六甲山の影響を何とか回避したい

2024年6月16日

2026年6月26日改訂、追記: かなり独りよがり的な内容です


数日前に、ヨーロッパと6MでQSOできました。まさに記念すべき一日です。
これまで「受からない」ことで悩み続けましたが、私のところの一番の問題は六甲山関係のロケーションであることは分かっています。
これを機に詳しく考察してみることにしました。
(1)山の稜線を見上げる角度、DXから電波が飛んでくる角度
(2)それらとアンテナの打ち上げ角の関係
(3)アンテナシステムの基本設計」

です。

testtest

上は、去年の再掲ですが、その時にも利用した国土地理院のホームページの右上にある「ツール」を使ってもう少し詳しく分析することにしました。


各方向で山の稜線を見上げる仰角

・南から西方向は問題なし。

・真西から280度付近までは仰角2度くらい。

・280度くらいから摩耶山がある288度方向に向けて急激に立ち上がり、摩耶山の仰角は約9度。

・さらに300度から360度方向のヨーロッパ向きは仰角10.5度くらい。

・真北を過ぎて六甲山最高峰がある8.9度方向は約9.5度、

・さらに北米の30度方向は約8.5度とわかりました。

・また50度方向になるとほぼゼロになり、そのあと南を通って真西までは、点在するマンションをのぞいて全く問題ありません。

・マンションは、70mくらいの距離、100mくらいの距離に、7階建て、8階建てのマンションが1棟ずつあります。

 概算ですが、いずれもビルtopを見込む仰角は2度前後です。


 まとめ

 やはり、ヨーロッパや北米が入らないのはこういう地形のせいであることは間違えなさそうです。ロングパス方向はまったく問題ないとして、山の方向を少し具体的に検討してみます。

電波が飛んでくる角度
そもそもDXの信号は、どのくらいの角度から入ってくるのでしょうか? 仰角です。。。
6Mでは多エレメントのアンテナをスタックした打ち上げ角の低いアンテナが多くの方のところで活躍していますが、この様子をうかがうと相応に浅い角度で入ってくるのでしょう。

 電波の到来角について直接の知見はありませんが、AIが、地球の半径を6500km、F層を300kmとしたときの電波の到来角とホップ距離の関係、その理論限界を教えてくれました。


高度300kmのF層、電波の到来角と到達距離の関係
電波の到来角 電離層への入射角 1ホップ距離
0度 72.75度 3,840km(理論限界)
5度 72.1度 2,880km
7度 71.4度 2,570km
10度 70.1度 2,190km

 これは周波数には関係なく、6MでもHFでも同じです。
電離層の高さが変わるととホップ距離も変わってきます(高くなると距離は伸びる)。また角度がきつくなるとホップ距離は短くなります。当然ですね。
そのようなことなので、上は300km上空にF層があるという仮定のもとでの理論値、大体このくらいでしょうという値です。


 100km位にあるEsだと話がかわってきます。

高度100kmのEスポ、1ホップ到達距離と打ち上げ角
1ホップ距離 打ち上げ角(仰角) 3エリヤから見た対象
500km 20.5度 中国、関東
1000km 9度 九州南部、東北
1500km 4.2度 8エリヤ、沖縄
2000km 1.2度

 しかし、大体とはいえ、ヨーロッパやアメリカなど10,000km離れた世界からの電波は、F層反射だとしても3ホップ、4ホップ、5ホップなど、いわゆるマルチホップしないとJAには入ってこないことは分かります。
Esだともっと。これも、HFでも6Mでも同じです。
そして、こういった電波が降ってくる角度は5度以下であることもわかりました。
だから皆さん、躍起になって打ち上げ角の低いアンテナを欲しがるというわけです。


 なおAIさんは、このような考察では地球の曲率を考慮しないといけないので、電離層への入射角は90度(電離層に水平に入射する)になることはなく、高さ300kmでは入射角70度強が理論限界になる、つまり入射角によるMUFの上昇は1/cos(70度)付近=3倍強が最大ということも同時に示してくれました。




