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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

令和2年11月臨時 第1回 A-13

要点(wavelane の要約): 2枚の反射板を折り曲げた形のアンテナについて、開き角を狭めたときに素子と影像を合わせて何個ぶんの配列とみなせるか、そして折り目から素子までの距離が正面方向を消す場合と主ビームが絞られる場合の値を組合せで答えさせる問題。

FB211 A-135点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-13 次の記述は、図に示すコーナレフレクタアンテナ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。ただし、波長を λ〔m〕とし、平面反射板又は金属すだれは、電波を理想的に反射する大きさであるものとする。 (1) 半波長ダイポールアンテナに平面反射板又は金属すだれを組み合わせた構造であり、金属すだれは半波長ダイポールアンテナ素子に平行に導体棒を並べたもので、導体棒の間隔は平面反射板と等価な反射特性を得るために約 λ/10 以下にする必要がある。 (2) 開き角は、90 度、60 度などがあり、半波長ダイポールアンテナとその影像の合計数は、90 度では 4 個、60 度では[ A ]であり、開き角が小さくなると影像の数が増え、例えば、45 度では[ B ]となる。これらの複数のアンテナの効果により、半波長ダイポールアンテナ単体の場合よりも鋭い指向性と大きな利得が得られる。 (3) アンテナパターンは、2 つ折りにした平面反射板又は金属すだれの折り目から半波長ダイポールアンテナ素子までの距離 d〔m〕によって大きく変わる。理論的には、開き角が 90 度のとき、d = [ C ]では指向性が二つに割れて正面方向では零になり、d = [ D ]では主ビームは鋭くなるがサイドローブを生ずる。一般に、単一指向性となるように d を λ/4~3λ/4 の範囲で調整する。

〔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。

A   B    C    D 1 6 個  8 個   λ    3λ/2 2 6 個  8 個   3λ/2  λ 3 7 個  9 個   3λ/2  λ 4 7 個  10 個   3λ/2  λ/2 5 7 個  10 個   λ    3λ/2

〔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): コーナレフレクタアンテナの斜視図。2枚の平面反射板又は金属すだれを本のように折り曲げて立て、その内側に半波長ダイポールアンテナが折り目と平行に置かれている。折り目のなす角が開き角、折り目からアンテナ素子までの距離が d である。

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-13(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: 1

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)

コーナレフレクタの影像の数は 360 度を開き角で割った数から実物の1を引けばよい。素子までの距離は、正面方向で影像と打ち消し合うか強め合うかで決まる。

空欄 A: 6 個
開き角 60 度では、2枚の板を鏡にして360÷60=6か所に波源が並ぶ。実物の素子と影像を合わせて6個になる。
空欄 B: 8 個
開き角 45 度では、360÷45=8 なので、実物と影像を合わせて8個になる。開き角を狭めるほど影像が増える。
空欄 C: λ
開き角 90 度で折り目から素子までを1波長にすると、正面方向で実物と影像の電波の位相がそろわず打ち消し合い、正面が零になって指向性が二つに割れる。
空欄 D: 3λ/2
1.5 波長にすると正面で再び強め合い、等価的に長い配列になるので主ビームは鋭くなる。ただし配列が長くなった分、サイドローブも出る。

この組合せになっているのは選択肢 1 である。

つまずきやすい点

  • 影像の数と、実物を含めた合計を混同しない。設問は合計を問うている。90 度なら影像3個で合計4個である。
  • d を 1 波長にすると正面が消える。実用では λ/4〜3λ/4 に収めて単一指向性にする。
  • アンテナ方式図鑑コーナレフレクタアンテナ・半波長ダイポールアンテナ・イメージ(影像)効果・平面反射板(無給電アンテナ)・サイドローブ
  • アンテナの基礎半波長ダイポールアンテナ・イメージ(影像)効果
  • 実用アンテナの構造半波長ダイポールアンテナ・平面反射板(無給電アンテナ)