令和5年7月の1陸技の試験2回目の無線工学BのA-1～5の問題について解説します。
R.5.7 無線工学B（2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2回目 無線工学B A-6
平行二線式給電線のインピーダンスと等化なコイルのインダクタンスを計算する問題です。
この問題については令和5年7月1回目A-6や令和3年7月1回目A-6で類似問題が出題されています。 これらの問題は「短絡された終端と等価なコイルのインダクタンス」ではなく、「開放された終端と等価なコンデンサの静電容量」を求める問題となっています。 こちらの記事もご参照ください。
計算方法は上記の記事とほぼ同じです。 等価なインピーダンスがコンデンサのものとコイルのものとが違います。
特性インピーダンス$Z_0$は \[ Z_0=276\log \frac{2D}{d}=276\log \frac{2\times 10 \times 10^{-2}}{2\times 10^{-3}}=552 \] で、終端された平行二線式線路のインピーダンス$Z$は \[ Z=jZ_0\tan \beta l=j552 \tan \frac{2\pi}{15}\times 1.25 \\ =j552 \tan \frac{\pi}{6} =j\frac{552}{\sqrt{3}} \] となります。
等価なインダクタンスを$L$とすると \[ j\omega L=j\frac{552}{\sqrt{3}} \\ L=\frac{552}{\sqrt{3}\times 2\pi \times 20 \times 10^{6}} \\ =2.53 \times 10^{-6}\rm{[H]} \\ =2.5\rm{[\mu H]} \] となります。
以上から答えは5です。
R.5.7 無線工学B（2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2回目 無線工学B A-7
同軸線路と平行平板線路の特性インピーダンスに関する問題です。
この問題については令和4年1月1回目A-6で同様の問題が出題されています。 計算方法についてはこちらの記事をご参照ください。
\[ \frac{Z_0}{\epsilon_r}\frac{d}{W}=\frac{Z_0}{\epsilon_r}\frac{\log\frac{b}{a}}{2\pi \log e} \\ d/W=\frac{\log 6}{2\pi \log e}=0.285 \simeq 0.29 \]
以上から答えは3です。
R.5.7 無線工学B（2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2回目 無線工学B A-8
方形導波管に関する問題です。
この問題は令和4年7月2回目B-2や令和3年7月1回目B-2で同様で値を変えた問題が出題されています。 B問題ですが空欄の位置もほぼ同じです。
下記の記事もご参照ください。
A
この空欄は令和3年7月1回目B-2のアと同じ内容です。
Aには「$\frac{2}{\sqrt{\left(\frac{m}{a}\right)^2+\left(\frac{n}{b}\right)^2}}$」が入ります。
B
この空欄は令和3年7月1回目B-2のイと同じ内容です。
Bには「$2a$」が入ります。
C
この空欄は令和3年7月1回目B-2のウと同じ内容です。
Cには「$\lambda_g=\frac{\lambda}{\sqrt{1-\left(\frac{\lambda}{2a}\right)^2}}$」が入ります。
D
この空欄は令和3年7月1回目B-2のエと同じ内容です。
Dには「遅い」が入ります。
以上から答えは3です。
R.5.7 無線工学B（2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2回目 無線工学B A-9
ベーテ孔方向性結合器に関する問題です。
同じベーテ孔方向性結合器に関する問題が令和3年1月1回目B-2や令和4年7月1回目B-2で出題されています。 これらは正誤問題になっています。
下記の記事もご参照ください。
A,B
ベーテ孔方向性結合器では電界結合した電波は副導波管内を対称に両方向に進み、磁界結合した電波は一方向に進みます。
そのため、Aには「電界結合」、Bには「磁界結合」が入ります。
主導波管内を$TE_{10}$モードで伝搬するので、電界が結合孔に対して垂直なので、電界結合した電波は副導波管内でも主導波管内と同じように対称に伝搬します。
磁界結合では結合孔と平行方向なので特定の方向しか伝搬できません。
C
磁界結合した電波の大きさは$\cos \theta$に比例します。
そのため、Cには「$\cos \theta$」が入ります。
D
(2)の記載の通り、ベーテ孔方向性結合器の方向性は$\theta$によって決まるので周波数によってはほとんど変化しません。
そのため、Dには「無関係である」が入ります。
以上から答えは3です。
R.5.7 無線工学B（2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2回目 無線工学B A-10
各種アンテナの特徴に関して正しい選択肢を選ぶ問題です。
同様のいろいろなアンテナの特徴に関する問題は多く出題されています。
- 令和3年7月2回目A-13
- 令和4年1月1回目A-10
- 令和4年7月1回目A-10
- 令和5年7月1回目A-10
今回は正しい選択肢を選ぶ問題なので各選択肢を見ておきましょう。
1
コーリニアアレーアンテナでは隣り合う各放射素子を同位相で励振します。
そのため、この選択肢は誤りです。
2
この選択肢は正しいです。
3
対数周期ダイポールアレーアンテナは広帯域であることが特徴です。
もちろん半波長体ポールアンテナと比較しても広帯域になります。
そのため、この選択肢は誤りです。
4
二線式折り返し半波長ダイポールアンテナの開放端電圧は半波長ダイポールアンテナの2倍です。
そのため、この選択肢は誤りです。
5
ブラウンアンテナの放射素子と地線の長さは約1/4波長です。
そのため、この選択肢は誤りです。
以上から答えは2です。
まとめ
今回は令和5年7月の無線工学B(2回目)の試験A-6~A-10の問題について解説しました。 過去に何度も出題されている内容が多く出題されていました。 特にアンテナの特徴については毎年出題されると考えても差し支えないでしょう。山を張るのは難しいですが、各アンテナの簡単な特徴は押さえておきましょう。
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
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