一陸技|無線工学B|過去問
令和3年7月期 第2回 A-8
要点(wavelane の要約): 導線の太さと間隔から平行二線の特性インピーダンスを出し、先端を短絡した線路の入力リアクタンス Z₀ tan βl を波長の1/8の長さで評価して、同じリアクタンスを持つコイルの値に換算する計算問題。
FB308 A-85点(1問1採点)
原文(公式問題文)
A-8 直径 4〔mm〕、線間隔 20〔cm〕の終端を短絡した無損失の平行二線式給電線において、終端から長さ 2.5〔m〕のところから終端を見たインピーダンスと等価となるコイルのインダクタンスの値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、周波数を 15〔MHz〕とする。 1 19.6〔μH〕 2 15.2〔μH〕 3 9.6〔μH〕 4 5.9〔μH〕 5 2.9〔μH〕
出典: 令和3年7月期 第2回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB308)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: 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)
平行二線の特性インピーダンスを導線の直径と間隔から出し、先端を短絡した線路の入力リアクタンス Z₀ tan βl を求める。長さが波長の1/8なので正接は1になる。
- 手順1空気中の平行二線の特性インピーダンスは、間隔の2倍を直径で割った値の常用対数に 276 を掛けたものである。間隔 200 mm、直径 4 mm を入れる。
- 手順215 MHz の波長は 20 m で、2.5 m はその1/8 にあたる。電気角は π/4 で、正接は 1 である。
- 手順3短絡線路の入力インピーダンスは jZ₀ tan βl で、1/4波長より短いので誘導性になる。そのリアクタンスをコイルのインダクタンスへ換算する。
- 手順4したがって約 5.9 μH である。
求める値は 5.9 μH(選択肢4)。したがって正答は選択肢 4 である。
つまずきやすい点
- 対数の中は間隔の2倍を直径で割る(間隔を半径で割るのと同じ)。間隔を直径で割ると log₁₀50 になり、値がずれる。
- cm と mm をそろえずに比をとると桁を誤る。
- 1/4波長より短い短絡線路は誘導性、1/4〜1/2波長では容量性になる。ここでは λ/8 なのでコイルと等価になる。