おおたかどや山頂アンテナ■標準時報局 ＪＪＹ（日本）■
おおたかどや山頂アンテナ
３．なぜ長波帯ＪＪＹなのか
短波帯のＪＪＹは長波帯ＪＪＹの新設に伴い、2001年３月31日をもって廃止が決まりました。ではなぜ、長波帯ＪＪＹへ移行するのでしょうか。
1999年５月18日付の報道機関への発表によれば、「伝搬特性上の問題、近隣諸外国の標準電波との混信などの問題が顕著になり、ＣＲＬでは、短波帯の標準電波に比べ、受信周波数精度が格段に高いこと、周波数情報や時刻情報の利用が容易であることなどの利点がある長波帯の電波を利用した標準電波の送信実験を行い、技術的にその特性を確認してきたところです。」とあります。
ＣＲＬ（郵政省通信総合研究所）は、ＪＧ２ＡＳで実験を重ね、1997年10月27日に郵政大臣の諮問機関である電気通信技術審議会（会長：西澤潤一（前東北大学総長））に「標準電波の高度化及び新たな利用拡大に向けて」諮問を行い、翌年４月21日に答申を得ます。
この答申から移行についてのいくつかの理由を読みとることができます。
①短波帯の電波は、特に西日本において近隣諸国の標準電波との混信が多い。
②欧米では、短波帯による運用から長波帯による運用へ移行している。
③欧州では、標準電波に重畳して伝送されているタイムコードを活用した電波時計が普及している。
④長波帯の利用によって周波数、時刻精度が1000倍程度向上する。
⑤長波帯に移行しても、現在の短波帯利用者は、長波帯の標準電波、テレホンＪＪＹ、ＧＰＳ、諸外国の標準電波、放送等の代替手段の利用が可能である。
４．長波帯ＪＪＹで何が変わったか
長波帯のＪＪＹになったことで何がかわったのでしょうか。
まず第１に周波数が40kHzになったことですね。（当然！）
第２に空中線電力が50kWとなったことです。短波ＪＪＹの空中線電力は2kWでした。
第３に送信施設の変更です。短波ＪＪＹではＮＴＴ名崎送信所（茨城県猿島郡三和町）から送信されていました。
第４に周波数、時刻の精度の向上です。以下の表を見ればその差は歴然としています。
┌───┬────┬─────────┐ │ │時刻精度│周波数精度 │ ├───┼────┼─────────┤ │短波帯│ 10mS │１×10-8 │ ├───┼────┼─────────┤ │長波帯│1～20mS │１×10－10～10－12│ └───┴────┴─────────┘
実は短波ＪＪＹは、送信段階では±１×10－１１の精度があるのですが、電離層の反射などにより、精度が１×10－８程度に落ちてしまうのです。日の出、日没時にはさらに精度が低下するそうです。
第５にタイムコードの高度化です。従来のタイムコードと互換性を保ちつつ、年、曜日、うるう秒、パリティー、予告ビットなどが付加されました。詳しくは後述します。
このように長波ＪＪＹでは、電波時計など各種のデジタル処理ができるような情報をもった内容に「変身」しているのです。
その２：長波ＪＪＹの施設・設備とタイムコード体系
時刻信号管理室 
送信機室
１．施設・設備
長波ＪＪＹの送信所おおたかどや山送信所は、北緯37゜22´、東経140゜51´にあり、電波形式はＡ１Ｂ（Ａ：両側波帯、１：副搬送波を使用しないデジタル信号の単一チャンネル、Ｂ：電信（自動受信））、変調波は1Hz、変調波の振幅は10～100%、周波数および時間の精度は±１×１０－１２となっています。
図１
図１に標準信号発生から送信までのブロック図を示します。これを見ると、おおたかどや山の施設・設備で単独運用をしていることがわかります。この図を見るまでは、標準信号は小金井のＣＲＬ（通信総合研究所）から送られてくるものだとばかり思っていたのですが、小金井は原子時計の基準信号のチェック機能を果たしているだけです。基準となる原子時計は３台あり、この原子時計の出力を相互にチェックして、基準信号を作り出しています。
また建物の見取り図には「展示室」と称する部屋があります。一般に公開しているんでしょうか？どんなものが展示してあるのか興味がありますね。
パンフレットによれば、九州局の建設について平成11年～13年に整備予定とありますので、日本全体が1000km、50～60dBの信号強度でおおわれることになります。
２．タイムコードについて