 少しわかりやすくするために、距離をもとに簡単に整理し直してみると、概ね次のような状況と分かりました。



F層、跳躍距離別のホップ数・角度
距離 ホップ数 1ホップの距離 到来角(仰角) 電離層への入射角
2000 km 1 2000 km 約11.9° 約69.3°
2 1000 km 約28.2° 約57.4°
4000 km 2 2000 km 約11.9° 約69.3°
3 1333 km 約20.8° 約63.3°
6000 km 2 3000 km 約4.4° 約72.4°
3 2000 km 約11.9° 約69.3°
8000 km 3 2667 km 約6.5° 約71.8°
4 2000 km 約11.9° 約69.3°
10000km 3 3333 km 約2.6° 約72.7°
4 2500 km 約7.7° 約71.3°
5 2000 km 約11.9° 約69.3°
6 1667 km 約15.7° 約67.0°





 そこで、電波が入ってくる方角に山があったらどうなるでしょうか?
山を見込む仰角以下の浅い角度で入ってくる信号は、全部、山でブロック、あるいは上向けに反射されて、回折をのぞいて裏側まで落ちてこないことは明らかです。
うちの状況では、上の表では11.9度以下はほぼ使えないと言えるわけです。

 このことから現実を見直してみると次のようなことが言えると思います。


  山の存在を認めたうえで 考えられるパス

🔷山の方角でも、1ホップ2000km前後の電波なら期待できます。打ち上げ角11.9度の世界です。
2000kmというとざっくり、モンゴルの東端からシベリアの入口、カムチャッカ半島南端ぐらいまででしょうか。実際モンゴルやアジア-ロシアはcfm出来ています。

🔷同様に、4000kmのカザフスタンやアラスカだと11.9度の2ホップでしょうか。これもcfmです。

🔷6000km以上は、ほとんどの場合他局より1ホップ多く必要なので、減衰も増えますしMUF的にも不利です。
https://prop.kc2g.com/

🔷8000km離れた、時折見える中東は、方角的にギリギリ摩耶山にかかりますから、摩耶山の隙間をうまくすり抜けた3ホップの電波か、皆さんが3ホップで入るところ、うちは4ホップでギリギリ入ってきているといったイメージと推定できます。

🔷さらに年に数回見える(数回しか見えない)、8000kmから10,000km離れたEUやUS本土の信号は、8000kmを他局が3ホップで見えているならうちは4ホップ、10,000kmの信号は他局が4ホップで見えているならうちは5ホップと、人より1回多い4ホップ、5ホップで10度以上で入ってくるような状態でしか見えないということかと思います。MUF的にも不利なので、強力な(非常に強力な)電離層が発生しているとき限定です。
山頂ナイフエッジの回折のような"おこぼれ"があるのかもしれません。

地上高とアンテナの打ち上げ角
MMANAのライブラリにある8エレを例に、地上高を振って打ち上げ角を調べてみました。グランドはリアルグランドとし、左上から地上高5m、右上10m、左下15m、右下20mです。

 testtest
この程度のアンテナでも打ち上げ角はかなり低く、15mも上げると5度程度になることがわかりました。また、高さ15m、20mとなると、メインローブの垂直面パターンは非常にシャープで、3dB半値角は5度前後です。

 垂直面についてみると、重大なことに気づきます。
15m高では、うちにとって大切な11.9°という角度は、メインローブと第2ローブの間に挟まれた「ヌル」にすっぽりと落ち込むようです。

 うちから見る山の稜線は10度前後ですから、1ホップ2000kmの多ホップ、あるいは回折、いずれであったとしても電波が山の稜線付近から到来するのだとすると、普通に据えた打ち上げ角5~6度前後のアンテナだと、山の方角からは数dB~10dBもゲインが落ちたところで電波を扱っている可能性が高いです。ヌル点で受けているというような状態かもしれません。
つまり、素の8エレを使うなら数m高にしないとダメでしょうね。
逆に言うと、メインローブの中心をきちんと山の稜線方向にあわせられるように工夫すれば、うちのような環境でも目に見えて改善できるかもしれないと気づきます。


