おはようございます。リョウタです。
今日は『無線の仕組み』について解説をしていきます。
無線の仕組みは電波技術の進化の歴史でもあり、ドローンを遠隔操縦するうえでその仕組みを理解しておくことは超重要です。
さっそく見ていきましょう。
電波による無線通信はここから始まりました【今にいたるまでの歴史】
電波による無線通信にも、これまでに辿ってきた歴史があります。
さまざまな開発を繰り返しながら技術を向上させ、そして携帯電話などに使用され、その技術がドローンの無線にも活用されています。
当初、通信品質S/N比（ノイズシグナルレシオ）を上げる変調方式の開発から始まりました。
妨害や傍受を回避する技術、大容量通信における時間遅延や通信品質を確保する開発を経て時分割多元接続通(TDMA)、符号分割多元接続通信(CDMA)などの無線通信技術が開発され、現在では携帯電話やスマホ、そしてドローンにも無線技術が活用されています。
スペクトル拡散方式（SS方式）
スペクトル拡散方式は、もともと軍事技術（無線妨害や傍受を防ぐ技術）として開発されました。
特徴として『ノイズに強い』『傍受されにくい』ところから、ドローンの無線にも使用されています。
【SS変調方式は2種類】 ✔ 直接拡散方式(DS方式：Direct Sequence System) ✔ 周波数ホッピング方式(FH方式:Frequency Hopping System) |
直接拡散方式(DS方式)の特徴は、ベースバンド信号がピーク状のスペクトルを持つ無線信号を、拡散符号によって広い周波数帯域に拡散して送信します。（イラスト参照）
赤い色で示した妨害信号を受けた場合、変調するときには逆に妨害信号が弱い強度で広い周波数に広がるノイズになります。
周波数ホッピング方式（FH方式）
アメリカの女優が発明したとして、とても有名な方式です。
ヘディ・ラマー（Hedy Lamarr）
1914.11.9～200.1.19（85歳没）
Wi-FiやBluetoothの基礎技術を発明したとされています。
こちらのブログでヘディ・ラマーについて詳しく記載されています。 興味があったらどうぞ。女優から発明家になったヘディ・ラマー |
周波数ホッピング方式の特徴は、受信機側と送信機側で示し合わせたホッピングパターンに合わせ、極めて短い時間で高速で切り替えながら通信できるので、ノイズや傍受にとても強い方式です。
混信を防止する工夫の一つです。
複数の周波数を受信機と送信機で同期し、他の送信機との電波を区別する（ホッピングバターンを切り替える）混信を防ぎます。
ダイバーシティアンテナ
複数のアンテナ（２本以上）を使って複数の電波を受信します。
もっとも強い電波を選択、合成する技術を『ダイバーシティ』と称し、そのアンテナ部分を『ダイバーシティアンテナ』と呼びます。
パッと見で、プロポに２本のアンテナがあれば『ダイバーシティアンテ』を搭載しています。
特徴としては、２本のアンテナが受信する電波の強度を比較をしたり、合成したりして信号とノイズの強度差を広げます。
ここまで読んでもらえて感謝です【まとめ】
遠隔操縦をするドローンにおいても、無線の仕組みを理解しておくことは非常に重要です。
現代の僕たちの身の回りには沢山の電波が飛び交っていますが、当たり前のように使用している『無線電波』も先人たちの試行錯誤や開発を経てきた歴史が存在しているからこその『便利で快適な世の中』になっています。
