一陸技｜無線工学B｜過去問

令和3年7月期第2回 A－11

要点（wavelane の要約）: 長方形の開口を持つホーンの縦横の寸法と、2つの面それぞれの開口効率の積から実効面積を出し、周波数から求めた波長で G=4πAe/λ² を計算してデシベルに直す問題。FB707 A-10 と同じ解き方で、寸法だけが違う。

FB308 A－115点（1問1採点）

原文（公式問題文）

A－11 開口面の縦及び横の長さがそれぞれ 40〔cm〕及び 83〔cm〕の角錐ホーンアンテナを、周波数 6〔GHz〕で使用したときの絶対利得の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、電界(E)面及び磁界(H)面の開口効率を、それぞれ 0.75 及び 0.80 とする。 1　10〔dB〕　　2　15〔dB〕　　3　20〔dB〕　　4　25〔dB〕　　5　30〔dB〕

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－11（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）

選択肢 1

選択肢 2

選択肢 3

選択肢 4

選択肢 5

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）

開口面積に2つの面の開口効率の積を掛けると実効面積になる。周波数から波長を出して G = 4πAe/λ² に入れ、デシベルに直す。

手順1開口面積を m² で出す。
$A = 0.40 \times 0.83 = 0.332 m^{2}$
手順2開口効率は2方向の積で、0.75×0.80 = 0.60 になる。実効面積はその分だけ小さい。
$A_{e} = 0.60 \times 0.332 = 0.1992 m^{2}$
手順36 GHz の波長は 0.05 m である。利得の式へ入れる。
$G = \frac{4 π A _{e}}{λ ^{2}} = \frac{4 π \times 0.1992}{( 0.05 ) ^{2}} ≒ 1001$
手順4真数でほぼ 1000 なので、デシベルでは 30 dB である。
$10 lo g_{10} 1001 ≒ 30 dB$

求める値は 30 dB(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

2つの開口効率は掛け合わせる。足すと1を超えてしまい、物理的に意味がない。
寸法を cm のまま使うと面積が 10⁴ 倍になる。
寸法の 40 cm と 83 cm は、効率 0.6 と 4π を掛けてちょうど 1000 になるように選ばれている。端数が残ったら途中の換算を疑う。

アンテナ方式図鑑アンテナ利得・開口効率・実効面積・ホーンアンテナ・波長と周波数の関係(λ=300/f)
アンテナ利得アンテナ利得・開口効率・実効面積・ホーンアンテナ・波長と周波数の関係(λ=300/f)
アンテナ・電波測定の基礎アンテナ利得・開口効率・実効面積・ホーンアンテナ・波長と周波数の関係(λ=300/f)

wavelane の解説（公式の解説ではありません）

理由から確かめる