 ヌルについては、HFのアンテナとのクリスマスツリーの順番が影響を及ぼすことがわかっています。
50メガのアンテナは4エレとして、このアンテナとTH3-mk4の上下を入れ替えると垂直面指向性がどう変わるかシミュレーションした結果を示します。

 testtest
 横軸:角度、縦軸:ゲインです。

 メインローブはほぼ同じですが、細かく見ると50メガのアンテナが上にある方がわずかに低いようです。一方comb形状はかなり異なり、50メガのアンテナが上にある方がヌルの落ち込みは少ないということが分かります。特に11度前後の落ち込みには大きな差があるようです。
一方で、10-50度までで∑(gain)をとってみると、これはほとんど同じであるようでした。

 私のところではHFのTH3mk4を優先してtopに据えたい事情もあってそうしていますが、50メガに注力するなら、一般に選択される「50メガのアンテナをtopに据えるやり方」が正しいのだろうと思えます。


 十分に低い打ち上げ角のアンテナを使っておられる方の中には、"depending on the elevation angle"として、何種類かのアンテナを使い分けている方も居られるようです。例えばJR2HCBさん。こういう方々はメインローブの打ち上げ角はもちろん、ヌルのことまで考えておられるのでしょう。


送信ははどうでしょうか
打ち上げ角5度のメインローブから輻射される波は、どうみても山に当たります。そして反射、散乱されます。葉っぱにも吸収されるでしょう。散々です。
15m高、20m高でも、第2ローブはかろうじて山を飛び越えそうではありますが、ゲインはメインローブから3dB落ち、つまり、8エレでも4エレか5エレ分ぐらいの働きしかしません。
それにもまして、山で反射されたメインローブからの輻射波と第2ローブからの波が干渉して打ち消し合ったりすることはないでしょうか。こんなことになると飛ばないアンテナそのものになります; メインローブからの輻射波は山の斜面には当てたくありません。

 もうグジャグジャです。。。


アンテナの設計
そのようなことで、うちのロケーションでは、

・山の方角については、打ち上げ角が低い高ゲインのアンテナを使って浅い角度で入ってくるDXの信号を正面から取る という正攻法は、そもそも無理。

・それでも入ってくるのは、人よりホップ回数の多い電波か山からのおこぼれだから、これを「拾い上げる」 工夫が要る。

・このためにはメインローブの中心を正しく山の稜線に向けたい。

・もちろん南からの入感に備えてしっかりしたアンテナを設備することがまず一歩目

 ということがわかりました。

 要は、山の方向については、うちでは、浅い角度で入ってくる電波を打ち上げ角の低いアンテナで正面から迎え撃つ という正攻法は無理なのです。
根本的な対策は引っ越ししかないです。
そういえば昔大学の授業で、東京オリンピックの時にマイクロの回線を整備する目的で、紀伊半島のある山(岳)を爆破したと聞いたことがあります。一大国家プロジェクトだからできたのでしょうが、六甲山を爆破するのも手ではありますhi

 逆に南方向は障害物は無くVYFBです。
いずれにしても正攻法を念頭に大きなアンテナを準備するわけですから、時期やタイミングが限定されることは承知のうえで、これの長所を最大限引き出すような運用、南からのDXの入感にpriorityを置く運用をするのが至当と考えられます。

 六甲山の影響を極力避けるためのアンテナの作り込み

 南を狙ったり、近隣のマンションを飛び越えるためには一定規模(エレメント数+地上高)は必要です。
それで、そのアンテナのメインローブを正しく山頂に向ける、あるいは輻射波が山に当たってしまわないようにするためにはどうしたらいいか? と工夫する必要があります。
これにはアンテナの仰角をpracticalに合わせこむしかなさそうです;「仰角ローター」の登場です。

