令和5年7月の1陸技の試験1回目の無線工学AのA-6～10の問題について解説します。
R.5.7 無線工学A（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 R5年7月1回目 無線工学A A-6
スペクトル拡散で使用されるRAKE合成に関する問題です。
過去問でも出題されたことがない新問です。
A
与えられた式の$\Sigma$の中を計算してみると \[ h^*_nX_n=|h_n|^2S+h^*_n\eta_n \] となります。
そのため、Aには「$|h_n|^2S+h^*_n\eta_n$」が入ります。
B
最大比合成ではSNRが最大となるように合成する手法です。
合成後の$SNR$は$S_{\rm{RAKE}}$の第一項と第二項それぞれの2乗の比です。 \[ SNR_{\rm{RAKE}}=\frac{\left| \sum^N_{n=1}|h_n|^2S\right|^2}{|h^*_n\eta_n|^2}=\frac{\left| \sum^N_{n=1}|h_n|^2\right|^2}{\left| \sum^N_{n=1}h^*_n\eta_n\right|^2} \] チャネル係数はこの値が最大になるように決定されています。
$\eta_n$がパスによらず$\sqrt{P_{\eta}}$と等しいと仮定すると \[ SNR_{RAKE}=\frac{\left| \sum^N_{n=1}|h_n|^2\right|^2}{P_{\eta}\left|\sum^N_{n=1}h^*_n \right|^2} \geq \frac{\left| \sum^N_{n=1}|h_n|^2\right|^2}{P_{\eta}\sum^N_{n=1}|h_n|^2} =\frac{\sum^N_{n=1}|h_n|^2}{P_{\eta}} \] となるため、Bには「$|h_n|^2$」が入ります。
C
$SNR_{RAKE}$の式は各パスのSNRの和に他ならないため、Cには「和」が入ります。
以上から答えは3です。
R.5.7 無線工学A（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 R5年7月1回目 無線工学A A-7
FM受信機の最低受信電力に関する問題です。
値を変えた同じ問題が令和3年7月1回目A-8で出題されています。 計算方法については下記の記事もご参照ください。
雑音電力$P_N$を計算すると \[ P_N=10\log kTBF =-204 +10\log (2^4 \times 10^3)+6 \\ =-156 \]
スレッショルド電力を$P_{Th}$とすると問題文から$E_{Th}/E_N=4/\sqrt{2}$なので \[ 10\log (P_{Th}/P_N)=10\log (E_{Th}/E_N)^2=9 \\ 10\log P_{Th}=10\log P_N +9=-147\rm{[dBW]}=-117\rm{[dBm]} \]
以上から答えは2です。
R.5.7 無線工学A（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 R5年7月1回目 無線工学A A-8
ニッケル・水素蓄電池に関して誤った選択肢を選ぶ問題です。
ニッケル・水素電池に関してはこれまでほとんど出題されていません。
誤った選択肢は4です。
ニッケル・水素電池にはメモリー効果がわずかながら存在します。
メモリー効果がないわけではないので4が誤った選択肢となります。
以上から答えは4です。
R.5.7 無線工学A（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 R5年7月1回目 無線工学A A-9
BPSKの差動符号化の原理に関する問題です。
この問題は同様の問題が令和3年7月1回目A-6で出題されています。 $n=0$のデータが違うため、結果が違うので①の式を使って順番に計算しましょう。
下記の記事もご参照ください。
A
\[ X_1=0+1 (mod.2)=1 \]
B
\[ X_2=1+1 (mod.2)=0 \]
C
\[ X_3=0+0 (mod.2)=0 \]
D
\[ X_4=1+0 (mod.2)=1 \]
以上から
- A:1
- B:0
- C:0
- D:1
で答えは5です。
R.5.7 無線工学A（1回目） A-10
出典：公益財団法人 日本無線協会 第一級陸上無線技術士 R5年7月1回目 無線工学A A-10
直列型定電圧回路の電流制限型保護回路に関する問題です。
同様の問題が令和4年7月1回目A-9で出題されています。 回路の見た目は違いますが保護回路が正極側か負極側かの違いで動きは同じです。
下記の記事もご参照ください。
回路内の各部品の役割を考えると次の読み替えができます。
- 本問題：令和4年7月1回目A-9
- $Tr_1$：$Tr_2$
- $Tr_2$：$Tr_3$
- $R_4$：$R_5$
- $R_5$：$R_4$
A
(1)の文は電流が増加したときの動作です。この内容は令和4年7月1回目A-9の(1)と同じです。
保護回路に相当するのは$T_2$を含む部分なのでAには「$Tr_2$」が入ります。
B
$I_L$が増加すると$R_4$を流れる電流が大きくなり$Tr_2$が導通します。
そのため、Bには「$R_4$」が入ります。
C
(1)後半の文の通り、制御用トランジスタの導通・非導通により負荷を流れる電流を制御します。 負荷に流れる電流を制御できるのは回路図上だと$Tr_1$だけです。
そのため、Cには「$Tr_3$」が入ります。
D
(2)では負荷の電圧が減少したときの動作が説明されています。
負荷の電圧の誤差を検知・増幅できるトランジスタは$Tr_1$です。
そのため、Dには「$Tr_1$」が入ります。
以上から、答えは1です。
まとめ
今回は令和5年7月の無線工学A(1回目)の試験A-6~A-10の問題について解説しました。 新問もいくつか出題されていました。特にA-6はRAKE合成の手法について知識がないと難しい問題です。 あらかじめ対策するのは難しいですが、間違えてしまってもいいように過去問を対策して確実に正解できる問題を間違えないようにしましょう。
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
コメント