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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

平成31年1月期 A-9

要点(wavelane の要約): 接地板の上の誘電体基板に細い導体を載せた線路について、放射を抑えるための基板の性質、近似的に扱える伝送モード、導体の幅を変えたときの特性インピーダンスの向きを組合せで答えさせる問題。

FB101 A-95点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-9 次の記述は、図に示すマイクロストリップ線路について述べたものである。[ ]内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。 (1) 開放線路の一種であるので、外部雑音の影響や放射損がある。放射損を少なくするために、比誘電率の [ A ] 誘電体基板を用いる。 (2) 伝送モードは、通常、ほぼ [ B ] モードとして扱うことができる。 (3) 誘電体基板の比誘電率並びにストリップ導体及び誘電体基板の厚さが変わらないとき、特性インピーダンスは、ストリップ導体の幅 W〔m〕が狭くなるほど [ C ] なる。

〔図省略〕の位置 — wavelane による再現図(公式図版ではありません)。図の説明は引用の下にあります。

A    B    C 1 小さい  TE   高く 2 小さい  TEM   低く 3 大きい  TE   低く 4 大きい  TEM   高く 5 大きい  TM   低く

〔図省略〕は Wavelane による編集注で、公式図版があった位置を示します。その位置には Wavelane が描いた再現図を差し込んでいます(公式図版ではありません)。図の説明は下の図カードにあります。

Wavelane が原図をもとに描いた模式図(公式図版ではありません)

図の説明(Wavelane 独自・原文には含まれません): マイクロストリップ線路の斜視図。下から接地導体基板、誘電体基板、ストリップ導体という3層構造で、上側は覆いの無い開放構造である。ストリップ導体には幅の寸法が記入されており、その記号が問題文の W にあたる。

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-9(本試験問題)。公益財団法人日本無線協会

正しい組合せの番号を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: 4

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)

マイクロストリップ線路は上が開いた構造なので放射しやすく、比誘電率の大きい基板で電界を基板の中へ閉じ込める。伝送はほぼ TEM で、ストリップの幅が狭いほど特性インピーダンスは高い。

空欄 A: 大きい
比誘電率が大きい基板ほど電界がストリップと接地板の間に集まり、空気中へ漏れ出す割合が減るので、放射損が小さくなる。
空欄 B: TEM
電界の一部は空気中を通るので厳密には TEM ではないが、基板が薄く周波数が低ければ、ほぼ TEM として扱える(準 TEM)。TE や TM は中空の導波管で使う呼び方である。
空欄 C: 高く
ストリップの幅が狭いと単位長あたりの静電容量が小さくなり、インダクタンスは大きくなるので、√(L/C) で決まる特性インピーダンスは高くなる。

この組合せになっているのは選択肢 4 である。

つまずきやすい点

  • C は平行平板コンデンサで考えると向きを間違えない。幅が狭いほど容量が小さい、容量が小さいほど特性インピーダンスが高い、の2段である。
  • A は放射を減らす向きを聞いている。比誘電率を小さくすると電界が外へ広がり、放射は増える。