無線モジュールを利用した2.4GHz帯電磁波の可視化実験回路の製作

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[研究の目的]極超短波(UHF)と呼ばれる300MHz～3GHzの周波数をもつ電磁波は、直進性が高く, 伝送可能な情報量が多い事から近年非常によく利用されているが、技術が複雑なためその特徴については殆ど知られていない。この研究ではUHFの中でも電子レンジや無線LAN、Bluetoothなどによって通常の生活環境で特によく使われている2.4GHz帯を対象として、人の目では捉える事が出来ない電磁波の強度や距離依存性、障害物による回析や遮へい効果等を市販の無線通信用モジュールを用いて測定し、複数のLEDの発光パターンに置き換えて可視化する事によってその特徴を理解する回路を作る事を目的とする。[研究計画・方法]電波法や受信精度を考慮し、対象とする2.4GHz帯の電磁波の受信には、技術基準適合証明と技術基準適合認定のいずれかあるいは両者の認証がなされていることを表示する技適マーク取得済みの無線通信用モジュールXBeeを用いた。XBeeは中心周波数2405MHzから2480MHzの間に16のチャネルを持ち、電界強度スキャンを行って利用可能なチャネルのリストを生成する。本研究では電界強度レベルが不適と判断されたチャネルの周波数近辺には強い干渉波が存在すると捉え、そのチャネルと干渉波の強度に対応させて複数のLEDの発光を制御する回路をPICマイコンを用いて構成した。測定精度の校正はスペクトラムアナライザRSA306Bとモデル構成用の数値演算シミュレータソフトを用いて行った。[本研究の特色]専門知識が必要になる電界強度レベルの測定には市販の無線ジュールを用い、実際の回路工作の難易度は中学・高校生向けの実験回路として組み立てられる様にした。また、単に回路を組み立てるだけではなく、より深く体感出来る様にPICマイコンのスクリプト書き換えて、対応する電界強度やLEDの発光パターンを変更出来る様に構成した。この実験回路は名古屋工業大学技術部が地域貢献事業として開催している公開講座の中学・高校生向け新テーマとして発表する予定である。