ドローンを安全に飛ばす為の電波の知識

投稿日:2017-10-19 更新日:

こんにちはドローン愛好家えいじです。

ドローンはプロポと機体の間で相互に電波をやりとりして動きます。電波の事を知らなかった為にロストして機体が行方不明・・・最悪の場合物損や人的被害を起こしてしまったら大変です。そんな目に見えない電波を利用しながらドローンを操縦する時の注意事項をチェックしてみたいと思います。

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電波とはいったい何なのか?

光と電波はどちらが早いかご存知ですか?イメージでは光だと思いますが、光と電波は同じ速度だそうです。実は光も電波も「電磁波」という仲間で、周波数の帯域が違うと呼び名が変わるようですね。それでは電磁波についてイメージしてみましょう。電磁波の周波数が大きいものから順に例をあげていくと

レントゲン>紫外線>可視光線>赤外線>GPS>ETC>ドローン2.4GHz帯>テレビ・FMラジオ>消防無線>AMラジオ>送電線

※総務省資料抜粋

のような順番になるようです。そして、上記は全て電磁波と呼ばれますが、「電波」は赤外線より周波数の少ないものを「電波」と呼んでいるみたいですね。ちなみに、ドローン2.4GHz帯の仲間には携帯電話、無線LANなども同じ位の周波数のです。

さて、電波のイメージがついたところで、電波とはどの様に発生しどのような特徴があるのでしょうか。チェックしていきましょう。

どうやって電波を発生させているのか?

確か中学校くらいの理科の時間で「右ねじの法則」というのを習った気がしますが、大人になって再度使う様になるとはw

電流を流すと流した方向に時計回りで磁界が発生します。磁界が発生すると電界が発生し、再度磁界が発生・・・その電界と磁界の重なりで強まったものが波の様に伝わり電波となる。。。うぅ難しいwということで、最初と最後の文章を繋ぎ合わせると、「電流を流す事によって電波が生まれる」ですねw注目すべきところは「波」という性質です。

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プロポのアンテナは立てて操縦!

電波には向きがあります。先ほど電流を流すと磁界が発生し、次に電界が発生すると説明しましたが、この電界の向きに振動する波が水平か垂直かによって「水平偏波」「垂直偏波」と分類されます。

水平偏波

テレビのアンテナを想像して下さい。あの魚のホネみたいなやつですwあれって、沢山の棒が並んでいますが、よく見ると地面と平行にホネの様な棒が並んでいます。これは水平な電波を捕えやすくする為の形なので、テレビのアンテナは「水平偏波」を捕らえています。

垂直偏波

ドローンはどうでしょうか?DJI Phantomを例に挙げると、機体の足の裏側に地面と垂直にアンテナがあります。ドローンの電波は垂直の向きなので「垂直偏波」を捕らえています。また、ドローンのプロポから発せられる電波はアンテナの表面から一番強く出ておりますので、プロポから出る電波を機体が受信しやすくする為に、ドローンを操縦する時はアンテナを立てて操縦するのが吉なのです!(ドローンが真上にある場合はアンテナを倒した方が良い)

ちなみに、ドローンレースで使われる機体はクルクル動きが早く、垂直偏波、水平偏波では電波をキャッチしづらいことから「円」偏波の電波を利用しているとの事。色々考えられておりますね。

波長によって、電波の進み方が変わる。

ドローンの電波は「920MHz、2.4GHz、5.7GHz」の周波数があり、周波数とは1秒間に波のサイクルがいくつあるをあらわします。つまり

  • 920MHz:9.2億サイクル
  • 2.4GHz:24億サイクル
  • 5.7GHz:57億サイクル

となります。凄いというのはわかりますが、なんのこっちゃわかりませんねwまた、波長とは1サイクルで進む距離なのですが、周波数が多くなればなるほど波長は小さくなります。

ドローンは障害物に弱い

プロポから出る電波をドローンが受信する途中に建物や障害物があった場合、波長が小さいほど電波の回り込みはしづらくなり、波長が長いほど回り込みやすくなります。具体的にドローンが使用されている周波数の数値で表すと920MHz > 2.4GHz > 5.7GHz となります。この電波が障害物を回りこむ現象の事を「回折」と呼びます。ドローンの電波はラジオの電波などの「波長が長い電波」と比べるとかなり回折しづらい為、障害物が多いとロストし危険です。ドローンを操縦する際には障害物がどの程度あるのか確認しましょう。

いかがでしたでしょうか。ここまでのチェックの中で、「ドローンを操縦する時に気をつけること」をまとめると

  • プロポのアンテナは立てて操縦。
  • 障害物があると回折しづらいので操縦が安定しない場合がある。

という事を覚えておくだけでもかなり安全度が増しますね!

電波にはまだまだ理解しないと危険な部分がありますので、それはまたの機会で!

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tri-drone運営者プロフィール

ドローン操縦士 えいじ
一般社団法人
日本UAS産業振興協議会(JUIDA)
・操縦技能証明証 取得
・安全運航管理者証明証 取得国土交通省 全国包括申請 取得
(30m以内・夜間飛行・目視外飛行)一般社団法人ドローン大学校を卒業後
「ドローン操縦士」×「ブロガー」として活動
ドローンの体験を中心とした情報を執筆中

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