短波ＪＪＹがＤＵＴ１（世界時補正値）信号情報しか含んでいないのに対して、長波ＪＪＹではたくさんの情報を含んでいます。これを「タイムコード情報」と称しています。タイムコード情報には、時、分、通算日、年、曜日、うるう秒情報、時と分に対するパリティ、停波予告情報などがあります。このうち時、分、通算日、年、曜日についてはＢＣＤ（２進化10進法）で表示されます。
(1)タイムコード体系
通常時のタイムコード
毎時15分、45分のタイムコード
(2)タイムコード情報の意味
①時（６ビット）：24時間制日本標準時の時をあらわす
ｂ１ ｂ２ ｂ３ ｂ４ ｂ５ ｂ６
20時 10時 ８時 ４時 ２時 １時
（例）０１０１１０ → 10時＋４時＋２時＝16時
②分（７ビット）：日本標準時の分をあらわす
ｂ１ ｂ２ ｂ３ ｂ４ ｂ５ ｂ６ ｂ７
40分 20分 10分 ８分 ４分 ２分 １分
（例）１０１０１０１ → 40分＋10分＋４分＋１分＝55分
③通算日(10ビット）：１月１日を１とした通算の日をあらわす。従って、12月31日は平 年は３６５、うるう年は３６６とあらわされる。
ｂ１ ｂ２ ｂ３ ｂ４ ｂ５
ｂ６ ｂ７ ｂ８ ｂ９ ｂ10
200日 100日 80日 40日 20日 10日 ８日 ４日 ２日 １日
（例）０１１００１０１１０ → 100日＋80日＋10日＋４日＋２日＝１９６日
④年（８ビット）：西暦年の下２桁をあらわす
ｂ１ ｂ２ ｂ３ ｂ４ ｂ５ ｂ６
ｂ７ ｂ８
80年 40年 20年 10年 ８年 ４年 ２年 １年
（例）１００１１００１ → 80年＋10年＋８年＋１年＝９９年（１９９９年）
⑤曜日（３ビット）
０００：日曜日 ００１：月曜日 ０１０：火曜日 ０１１：水曜日
１００：木曜日 １０１：金曜日 １１０：土曜日
⑥うるう秒情報（２ビット）：うるう秒は日本時間で実施月の１日９時に行われる。
うるう秒情報は、実施前月２日９時０分より実施月８時59分まで継続して表示される。
００：１ヶ月以内にうるう秒なし
１１：１ヶ月以内に正のうるう秒（挿入）あり
１０：１ヶ月以内に負のうるう秒（削除）あり
⑦パリティ（２ビット）：時と分の偶数パリティをあらわす
ＰＡ１：時間ビットをすべて加算し、２で割った余りの数値であらわす
ＰＡ２：分ビットをすべて加算し、２で割った余りの数値であらわす
⑧予備ビット（２ビット）：夏時間が制定された場合などに対応するため
⑨停波予告ビット（６ビット）：保守作業などで停波する場合に使用する
ST1 ST2 ST3 ST4 ST5 ST6
ST1～ST3：停波開始予告
０００：停波予定なし
００１：７日以内に停波
０１０：３～６日以内に停波
０１１：２日以内に停波
１００：24時間以内に停波
１０１：12時間以内に停波
１１０：２時間以内に停波
ST4：状態情報
１：昼間のみ
０：終日、または停波予定なし
ST5～ST6：期間情報
００：停波予定なし
０１：７日以上、または期間不明
１０：２～６日以内
１１：２日未満
このように長波ＪＪＹでは、多くの情報を電波にのせていますから、これらの情報を取り出すことによって、いろいろな分野で活用することができます。
３．標準電波の誕生から終戦まで
日本における標準電波の最初の発射は、1940年１月30日のことである。千葉県の検見川送信所から、４MHz（呼び出し符号：JJY）、７MHz（JJY2）、９MHz（JJY3）、13MHz（JJY4）の４波が送信された。出力は５kW、電波形式は「標準持続電波」(A1)と「標準変調電波」(A2)である。A2形式の変調周波数は1kHzであった。電波の発射時間は今
のように24時間ではなく、週１回、表１のようなスケジュールで行われた。ただし、祝祭日はお休みである。
┌───┬────────────────┬────────────────┐ │ │ 標準持続電波（Ａ１） │ 標準変調電波（Ａ２） │ ├───┼─┬──────────────┼─┬──────────────┤ │４MHz │ │15:00-15:30, 21:30-22:00 │ │15:00-15:30,21:30-22:00 │ ├───┤毎├──────────────┤毎├──────────────┤ │７MHz │週│14:00-14:30, 20:00-20:30 │週│14:00-14:30,20:00-20:30 │ ├───┤火├──────────────┤金├──────────────┤ │ │曜│11:30-12:00,13:00-13:30, │曜│11:30-12:00, 13:00-13:30, │ │９MHz │日│19:00-19:30 │日│19:00-19:30 │ │ │ │(１月～４月,９月～12月） │ │(１月～４月,９月～12月) │ ├───┤ ├──────────────┤ ├──────────────┤ │13MHz │ │11:30-12:00, 13:00-13:30 │ │11:30-12:00, 13:00-13:30 │ │ │ │19:00-19:30（５月～８月） │ │19:00-19:30（５月～８月） │ └───┴─┴──────────────┴─┴──────────────┘
送信の形式は次の通りである（４MHzの場合）。
ＣＱ ＣＱ ＣＱ ＤＥ ＪＪＹ
ＪＪＹ ＪＪＹ ＳＴＤ ＦＲＥＱ －･･･－
上記の呼び出し符号に続いて約９分間電波を送信し、送信時間中これを繰り返すとなっている。１回30分の送信なので、３回の繰り返しであったろう。
標準電波の確度について、官報は約百万分の一（１０－６）としているが、当時の技術水準ではこれを維持することはかなり難かしかったものと思われる。
その後、第２次計画として翌1941年より４ヶ年計画で、送信出力のアップ(20kW)や周波数標準器の検見川移転などが計画されたが、太平洋戦争勃発のため中断された。
1944年６月１日、周波数標準器が岩槻から幕張に移されたのを契機に、送信周波数が４(JJY)，８(JJY2)，12(JJY3)，16MHz(JJY4)に変更された。（*注１）
1945年８月15日、終戦により電波の発射が停止され、1946年４月の再開まで停波することとなる。
検見川無線送信所（1940年）*参１より
*注1)『資料集 日本の短波放送』（日本短波クラブ、2000年１月31日発行）によれば、これに先立つ1943年８月１日にJJY2の周波数が８MHzに変更され、ＪＪＹ（４ＭＨｚ）の送信時間が24時間となったとある。しかし、参考にした『標準電波50年の歩み』にはない。
４．終後から小金井移転まで
(1)戦後まもなく
太平洋戦争の終わった８月から翌年の４月までJJYは電波の発射を中断される。戦後のJJYは4MHz、8MHzで再開するが、同年12月５日には12MHzが追加された。同時に5kWで再開した空中線電力が、なぜかこの時2kWにパワーダウンしている。
JJYに周波数標準としての役割だけでなく、時刻標準としての機能が付け加えられたのは1948年８月１日のことである。4MHzでの報時が正式に開始された。時刻精度は0.03秒であった。
報時機能が追加された背景には、同年４月に礼文島で行われた日蝕観測の際、標準電波に時分信号をのせたものを利用し良い結果が得られたということがあった。
┌────┬────────────────┬───────┬───────┐ │ │ 周波数 │ │ │ │電波形式├────────┬───────┤ 呼出符号 │ 使用時間 │ │ │搬送周波数 │ 変調周波数 │ │ │ ├────┼────────┼───────┼───────┼───────┤ │ 標準 │ │ │ │ 毎偶数時間 │ │ │ ８ＭＨｚ │ │ ＪＪＹ２ │ │ │持続電波│ │ │ │ 31分～36分 │ ├────┼────────┼───────┼───────┼───────┤ │ 標準 │ ４ＭＨｚ │ １ｋＨｚ │ ＪＪＹ │終日毎奇数時間│ │ │ │ │ │ │ │変調電波│ ８ＭＨｚ │ １ｋＨｚ │ ＪＪＹ２ │54分～30.01分 │ └────┴────────┴───────┴───────┴───────┘ 表１ 1948年８月１日時点での標準電波発射方法
小金井の庁舎
２．小金井移転
５．さらなる精度を求めて
小金井局舎は1951年に鉄筋コンクリート160坪が完成し、周波数標準施設、電源施設が移される。また1954年には鉄筋コンクリート220坪が完成し、送信機や受電設備を移設している。1959年には地下８ｍに新原器室を建設し、二重恒温槽付きの水晶発振器を設置した。新原器室には空調機が取り付けられ、室温変動±1.5度℃以内、湿度約50%に保つことができたので、周波数確度は５×10－９まで向上した。
局舎(1954）
送信機室（1954）