 フロントゲインは直接波と大地反射波(マンションの屋上反射波)の合成で出るので、上を向けると大地反射波の影響がどうなるのか、一度シミュレーションしてみる必要もあります。勉強もしないといけませんね。
その上で実験してみないとわかりませんが、仰角ローターでダメならクランクアップに取り替えるか引っ越しするか、諦めるか、、、しかなさそうです。

 でも、EsならSSNには関係なく毎年この時期になると楽しめそうですから 忍耐強く待つ というのは勿論ありです!



 結 論

 六甲山の影響を回避する基本的な運用スタイルは、「高ゲインのアンテナでロングパスやSCなど南を狙う」ことと、「山でブロックされた信号のおこぼれを、そのアンテナの仰角を調整して拾い上げる」 という形になりそう と分かりました。
仰角ローターは魔法にはならないと思いますが、とても面白そうではあります。コストパフォーマンスを念頭に性能のシミュレーションをじっくり進めるなど、また一年かけて楽しみたいですね。




----------




2024年6月13日

今日は記念すべき1日になりました。

祝 6Mでヨーロッパと初交信

午後5時過ぎ、6MでSP3CFMとQSOできました。
LoTWは今はダメですが、eQSLをもらい、ログに正しく記載されていることは確認できました。

test test

思い起こせば 事の始まりはちょうど一年前、去年の5月30日です。
何局か入感したヨーロッパの局を呼んだ信号を、ドイツの局がデコードしてくれたのです。
「飛ぶんだったらできるぞ~!」っと、これに強い力をもらいました。そしてその数日後、6月4日に長いトライアルを始めたものです。

それ以来1年間、アンプづくり電波防護の勉強アンテナの整備局免の整備受信の整備 などをはじめとする性能向上; 対六甲山対策に明け暮れました。
それが今日、ようやく華開きました。とっても嬉しいです!

上のPSK reportの画面は今日の様子。
ヨーロッパで何局かデコードしてくれた以外に、右下、ヨーロッパと同じくらいの距離のところのE51EMEも拾ってくれていました。もちろんアンテナは回しました。E51EMEとはQSOもでき、今日は合計2upです!

これで、遅ればせながら6MのWAC、つまり、Nine Band WAC(5Band WAC + WARC + 6M)の完成です。
今夜は眠れそうにありません!



----------






2026年6月26日 追記
今日、50メガEUの、北西からの大入感を初めて経験した
50メガのJA/EU伝搬は、Esのマルチホップ だといわれているが、最近はEsマルチホップというのは「ウソだ」と言われているらしい。
電波はロシア上空のEsで順番に反射されてEUに到達するのではなく、最初のEsで緩く屈折されてE層を突き抜けて絶妙の角度でF層に到達。そのままF層内をダクトのように走るのだそうだ。そういえば、中間地点のロシアから旗が立っているのは見たことがない。
この伝搬なら、Esの発生する場所によって仰角がかわるから(低仰角でなければならない必然性はなくなるので)、六甲山の影響が大きいうちでも可能性はある。減衰も少ないしEsのMUFの影響も受けにくい。 「六甲山で完全シャットアウトされる」と納得しながらも、"時々"だけれどもうちでも入感することがある という事実も矛盾なく説明できる。


関西の多くの局の動向を見ていると、ほとんどは「六甲山でシャットアウトされる」タイプの伝搬のようだ。つまり遠くに発生したEsでリンクが張られる。しかし、Esは近くに発生することもある。そうしたEsで偶然リンクが張られた場合には、山越えのうちで見えても何の不思議もない。
その場合には、打ち上げ角の低いアンテナで勝負する大阪各局には入感しない、あるいは弱い電波しか入らないということもありえるだろう。一方うちではちゃんと見える。
それが、神戸や明石で入る時は大阪では入らない = 地域差 と単純化されている原因のひとつかもしれない。

