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(JAMSAT) 5ドル無線機の可能性

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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
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