70 cm 衛星周波数とは何ですか

70cm衛星バンドは、アマチュア無線の下り回線用として430-440MHz、それに付随する上り回線用として1260-1270MHzの範囲にわたりますが、割り当ては地域によって異なります。アンテナサイズと信号貫通力のバランスが良いため、CubeSatやアマチュア衛星で人気があります。

70cmバンドとは？

昨年、AsiaSat 7の中継器のVSWR（電圧定在波比）が突然2.5に急上昇し、地上局がテレメトリを失いました。技術者たちはスペクトラムアナライザを手にアンテナフィールドへ急行しました。この事例は、衛星通信における70cmバンド（430-440MHz）の極めて重要な役割を物語っています。

宇宙開発の現場で「消防士チャネル」（実際の消火活動用ではなく）と呼ばれるこのUHFセグメントは、比類なき貫通能力を持つことから、ITU（国際電気通信連合）によって衛星テレメトリ用に特別に割り当てられています。例として、4G信号はコンクリート壁2枚で途切れてしまいますが、70cmの電波は静止軌道（GEO）からの衛星の鼓動を大気圏を通して運びます。

2023年のChinaSat 9Bのインシデントを覚えていますか？10^-6 Torrの真空中において、誘電体装荷導波管内でのマルチパクタ現象によりLNA（低雑音増幅器）の利得低下が発生しました。軍用規格ではこの耐久性が求められますが、産業用製品は10^-4 Torrまでしか対応できません。

衛星エンジニアが恐れるのは、ドップラーシフトと偏波損失の2つです。風雲4号（FY-4）のSバンドは主回線に2200MHzを使用していますが、バックアップとして435MHzを維持しています。70cmの円偏波は、衛星のタンブリング（回転）時におけるアンテナ捕捉確率を60%向上させるからです。

• 軍用コネクタ（MIL-C-39012）：挿入損失は＜0.15dB（産業用の0.5dBに対し）
• 真空状態では、特にパルスモードにおいて電力容量が30%低下します
• 位相雑音は-110dBc/Hz@10kHzオフセット以下に抑える必要があります

インドネシアのLAPAN-A4衛星地上局のデバッグでは、毎日正午に435.125MHzで奇妙な3dBの減衰が発生することが判明しました。原因は違法なAIS送信機でした。これがもしCバンドで起きていれば、国際的な周波数調整紛争に発展していたでしょう。

主要な衛星バンド

AsiaSat 7管制センターに午前3時のアラートが鳴り響きました。偏波分離の劣化により、CバンドフィードのVSWRが1.25から2.7に跳ね上がったのです。MIL-STD-188-164A 4.3.9によれば、このようなパラメータのドリフトは中継器の電力を30%低下させ、南シナ海の海上通信を脅かします。

バンド	波長	貫通力	降雨減衰
Lバンド(1-2GHz)	30cm	★★★★★	0.05dB/km
Cバンド(4-8GHz)	7.5cm	★★★★	0.3dB/km
Kuバンド(12-18GHz)	2.5cm	★★★	5dB/km
Kaバンド(26-40GHz)	0.75cm	★★	15dB/km

ChinaSat 16のKaバンド中継器は、時間雨量70mmの台風の中で故障しました。ACM（適応符号化変調）が256QAMからQPSKにダウングレードせざるを得なくなり、通信速度は半減しました。

ブリュースター角の計算は極めて重要です。EutelsatのCバンド端末は仰角エラーにより4dBのEb/N0劣化に見舞われましたが、軸比を3dB未満に維持するため、R&S ZVA67フィードネットワークのキャリブレーションによって修正されました。

• 軍用Xバンド（7-8GHz）は、5000ホップ/秒の周波数ホッピングによるジャミング耐性を備えています
• 海上Lバンドは±35kHzのドップラー事前補正を使用します
• 米国のMUOS UHFは、電離層嵐の間も0.1°のビームポインティング精度を維持します

業界はQ/Vバンド（40-50GHz）に注目しています。SpaceXのStarlink v2.0は68dBWのEIRP（実効等方輻射電力）を達成しましたが、誘電体レンズの熱変形に苦労しています。FLIR A655scによる測定では、太陽光曝露下で0.3mmの変位が確認されました。

アマチュア無線の本命

70cmバンド（430-440MHz）はアマチュア無線の「料金所」のようなものです。APRSであろうと衛星QSOであろうと、このバンドは期待に応えます。2023年のISS（国際宇宙ステーション）の下り回線（437.800MHz）での干渉騒動は、ARISSに緊急警告を出させる事態となりました。

厳然たる事実として、70cmという波長（約0.7m）は、貫通力とアンテナサイズの「スイートスポット」に当たります。北京のアマチュア無線家「老張」氏は、衛星が通過する8分間に、Kenwood TH-D74と自作の3エレメント八木アンテナを使用して、ヨーロッパの7局と交信に成功し、CQ誌に掲載されました。

衛星運用には、デュープレックス運用（同時送受信）とドップラー事前補正が必要です。FO-29の下り回線は、通過中に436.040MHzから435.910MHzへとシフトします。プロはSATPC32で自動補正を行いますが、初心者は信号を逃してしまうリスクがあります。

• 中国では上限25Wですが、衛星運用では自発的に5Wに制限します（LNAの修理には多額の費用がかかるため）
• LDF4-50ケーブルは、435MHzにおいてRG-58と比較して10mあたり1.2dBの損失を節約できます
• 専門用語を覚えましょう：「CQ」には「Roger」で応じ、意図的な混信はCRAC（中国無線協会）に報告します

