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SDRでFM帯の電波を見てみる

PCに接続した小さなSDR受信機(USBドングル)とアンテナで、FM放送帯(約88–108 MHz)のスペクトルとウォーターフォールを表示し、放送局のピーク周波数を見つけることを体験します。操作は物理接続→SDR Receiver起動→観察→停止の順で行います。教材はシミュレーションです。

初級攻撃系LESSONアンテナPCSDR サインインすると進捗を保存

このレッスンでは、PCに接続した小さなSDR受信機(USBドングル)とアンテナを使って、FM放送帯(約88–108 MHz)を「見る」方法を学びます。短時間の操作でスペクトルとウォーターフォール表示から放送局の周波数ピークを見つけられるようになることを目標にします。ソフトは本教材の「SDR Receiver」UIを想定しています。

このガジェットで何ができる?

短く説明

SDR受信機とアンテナを使うと、空中を飛ぶ電波をPC上で可視化できます。本レッスンではFM放送帯の「どの周波数に局があるか」を視覚的に見つけることを目標にします。

もう少し詳しく

実際にはUSB接続のSDRドングルがアンテナ信号を取り込み、PCのソフトがスペクトル(周波数ごとの強さ)やウォーターフォール(時間経過での強さ)を表示します。聞く操作は副次で、まずは『見る』ことを学びます。

先に押さえるポイント

  1. 主役はSDR受信機(USBドングル)と受信用アンテナ。PCは表示と操作をする端末です。
  2. このLessonは受信だけを扱います。送信は行わないでください。
  3. 表示の見え方はアンテナ位置やGain設定で大きく変わります。少しずつ調整してみましょう。

先に覚える4つの専門用語

  • SDR(Software Defined Radio):受信した電波をPCソフトで処理・表示する仕組みのこと。
  • スペクトル(spectrum):横軸が周波数、縦軸が信号強度のグラフ。山が局の位置を示します。
  • ウォーターフォール(waterfall):時間方向に並べた色の図。縦に続く線が継続的な信号です。
  • 周波数(frequency):電波の“高さ”を示す数値。FM放送は約88–108 MHzを使います。

今回やること

このレッスンでは、PCとSDR受信機+アンテナをUSBと同軸で接続し、受信ソフト(SDR Receiver)上で周波数、Gain、Modeを操作してFM帯(約88–108 MHz)のスペクトルとウォーターフォールを表示し、放送局のピークを見つけられるかを確認します。

最初にUSB接続とソフトのデバイス選択が正しいかを確認します。その後、Interactive LabでStartを押して表示を観察します。Labでは受信表示の確認が主で、ドライバのインストールや送信、暗号通信の解析は行いません。機材一覧と安全条件は教材のカード(equipment / safety)を参照してください。

使う機器

  • 受信用アンテナ (antenna; SDR受信用のアンテナ):空中のFM電波を集めてSDR受信機に渡す(アンテナケーブルをSDRのSIGNAL端子に接続)
  • PC:SDR受信ソフト(SDR Receiver)を動かし、周波数・Gain・モードを操作して表示を観察する端末

安全ルール

  • 本演習は受信のみ。送信は法令違反となるため絶対に行わないでください。
  • 他人の私的通信の解析・公開を行わないでください。公開放送帯(FM放送等)の観察に限定してください。

Interactive Lab

ここまで確認した仕組みを、実際に操作しながら試します。Terminalでコマンドを実行したり、生成されたファイルやログを開いたりしながら、処理がどのように進むのか確認していきます。

記事の内容をもとにした仮想教材です。操作し、表示された結果を確認してください。

Lab Debrief

Labが終わったら、実際に行った操作を画面を見ながら振り返ります。作業台の接続、実行したコマンド、その結果として作られたログやファイルを順番に確認し、「何をしたのか」「なぜこの結果になったのか」を整理します。

実習:SDRでFM帯を受信して観察する

ここにInteractive Labの操作UIが入ります。Labでは以下の動作を体験します:USBでSDRを接続し、受信ソフトのデバイス選択、周波数をFM帯に合わせてStartを押す、スペクトルとウォーターフォールの表示を観察する。Lab実行中に表示されたピークの周波数をメモしてください。

実操作の詳細手順はLabのガイドに従ってください。本節は事前説明であり、操作そのものはLabパネルで行います。

観察結果の見方と意味

Startで表示されるスペクトルの横の山が『その周波数に電波源がある』ことを示します。ウォーターフォールで縦に続く明るい線があれば、時間的に継続した信号があります。山をクリックすると音が出るソフトもありますが、このLessonは視覚確認が目的です。

もしピークが見つからない場合はアンテナの向き・接続を確認し、Gain(感度)を少し上げ下げしてみてください。短時間の変化で見え方が変わることがあります。

トラブルシューティング(よくある問題と対処)

  • 表示が真っ暗:SDRがPCで選択されているか確認。USBが緩んでいないか、SDRのSIGNAL端子にアンテナが刺さっているかチェック。
  • ノイズしか見えない:Gainが高すぎるかもしれません。感度を下げて再試行してください。
  • 局が見つからない:屋内では受信が弱い場合があります。窓際や屋外で試すと改善することがあります。

次の一歩とまとめ

今回の目標は『スペクトルとウォーターフォールからFM放送局の周波数ピークを見つける』ことでした。慣れたら別の周波数帯を観察したり、表示を比較して局の幅や近接する信号の違いを学んでください。音声を聞く・録音する機能は別の学習になります。

注意:SDRドングルのドライバやUIは製品ごとに異なります。実際の機器で試す場合は、対応OSやドライバ手順の確認が必要です。