（JAMSAT） 5ドル無線機の可能性

5ドル無線機の可能性
2016.8.24
JAMSAT 深井　貫
無線機の技術動向　→入手の良いデバイス
スマートグリッドの無線技術　IEEE802.15.4ｇ/4e　に着目
スマートグリッド：
あらゆるエネルギーをネットワークと組み合わせて最適を図る
スマートグリッドの無線は日本国内は900MHｚだが、
国によってことなる。
スマートグリッドの無線デバイスを検討してみる。
（アマチュアバンドの14５MHｚ帯、435MHｚが使えるデバイスがある）
NEXUS搭載予定　NEXUS搭載予定　FSK
搭載予定　FSK送受信機の概要
FSK送受信機の概要
FSK送受信機ブロックダイヤグラム
UP/DOWN-LINK
ANT
LＰＦ　ＰＦ　437MHz
PA
NE5520379A
主な仕様
1.受信周波数　145MHｚ帯/435MHｚ帯
2.送信周波数　435MHｚ帯
3.帯域幅　30KHｚ以下
4.送信電力　27ｄBm
5.電源電圧　3.7V
6.最大電流　0.7A
7.動作温度　-10~50°C
8.周波数安定度　5ｐｐｍ以内
FSK
Transceiver
ADF7021
Controller
PIC16F１８２９
COM　PORT
変復調仕様
1.変復調方式　GMSK/FSK
2.伝送速度　600/1200/2400/4800/9600/14400ｂｐｓ　3.パケットフォーマット　AX25など
ほんとうに　FSK
ほんとうに　FSK送受信機が＄５でできるか
FSK送受信機が＄５でできるか
UP/DOWN-LINK
ANT
LＰＦ　ＰＦ　437MHz
PA
NE5520379A
FSK
Transceiver
ADF7021
Controller
PIC16F１８２９
COM　PORT
IC（ADF7021)のみで
PAがないと衛星と通信できないが
PAなしでも20ｍWの出力が得られる。
室内等のデバックには十分の能力がある
IC（ADF7021) 537円　（303円/1000個ロット）
水晶振動子　57円
LCR
約50円　（L：5個、C:21個、R：5個）
プリント基板　50円/20枚作成時
プリント基板はFushon、その他はDigikeyの価格
JAXA、「革新的衛星技術実証1号機」のテーマを選定 2017年度に打ち上げ
衛星概要
衛星外観
開発目的
近年，爆発的にCubeSatの打上げ数が増加しているが，アマチュア無線周波数帯が
利用されることも多い．ただし，国内だけでもアマチュア局は43万局以上ありながら
，衛星通信を行っている局は1000にも満たない．よって，多くの局がアマチュア衛
星通信を始めるようになり，さらには，自分たちが衛星をつくってあげるようになれ
ば，一気に衛星の利用者が増えることとなる．加えて，大学関係者等が学術研究等に
アマチュア衛星を開発・利用するようになれば，その効果はより一層拡大する．
一方で，周波数
周波数の
周波数の枯渇，通信
枯渇 通信データ
通信データ内容
データ内容の
内容の情報公開が
情報公開が不十分である
不十分である等の要因から，
である
大学衛星によるアマチュア無線周波数帯の利用について，問題視されることがあるの
も事実である．
そこで，本プロジェクトではアマチュア無線家との共同開発を通して，
アマチュア無線家にとっても，衛星開発・
衛星開発・利用が
利用が促進される
促進される技術実証
される技術実証および
技術実証および
衛星運用を行う．
問題視されることが多かったアマチュア無線帯の利用法について学び，アマチュア
無線家方のご協力の下，積極的に情報公開・アウトリーチ活動を行う．
また，本プロジェクトで培った技術情報
技術情報，
技術情報，設計図面等は
設計図面等は全て国内企業には
国内企業には公開
には公開し
公開し，
衛星開発のハードルを下げることにより新規参入を促進する．
NEXUS搭載予定　トランスポンダーの概要
NEXUS搭載予定　トランスポンダーの概要
トランスポンダーブロックダイヤグラム
RF-AMP
uPC3237
ＢＰＦ　145MHz
UP-LINK
ANT　DOWNCONV.
Xtal BPF 1st IF- AMP Xtal BPF
45MHｚ
ｚ
ｚ
3SK263 45MHｚ
2nd IF- AMP
3SK263
3rd IF- AMP
3SK263
1st LO
ADF4360-7
(190MHz)
Controller
PIC16F１８２９
COM　PORT
DOWN-LINK
ANT
2nd LO
ADF4360-7
(392HMz)
DRIVE AMP
PA
NE5520379A NE5520279A
LＰＦ　ＰＦ　437MHz
AMP
uPC2771
BPF
UP-CONV.
uPC8172
レベルダイヤグラム
レベルダイヤグラム
20
0
ANT
BPF
RF-AMP
DOWNCONV.
XtalBPF
IF-AMP
XtalBPF
IF-AMP
IF-AMP
up-CONV
BPF
AMP
driver
PA
LPF
レ
（
ル
ｄ
ベ
B
m）
レベル（ｄBm)
-20
-40
-60
-80
-100
-120
-140
LEVELmin ｄBm
max
主な仕様
1.入力周波数　145MHｚ帯
2.出力周波数　435MHｚ帯
3.帯域幅　30KHｚ
4.送信電力　27ｄBm
5.電源電圧　3.7V
6.最大電流　0.7A
7.動作温度　-10~50°C
8.周波数安定度　5ｐｐｍ以内
NEXUS搭載予定　NEXUS搭載予定　π/4QPSK
搭載予定　π/4QPSK送受信機の概要
π/4QPSK送受信機の概要
38.4kbps QPSK transmitter Diagram
FPGA Spartan-3E(XC3S250E-4VQG100C)
COM　PORT
FEC
Encoder
r-=1/2 k=7
HDLC
Encoder
UART
Differential
Encode
Mapping
RAM
RF block
BPF
ＰＡ
NE5520279
ＡＭＰ
LPF
IQ　MOD
AD8345
VCO PLL
ADF4360
DAC
AD9761
Roll-off
Filter
主な仕様
1.伝送速度　38.4ｋｂｐｓ/FEC
2.出力周波数　435MHｚ帯
3.帯域幅　30KHｚ以下
4.送信電力　27ｄBm
5.電源電圧　3.7V
6.最大電流　0.7A
7.動作温度　-10~50°C
8.周波数安定度　5ｐｐｍ以内