一陸技｜無線工学B｜過去問
令和2年11月臨時 第1回 A－8
要点（wavelane の要約）: 角度をつけて重ねた2本の導波管を孔で結合させる素子について、重ねる面、打ち消しと加え合わせの仕組み、2種類の結合が副管の中をどちら向きに進むか、交差角への依存を5つ並べ、結合の向きを入れ替えた記述を選ばせる問題。
原文（公式問題文）
A－8 次の記述は、図に示す主導波管と副導波管を交差角 θ を持たせて重ね合わせて結合孔を設けたベーテ孔方向性結合器について述べたものである。このうち誤っているものを下の番号から選べ。ただし、導波管内の伝送モードは、TE10 とし、θ は 90 度より小さいものとする。
〔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。
1 主導波管と副導波管は、H 面を重ね合わせる。 2 θ をある一定値にすることで、電界結合して左右に進む一方の電磁波を磁界結合した電磁波で打ち消すと同時に他方向の電磁波に相加わるようにする。 3 磁界結合した電磁波が副導波管内を対称に両方向に進み、また、電界結合した電磁波が副導波管を一方向に進む性質を利用する。 4 磁界結合した電磁波の大きさは、cosθ にほぼ比例して変わる。 5 電界結合した電磁波の大きさは、θ に無関係である。
〔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）
出典: 令和2年11月臨時 第1回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」（FB211）A－8（本試験問題）。公益財団法人日本無線協会
解かずに正答と解説を見る
正答: 3
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）
ベーテ孔方向性結合器で、孔を通る電界による結合と磁界による結合が副管の中をどちら向きに進むかを確かめる問題。両方向へ対称に広がるのは電界による結合である。
選択肢 1— 答えではない
正しい。TE10 の磁界が強く、結合孔で磁界の結合を得やすい広い壁(H面)どうしを重ねる。
選択肢 2— 答えではない
正しい。交差角を選ぶと、片方の向きでは2種類の結合が同じ大きさで逆位相になって消え、反対の向きでは同位相で強め合う。これが方向性の生まれ方である。
選択肢 3◎ これが答え
誤っている。孔を貫く電界による結合は、副管の中で左右対称に両方向へ進む。進む向きによって符号が変わり一方向に強く出るのは、磁界による結合のほうである。記述は2つの結合の性質を入れ替えている。
選択肢 4— 答えではない
正しい。磁界による結合は、主管と副管の磁界の向きがどれだけそろっているかで決まるので、交差角の余弦にほぼ比例する。
選択肢 5— 答えではない
正しい。電界による結合は、孔を垂直に貫く電界だけで決まり、副管がどの角度で重なっていても変わらない。
正答は選択肢 3 である。
つまずきやすい点
- 電界の結合は角度に無関係で両方向へ対称、磁界の結合は角度で大きさが変わり向きで符号が反転する、と2つを対にして覚える。
- 同じ題材で、打ち消す側と打ち消される側の結合を入れ替えた記述が出ることもある。どちらが角度で調整できるかを手がかりにする。
理由から確かめる
- 電磁界の続論とマイクロ波回路方向性結合器・導波管の伝送モード
- 導波管・遮断周波数導波管の伝送モード
- 給電線と整合回路導波管の伝送モード