHzです。出力が大きく,多くの流星数を捕らえることが期待されますが,毎日発信されていないため注意が必要です。


これから始める方はHROかFRO

 これから電波観測を始めようと思っている方は,まずは観測実績が豊富にあるHROをお勧めします。ただし,観測地点によってはHROがうまく受信できないケースもあります。その場合は,FM放送を利用したFROを試してみましょう。
 どちらの方が「簡単か」と聞かれると,HROの方が簡単です。受信する周波数が決まっていて,あとは機材をそろえてつなげれば観測ができます。
 どちらの方が「安く」始められるかと聞かれると,FROの方が安価に始められます(アンテナが安い)。ただし,HROと違って,「適した送信局を探す」という手間があります。この「適した」を探すのは苦労するかもしれません。本プロジェクトによる流星電波観測ライブで近い観測地点ではどのような放送局を使っているのか参考にしつつ,最後は試行錯誤です。
 どちらの方が「設置しやすいか」を聞かれるとFROです.HROはアンテナだけでも幅が3m近くになります.マンションなどでは目立つというか,設置に気を使わないといけなくなるので,その点FROの場合は,AF-4という後ほど紹介するアンテナだと幅が1.4m程で,重さも730gと軽いので設置しやすいです.ご近所の目も含め,設置しやすさを考慮するのも長く続けるうえでは大事です.
 VORも以前と比較すれば始めるための障壁は下がったものの,専用のアンテナはないので,FMアンテナを加工する必要があります。また,そもそもVORで使う電波はあくまで飛行機用なので,どこに出現するかわからない流星観測に必ずしも適しているとは言えません。HROやFROでは観測が難しかった場合や,複数周波数による違いを知りたいといった場合に,試してみるとよいでしょう。

icon ご参考:
 ・日本国内の電波観測地点(流星電波観測ライブ)


それでは、流星電波観測を始めてみましょう!