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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

平成30年7月期 A-3

要点(wavelane の要約): マイクロ波の見通し回線で、周波数と距離から自由空間での基本の損失をデシベルで出し、送信電力・送信側の利得・受信レベルとの収支から受信側の利得を逆算させる問題。dBm と dBW の換算を一度挟む。

FB007 A-35点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-3 周波数 7.5〔GHz〕、送信電力 10〔W〕、送信アンテナの絶対利得 30〔dB〕、送受信点間距離 20〔km〕、及び受信入力レベル -35〔dBm〕の固定マイクロ波の見通し回線がある。このときの自由空間基本伝送損 L〔dB〕及び受信アンテナの絶対利得 Gr〔dB〕の最も近い値の組合せを下の番号から選べ。ただし、伝搬路は自由空間とし、給電回路の損失及び整合損失は無視できるものとする。また、1〔mW〕を 0〔dBm〕、log10 2 = 0.3、log10 π = 0.5 とする。   L   Gr 1 136  20 2 136  31 3 136  38 4 140  20 5 140  31

出典: 平成30年7月期 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB007)A-3(本試験問題)。公益財団法人日本無線協会

最も近い値の番号を1つ選ぶ(番号は上の原文の選択肢に対応します)
解かずに正答と解説を見る

正答: 2

要確認: この正答と解説は、公式解答表との機械的な照合は済んでいますが、人による照合はまだです。 公式と食い違って見えるときは、出典の解答PDFを優先し、サポートからお知らせください。

wavelane の解説(公式の解説ではありません)

自由空間の基本伝送損は (4πd/λ)² をデシベルにした量で、ここでは136 dBになる。送信電力をdBmに直してから、利得を足し損失を引いた収支が受信レベルに一致するように受信側の利得を決める。

  1. 手順17.5 GHz の波長は 300/7500 = 0.04 m である。距離 20 km と組み合わせて、4πd/λ を 2π×10⁶ の形にまとめる。
  2. 手順2与えられた常用対数で基本伝送損をデシベルにする。log₁₀2π = 0.3 + 0.5 = 0.8 である。
  3. 手順3送信電力 10 W は 10 000 mW なので +40 dBm である。受信レベルは送信電力に両アンテナの利得を足し、基本伝送損を引いたものになる。
  4. 手順4この式を受信側の利得について解く。

求める値は L = 136 dB、Gr = 31 dB(選択肢2)。したがって正答は選択肢 2 である。

つまずきやすい点

  • 送信電力を +10 dBW のまま dBm の式に入れると 30 dB ずれて、Gr が 61 dB という選択肢に無い値になる。基準を mW にそろえてから足し引きする。
  • 距離を m に直さずに 20 を入れると L が 60 dB 小さくなる。λ と d の単位を両方 m にそろえる。
この問題の条件で動かす(自由空間伝搬損失)
  • 自由空間伝搬損失dBm・dBW・dBµV/mなどの絶対値単位・アンテナ利得・デシベルの定義と使い分け・自由空間基本伝送損・フリスの伝達公式・波長と周波数の関係(λ=300/f)
  • 電界強度アンテナ利得・デシベルの定義と使い分け・フリスの伝達公式・波長と周波数の関係(λ=300/f)
  • アンテナ方式図鑑アンテナ利得・デシベルの定義と使い分け・フリスの伝達公式・波長と周波数の関係(λ=300/f)