一陸技｜無線工学B｜過去問
令和3年7月期 第1回 A－12
要点（wavelane の要約）: 導波管の側壁に傾きを交互に変えて開けた細長い穴の列で、管内の電界が反転する間隔、穴から出る電波のどの成分が穴に垂直になるか、隣どうしで打ち消し合う成分と、残る成分から決まる偏波を組合せで答えさせる問題。FB701 A-13・FB508 A-12 と同じ題材で、空欄の位置が違う。
原文（公式問題文）
A－12 次の記述は、図に示すスロットアレーアンテナから放射される電波の偏波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、スロットアレーアンテナは xy 面に平行な面を大地に平行に置かれ、管内には TE10 モードの電磁波が伝搬しているものとし、管内波長は λg〔m〕とする。また、λg/2〔m〕の間隔で交互に傾斜方向を変えてスロットがあけられているものとする。なお、同じ記号の［ ］内には、同じ字句が入るものとする。 (1) yz 面に平行な管壁には z 軸に平行な電流が流れており、スロットはこの電流の流れを妨げるので、電波を放射する。 (2) 管内における y 軸方向の電界分布は、［ A ］〔m〕の間隔で反転しているので、管壁に流れる電流の方向も同じ間隔で反転している。交互に傾斜角の方向が変わるように開けられた各スロットから放射される電波の［ B ］の方向は、各スロットに垂直な方向となる。 (3) 隣り合う二つのスロットから放射された電波の電界をそれぞれ y 成分と z 成分に分解すると、［ C ］は互いに逆向きであるが、もう一方の成分は同じ向きになる。このため、［ C ］が打ち消され、もう一方の成分は加え合わされるので、偏波は［ D ］となる。
〔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 D 1 λg/4 磁界 y 成分 水平偏波 2 λg/4 電界 z 成分 垂直偏波 3 λg/2 電界 y 成分 垂直偏波 4 λg/2 磁界 y 成分 垂直偏波 5 λg/2 電界 z 成分 水平偏波
〔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－12（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: 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）
管内の電界は管内波長の半分ごとに向きが反転する。傾きを交互にしたスロットから出る電界は、上下成分(z)が隣どうしで打ち消し合い、管軸方向(y)の成分だけが残るので、大地に平行な水平偏波になる。
- 空欄 A: λg/2
- 定在波でも進行波でも、管内の電界の向きは管内波長の半分進むごとに逆になる。スロットの間隔 λg/2 はこれに合わせてある。
- 空欄 B: 電界
- 細長いスロットは、長辺に垂直な向きの電界で放射する(スロットと相補のダイポールは、長辺方向の電界を出す)。
- 空欄 C: z 成分
- 管壁の電流の向きが λg/2 ごとに反転し、スロットの傾きも交互に変わるので、z 成分は隣どうしで逆向き、y 成分は同じ向きになる。
- 空欄 D: 水平偏波
- 残るのは y 成分で、xy 面が大地に平行に置かれているので y 方向は水平である。
この組合せになっているのは選択肢 5 である。
つまずきやすい点
- 打ち消される成分と残る成分を取り違えると、垂直偏波を選んでしまう。傾きの交互と電流の反転の2つの反転が重なる成分(y)が残る。
- λg/4 は電界の最大と零の間隔で、反転の間隔ではない。
理由から確かめる
- 電磁界の続論とマイクロ波回路管内波長・スロットアレーアンテナ・導波管の伝送モード
- 導波管・遮断周波数管内波長・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