lab/技術情報

パラボラアンテナ

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目的

  • パラボラアンテナを使用し、モバイル端末の電波受信強度を高める。

方法

  • モバイル端末をパラボラアンテナの焦点に固定し、パラボラアンテナを電波源(いわゆる基地局アンテナ)の方に向ける。
  • 基地局アンテナの位置は未知。パラボラアンテナの方位を変化させ、最大電波強度が得られた方向を基地局アンテナの方向と推定する。
  • 固定方法は電波強度に影響を与えない方法なら手段を問わない。例えば、焦点位置に設置された受信アンテナ(?)に輪ゴムで固定するなど。

調達

  • 中国の通販サイト(アリババ)を利用して個人輸入。
  • アンテナ本体は2000円ほど。送料(空輸)は5000円ほど。
  • 船便があればもうちょい安くなるとおもうのだが。

基地局アンテナ探しは索敵のごとく

  • パラボラの方位を変化させるのをどうやってやるか。
  • 季節は冬。さすがに寒い。屋内でできる作業or出かけた車の中で出来る作業、といった作業環境が要求される(後述の通りこの要求は無視した)。
  • 最初は三脚に設置して首振りをすることを考えた。足場の固定は頑丈になる一方、可搬性が損なわれる点で却下。
  • 適当なダンボール箱に古タオルを敷き詰め、その中にパラボラを埋めることで姿勢を保持する。可搬性良好。車の後部座席程度のスペースがあれば、ダンボール箱を水平方向に回転させて、基地局アンテナ方位を推定することが可能。とりあえずこれでやってみる。
  • レンタカーを調達。後部座席でパラボラを回転させる簡単な作業を繰り返し、電波源方向を推定。んだが、特定の方向に強い指向性が得られることはなかった。車のフレーム(金属)が邪魔をしているのか、それとも中華製パラボラが機能していないのか。問題点を切り分けられず。仕方ないので車外に出て作業することに。
  • さすがに地面でダンボール箱を回転させるのは困難な作業。仕方ないので、パラボラを小脇に抱えて自分が回転する簡単な運動に切り替え。もはや、方位の精度とか半値角とか無視www
  • この方法が奏功し、電波強度に指向性があることが確認された。(中華製パラボラアンテナでも使えるんだ・・・)

知見

  • 測定位置として大河川の堤防上が良い
  • 堤防がある程度の標高を有しており、周囲の建物による遮蔽を防げる。かつ、基地局アンテナを目視しやすい
  • 実際、電波強度の強い方へ足を進めていると基地局アンテナがみつかった。
  • 基地局アンテナに依るのだろうが、このアンテナは100m付近まで接近しても電波強度は87%(indicatorで28/31)しかなかった。パラボラを使って初めて100%(31/31)を得た。

まとめ

  • パラボラアンテナを小脇に抱えて観測者が回転することで、モバイル端末の電波強度を高められることを確認した。
  • 中華製パラボラアンテナが「パラボラ」としての性質を有していることを確認した。

今後の課題

  • 基地局アンテナとパラボラの位置を固定した際の、モバイル端末の最適位置・姿勢の獲得
  • 基地局アンテナとパラボラの距離による、電波強度減衰モデルの獲得
  • 基地局アンテナ推定のためのアプリ開発

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Last-modified: 2011-02-14 (月) 23:46:00 (3113d)