そういうことなら、
EUとのDXingをやっているはずなのに、実は勝負を決めていたのは、目と鼻の先にあるローカルなEsだったということになる。

ちなみに、以前調べたEsの跳躍距離と角度の関係は次のようになっていた。



高度100kmのEスポ、1ホップ到達距離と打ち上げ角(再掲)
1ホップ距離 打ち上げ角(仰角) 3エリヤから見た対象
500km 20.5度 中国、関東
1000km 9度 九州南部、東北
1500km 4.2度 8エリヤ、沖縄
2000km 1.2度




やはり電波の打ち上げ角をかえてみたい。 「山の向こうのEsのgatewayを正面からダイレクトに狙い撃ち」したい。
「山の上のおこぼれを拾う」というレベルではなく、このgatewayを正面から攻めることができるアンテナでこれを実験・検証してみたい。
うまくいけば、低打ち上げ角のアンテナでみんな沈黙しているときに、六甲山の陰からうちだけ悠々とEUとやってるようなことが現実になるかもしれない!
山が邪魔をする我が家だからこそ、この新説の検証に貢献できるかもしれない。
それにしても、コストパフォーマンス含めた詳細なシミュレーションが必要だ。

だがもう機会を逸してしまったか? チャンスは1年に1回、11年に一回だからもはや無理?
F層伝搬は無理でもEs依存なら来年以降も十分チャンスがあるのかも。。。
黒点数が少し減って、ノイズもよくなるかも、、、などとpositiveな期待もできる。



色々考えましたが、実際に手を付けるより、
「仰角ローターがあったら、あの山の向こうにあるEsに俺の電波を突き刺せるはずだ~」などとブツブツ言いつつ、リグの前でビールで乾杯すればもうそれで十分なのかもしれません。 正攻法が通じないからこそ、たまに起きる「奇跡」が何倍も愛おしくなる、そういうマジックバンドのロマンを肴に、チビリちびりとお酒を楽しむのもいいかもです。
乾杯!!



----






2026年7月5日 追記
乾杯して終わるのも何なので、アンテナの仰角をかえるシミュレーションをやってみた。
やっぱり、乾杯して終わっとくのがいいか、、、という結果になった。

test test test test

仰角30度ぐらいまでは約5度のメインローブが残り、傾けてもメインローブの輻射角は変わらないことが分かった。ん??
傾きを大きくしていくと、次第に各ローブの間のヌルの切れ込みが小さくなり、同時に最大輻射方向のフロントゲインが低下するようであった。
尚16度というのは、概ね第2ローブの輻射角であり、同じ角度だけ傾けると第2ローブが強く出るというようなことが起きないかと思って選んでみた仰角ではあったが、特にそういうことも起きないようだった。

30度以上傾けると5度方向の輻射は弱まり、概ね傾けた角度を中心に幅広くヌルのない大きな輻射が出た。
まさに近距離Es向きのアンテナになるようだ。

そのようなことで、浅い角度のメインローブの打ち上げ角は仰角制御では変わらないとわかった。
仰角をどうとっても5度付近のメインローブの存在は大きくは変わらず、例えば10度方向に強い輻射を得るというのは仰角をかえるだけでは難しそうだとわかった。
そういった角度(10度付近)に月がある時のEMEerはどうしているのだろう。。。

輻射角を変えるには、以前シミュレーションしたように地上高を変化させるしかないのか。
どれもこれも、「地面反射をきちんと考えたら当たり前じゃないか」 といわれているような結果だが、これこそまさにクランクアップの強みか!と今更ながらに気づいた。

実はチルトプレートなるものを考えていたのだが、これでは踏み込めない。。。
これはこれで、どこか別のところで使えそうではあるが、何とも「残念」!
test test



やっぱり、乾杯!



1つ戻るホームページに戻る

test test