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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

平成31年1月期 A-4

要点(wavelane の要約): 開口の直径と開口効率から反射鏡の利得を出し、送信電力と組み合わせて主ビームの方向の遠方の電界強度を求めさせる計算問題。周波数から波長を出し、利得を真数のまま電界の式へ入れる。

FB101 A-45点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-4 自由空間に置かれた直径 2〔m〕のパラボラアンテナの最大放射方向の距離 12〔km〕の地点の電界強度の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、周波数を 3〔GHz〕、送信電力を 10〔W〕、アンテナの開口効率を 0.6 とし、√7.2 = 2.7 とする。 1 57〔mV/m〕  2 71〔mV/m〕  3 93〔mV/m〕  4 107〔mV/m〕  5 120〔mV/m〕

出典: 平成31年1月期 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB101)A-4(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)
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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)

開口径と開口効率からパラボラの絶対利得を出し、送信電力と組み合わせて遠方の電界強度を求める。与えられた平方根の値がそのまま使える形に整理する。

  1. 手順13 GHz の波長は 300/3000 = 0.1 m である。円形開口の利得は、開口効率に開口の周長と波長の比の2乗を掛けた値になる。
  2. 手順2自由空間で最大放射方向の電界強度は、30 に利得と送信電力を掛けた値の平方根を距離で割って求める。
  3. 手順3√72000 = 100√7.2 = 270 として計算する。

求める値は 71 mV/m。したがって正答は選択肢 2 である。

つまずきやすい点

  • 開口効率を掛け忘れると利得が 1/0.6 倍になり、電界は約 92 mV/m と選択肢3の近くに出てしまう。
  • 周波数は GHz で与えられている。λ = 300/f の f は MHz なので 3000 を入れる。
  • 電界の式の 30 は等方性基準の絶対利得に対する係数である。パラボラの利得はもともと等方性基準なので、そのまま入れてよい。
  • 電界強度アンテナ利得・開口効率・電界強度・反射鏡アンテナ・波長と周波数の関係(λ=300/f)
  • アンテナの基礎アンテナ利得・開口効率・電界強度・反射鏡アンテナ・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・開口効率・電界強度・反射鏡アンテナ・波長と周波数の関係(λ=300/f)