2024年の最大のトレンドはEME（月面反射通信）です。成都のチームは8x4x12のフェーズドアレイを介してJARL（日本アマチュア無線連盟）の信号を受信し、QRZ.COMのフォーラムで数日間トレンド入りしました。

初心者の落とし穴：偏波のミスマッチ（左旋円偏波 LHCP vs 右旋円偏波 RHCP）は20dBの損失を引き起こします。ある大学のクラブでは、ヘリカルアンテナの偏波を逆にしてしまったために、SO-50から「天ぷらを揚げるようなノイズ」しか聞こえませんでした。

最適な貫通力

2023年のインドネシア地震の救助活動では、海上衛星電話が繋がらない一方で、430MHzのデバイスが生き残りました。R&S FSC6による測定では、1.6GHzでの減衰が37dBだったのに対し、70cmの信号は実用レベルに留まっていました。これは、430MHzの回折が4.8倍優れているとするIEEE Std 1619-2024の内容を裏付けるものです。

ISSの実験では、70cm波は20cmのコンクリートを62.3dBの損失で貫通しますが、Cバンドでは81.1dBを要します。70cmの波長は、一般的な障害物の間隔（15-30cm）と一致するため、優れた貫通力を発揮します。

バンド	コンクリート損失	マルチパス遅延
70cm	0.8dB/m	≤25ns
2.4GHz	3.2dB/m	≥60ns

強力な貫通力は問題も引き起こします。ある衛星オペレーターは、6つの隣接衛星による干渉（C/I=8.7dB）により、MIL-STD-188-164Aのテストに失敗しました。解決策として、0.18MHz/℃の周波数ドリフトを利用した可変ノッチフィルタが採用されました。

• 宇宙用送信機にはDPB：遮蔽が40dB未満の場合に+3dBmが必要です
• 地上受信機は、2.3dBの利得を得るために円偏波を好みます

緊急車両は、衛星受信とマルチパス除去のためにクロス八木アンテナ（前後比15dB）を使用します。周波数表示に注目してください。おそらくこの「ゴルディロックス（最適）」バンドを使用しているはずです。

アンテナの柔軟性

衛星通信のベテランは、70cmバンドのアンテナ許容範囲の広さを知っています。AsiaSat 6Dの技術者はビーコン受信に安価な八木アンテナを使用しましたが、これはKuバンドでは不可能です。

ChinaSat 9Bの事例：250万ドルのカセグレンアンテナ（軸比3.2dB）よりも、自作のクワドリフィラーヘリカルアンテナ（BER=10^-6）の方が優れた結果を出しました。70cmはミリ波よりも2倍以上のエラーを許容します。

産業用アンテナの仕様：

• VSWR＜2.5であれば、EIRP損失は＜0.3dBに収まります
• 15°の方位角偏差は許容範囲内です
• 給電部の腐食による0.8dBの損失？パワーアンプをブーストすれば済む話です

MIL-STD-188-164A 4.7によれば、UHFはCバンドと比較して6倍の位相誤差を許容します。ゴビ砂漠でのテストでは、±150Hzのドップラー誤差がある状態で錆びたWR-650導波管を使用しましたが、Xバンドであれば失敗していたでしょう。

業界の秘密：反射板がステンレスかアルミニウムかによる違いは、70cmでは0.05dBi未満ですが、26GHzでは2.3dBiに達します。そのため、宇宙グレードのKaバンドアンテナにはSiC複合材料が必要なのです。

DIYの伝説：「ビール缶アンテナ」（IEEE Trans. APによれば430MHzで効率68%）。費用は50ドルですが、気象衛星のAPT受信が可能です。

警告：インドネシアのPalapa-Dは、誤ってRG-58を使用したために失敗しました（VSWR=4.5）。常に3次相互変調歪み（IMD）をテストしてください。

VNAのヒント：432MHz±5MHzの反射損失（リターンロス）が10dBを超えているかどうかに注目してください。ECSS-E-ST-50-11Cの20周波数過酷テストはスキップして構いません。

長距離通信の救世主

2023年のアラスカでの救助活動：故障した海上衛星電話の代わりに、70cmアマチュア衛星のAPRSが命を救いました。FT-818の6W出力は、緊急時においてHF無線機を凌駕します。

ドップラー補正は不可欠です。AO-91の下り回線は3kHz/秒でシフトします。IC-9700は自動追尾しますが、TH-D74は手動調整が必要です。これは車のマニュアルシフトのようなものです。

• RTL-SDRのデータ：QO-100の下り回線は、Lバンドの海上衛星よりも15dB強力です
• 日本の「三種の神器」：IC-9700 + Arrow II + CA-2x4SRは、仰角20°で2.3dBのノイズ性能を達成します
• RG-58の損失：437MHzで0.28dB/m (Keysight N9342Cによる測定) – LMR-400を使用してください

ISSのSSTVイベントでは、（NASA JSC-22939に従い）25Wの送信機を使用します。70cmは2mバンドと比較して経路損失が6dB低いため、5エレメントの八木アンテナで十分です。

車載無線機での衛星通信の試みは失敗しがちです。ある日本のアマチュア無線家のTM-V71とマグネットマウントの組み合わせでは、軸比が4.5dB（Anritsu MS2037Cによる測定）となり、チャネルを汚染してしまいました。偏波純度1.2dB未満を実現するには、可動式クロス八木を使用してください。

業界の落とし穴：ビーコンとデータでは電力が20dB異なります。ビーコンだけでなく、ウォーターフォール表示でスペクトラム全体を確認してください。

プロのヒント：ITU-R P.834-7に従い、仰角15°以下では0.5°の仰角補正を加えてください。バダインジャラン砂漠でのテストでは、Trimble GNSSリファレンスを使用することで安定性が30%向上しました。