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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

令和3年7月期 第1回 A-8

要点(wavelane の要約): 730 Ω の平行二線と 73 Ω のダイポールをつなぐL形整合回路で、Qを求めて直列側に要るリアクタンスを出し、それを上下2個のインダクタに等分してから周波数でインダクタンスへ直す計算問題。FB601 A-7 と同じ回路で、求める素子が静電容量からインダクタンスに変わっている。

FB307 A-85点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-8 図に示す整合回路を用いて、特性インピーダンス Z0 が 730〔Ω〕の無損失の平行二線式給電線と入力インピーダンス Z が 73〔Ω〕の半波長ダイポールアンテナとを整合させるために必要なインダクタンス L 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 40/π〔MHz〕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 7.4〔μH〕 2 5.6〔μH〕 3 4.2〔μH〕 4 2.8〔μH〕 5 1.4〔μH〕

〔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): 整合回路。左の平行二線式給電線(特性インピーダンスZ0)に続いて、上下の導体をつなぐ並列の静電容量Cがあり、その先の上側と下側の導体に1個ずつ直列のインダクタンスLが入って、右の入力インピーダンスZの半波長ダイポールアンテナへつながる。

出典: 令和3年7月期 第1回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB307)A-8(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: 5

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)

高い側 730 Ω と低い側 73 Ω を結ぶL形整合では Q = √(730/73−1) = 3 になる。直列側に要るリアクタンスは Q×73 = 219 Ω で、上下2個のコイルで等分するので1個あたり 109.5 Ω になる。

  1. 手順1L形整合の Q を高い抵抗と低い抵抗の比から出す。
  2. 手順2低い抵抗の側に入る直列リアクタンスの合計は Q 倍の 219 Ω である。図ではこれを上下の導体に1個ずつ分けて入れている。
  3. 手順3角周波数は 2π × 40/π MHz = 8×10⁷ rad/s である。
  4. 手順41個あたりのインダクタンスを出すと約 1.4 μH になる。

求める値は 約 1.4 μH(選択肢5)。したがって正答は選択肢 5 である。

つまずきやすい点

  • 上下2個に分けることを忘れて 219 Ω 全部を1個のコイルにすると 2.7 μH 付近になり、選択肢4を選んでしまう。
  • Q の式で1を引かないと Q=√10≒3.16 になり、値がずれる。
  • FB601 A-7 と同じ回路で、そちらは静電容量を問うている。今回はインダクタンスなので、同じ数値の暗記では答えられない。