1957年１月１日から表のように標準電波の発射方法を段階的に変更した。このときに1955年に設置したエンドレステープ録音再生器を使って、標準電波に音声符号が挿入された。
これをみると、従来の５波発射から段階的に８ＭＨｚ、４ＭＨｚを停波し、５ＭＨｚシリーズに移行していることがわかる。これはＣＣＩＲ勧告によるものである。その後８ＭＨｚは1958年に実験局ＪＧ２ＡＥとして復活している。また、1957年７月から国際地球観測年（ＩＧＹ）の一環として世界日警報を標準電波に重畳して発射している。
小金井のコンクリート局舎が完成した時期(1951）には、地下の原器室には６台の水晶発振器が設置され、これらを三鷹の東京天文台で観測した地球自転時ＵＴ２で較正したものを使用していた。
制御監視装置(1953）
新原器室(1959）
しかし、ＵＴ２を使った周波数・時間標準は１×10－８が精度限界だということがわかったため、1961年９月から原子時が導入されることとなった。1963年のＣＣＩＲの勧告では、年毎のオフセット値（50×10－１０）を国際報時局（ＢＩＨ）で決定し、秒信号の調整は世界同時に行うこととなった。しかし、この方式は秒の定義（＊）通りの周波数が発射されず、しかもその値が年毎に異なるという不合理な面を持っていたため、不満が高まり、1972年から協定世界時（ＵＴＣ）が採用されることとなる。
(*)『秒はセシウム133原子の基底状態の二つの超微細準位の間に対応する放射の9,192,631,770周期の継続時間である』［1967年の第13回国際度量衡総会で決定］
６．名崎への送信施設移転
1965年(昭和40年)頃になると、小金井の付近も住宅が建ち並ぶようになり、標準電波アンテナ周辺の電波障害が問題となってきた。小金井庁舎建設から約20年を経て、移転計画が実施されることとなった。当初は自前の送信所建設計画もあったが、周波数標準部の本所移転と送信業務のＮＴＴ委託という決定におちついた。ところが、ＮＴＴにも短波送信所の統合計画があり、このため移転計画は３年の遅れた末に実施された。
名崎送信所 
発射制御装置
小金井緑町から小金井貫井北町への周波数標準施設の移転は1974年６月から翌年１月にかけて行われた。また、茨城県猿島郡三和町にあるＮＴＴ名崎送信所への送信施設の移転は1977年12月に完了した。名崎では各装置を小金井から遠隔制御し、定期点検以外は無人運転するということも行われた。発射休止時間を毎時35分～39分とすること、8MHzの出力を0.5kWから2kWとすること、認識信号を10分ごとにすること、1kHz変調を５分ごとにすること、などの変更が引き継がれ、そのまま現在のＪＪＹの発射方式となっている。
この名崎移転に伴い、長波実験局も名崎へと移転となった。長波実験局は、1959年５月15日から16.2kHz(JG2AQ)が0.1kWで開始される。この局は1960年11月には出力が3kWに増強される。送信は小金井の緑町からであった。長波実験局の開始は、長波が短波に較べて極めて安定で、高精度の周波数を供給可能であることがわかり、にわかに注目されるようになったためである。
長波40kHzアンテナ 
ＱＳＬ(1954)
1962年１月１日から20kHz(JG2AR)が追加され、同じく3kWの出力で運用されてきたが、独立した送信所の建設は困難であったため、防衛庁の協力を受けて1966年１月20日から40kHz(JG2AS)、10kWの発射が検見川から開始された。16.2kHzは1963年４月に停波している。20kHzは1977年11月、名崎移転を機会に停波し、40kHzのみが送信所を検見川から名崎に移して運用を続けることとなった。
QSL(1967) 
QSL(1995)
ご承知のように、長波ＪＪＹの開始によって、短波ＪＪＹは2001年３月31日をもって廃止されることが決定されている。ＪＪＹだけでなく、短波を使用した様々なユーティリティー局がぞくぞくと廃止されてきているのを見ていると、通信の本来の使命である「安定した通信」の追究の結果ではあるが、長年、短波に親しんできたものとしてはなんとも寂しい限りである。（了）
【参考資料】
*参１）『標準電波50年の歩み』郵政省通信総合研究所、1991年
*参２）『資料集 日本の短波放送』日本短波クラブ、2000年１月
*参３）『無線百話』無線百話出版委員会編、クリエイト・クルーズ、1997年７月
