1月の1陸技の試験無線工学BのA-6～10の問題について解説します。
R.3.1 無線工学B（1回目） A-6
出典：公益財団法人 日本無線協会 第一級陸上無線技術士 R3年1月1回目 無線工学B A-6
長さ\(l\)[m]の受端開放単線式線路のインピーダンスは\(jZ_0 \tan \beta l\)で表せます。 a-b間のインピーダンスは \[ Z_1=jZ_0 \tan 2\beta l_1 \\ Z_2=jZ_0 \tan 2\beta l_2 \] が並列に接続されていると考えることができます。 したがってa-b間のインピーダンスは \[ Z_{ab}=\frac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2}=jZ_0\frac{\tan 2\beta l_1 \tan 2\beta l_2}{\tan 2\beta l_1+\tan 2\beta l_2} \\ =jZ_0\frac{1}{\tan 2\beta l_1+\tan 2\beta l_2}\frac{\tan 2\beta(l_1+l_2)-\tan2\beta l_1 -\tan 2\beta l_2}{\tan 2\beta (l_1+l_2)} \] 上記では加法定理を使いました。 \(l1+l2=\lambda/2\)、\(\beta=\frac{2\pi}{\lambda}\)なので\(\tan 2\beta (l_1+l_2)=0\)となります。 このことから\(Z_{ab}=j\infty\)となり、答えは2となります。
R.3.1 無線工学B（1回目） A-7
出典：公益財団法人 日本無線協会 第一級陸上無線技術士 R3年1月1回目 無線工学B A-7
反射係数\(\Gamma_V =\frac{Z_R-Z_0}{Z_R+Z_0}\)を使って定在波比\(S_V\)は次のように書けます。 \(Z_R\)は負荷のインピーダンス、\(Z_0\)は給電線のインピーダンスです。 \[ S_V=\frac{1-|\Gamma_V|}{1+|\Gamma_V|} \] \(Z_R>Z_0\)の時、\(S_V=\frac{Z_R}{Z_0}\) \(Z_R< Z_0\)の時、\(S_V=\frac{Z_0}{Z_R}\) となります。 電圧定在波比1.25と\(Z_0=50\)[Ω]を代入すると\(Z_R=62.5\)[Ω]または\(Z_R=40\)[Ω]となるため、答えは1です。
R.3.1 無線工学B（1回目） A-8
出典：公益財団法人 日本無線協会 第一級陸上無線技術士 R3年1月1回目 無線工学B A-8
この問題は平行2線式給電線の特性インピーダンスを覚えている必要があります。 特性インピーダンス\(Z_0=276\log_{10}\frac{2D}{d}\)なので代入すると552[Ω]となります。 1/4波長整合線路で整合する時、\(Z_Q=\sqrt{Z_RZ_0}\)となるため、\(Z_Q=399.4\simeq 400[\rm{\Omega}]\)。 答えは5です。
R.3.1 無線工学B（1回目） A-9
出典：公益財団法人 日本無線協会 第一級陸上無線技術士 R3年1月1回目 無線工学B A-9
A~Dは次のようになります。
- A:並列
- B:インダクタンス
- C:キャパシタンス
- D:\(\lambda_g/4\)
金属片の挿入の仕方は覚えておく必要があるでしょう。 金属棒はアンテナと等価な働きをします。1/4波長垂直接地アンテナとして考えられます。
R.3.1 無線工学B（1回目） A-10
選択肢問題は基本的に消去法で解くのが良いでしょう。
- 携帯機の外付けアンテナは一般に1/4垂直接地アンテナなので長さが変われば特性も変わる→正しい
- 1/4波長では給電点が電流の腹、1/2波長では給電点が電流の節になるので、1/2波長では給電点のインピーダンスが高くなる→誤り
- 1/4波長のモノポールアンテナで筐体がアースの役割を兼ねる→正しい
- 3と同じで、1/4波長アンテナは筐体付近のものの影響を受けやすい→正しい
- 2と同じ理由で1/2波長より短いほうが50[Ω]と整合が取りやすくなる→
以上から答えは2となります。
まとめ
今回は令和3年1月1回目の1陸技の無線工学BのA-6~10を解いてみました。 受かった人も来年頑張る人も気になっている問題もあったのではないでしょうか。 飽きるまで解いて記事にしていきたいと思います。 次の記事も参考にしてみてください 勉強法
参考文献
電磁気学をちゃんと学びたい人向け
上の難易度が高い人
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