一陸技｜無線工学B｜過去問
令和3年7月期 第2回 B－2
要点（wavelane の要約）: 進行方向に電界も磁界も成分を持たない波について、縦波か横波か、電界と磁界の位相の関係、中空の金属管や2本線の線路を伝われるかどうか、真空の固有インピーダンスの値を、記述ごとに正誤で答えさせる問題。FB707 B-2 と同じ題材で、アとオの記述が誤りの形に変えてある。
FB308 B－25点（ア〜オ 各1点）
原文（公式問題文）
B－2 次の記述は、TEM 波について述べたものである。このうち正しいものを 1、誤っているものを 2 として解答せよ。 ア 電磁波の伝搬方向に電界及び磁界成分が存在する縦波である。 イ 電磁波の伝搬方向に直角な平面内では、電界と磁界が常に同相で振動する。 ウ 導波管中を伝搬できない。 エ 平行二線式給電線を伝搬できない。 オ 真空の固有インピーダンスは、約 120〔Ω〕である。
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）B－2（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: ア 2／イ 1／ウ 1／エ 2／オ 2
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）
TEM 波は電界も磁界も進行方向に垂直な横波で、2本以上の導体がある線路を伝わる。中空の導波管は通れない。真空の固有インピーダンスは約 120π Ω である。
- ア: 解答 2（誤っている）
- 誤っている。TEM 波は進行方向の電界成分も磁界成分も持たない横波である。縦方向の成分を持つのは導波管の TE 波や TM 波のほうである。
- イ: 解答 1（正しい）
- 正しい。損失の無い媒質を進む TEM 波では、電界と磁界が直交しつつ同じ位相で強弱を繰り返す。両者の比が実数の固有インピーダンスになるのはこのためである。
- ウ: 解答 1（正しい）
- 正しい。導体が1つしかない中空の導波管では、横方向に静的な電界を張れないので TEM 波は成り立たない。伝わるのは遮断周波数を持つ TE 波と TM 波だけである。
- エ: 解答 2（誤っている）
- 誤っている。平行二線や同軸のように導体が2本以上ある線路は、TEM 波を主なモードとして伝える。
- オ: 解答 2（誤っている）
- 誤っている。真空の固有インピーダンスは √(μ₀/ε₀) で、約 120π ≒ 377 Ω である。π を落とした値になっている。
ア〜オの解答は 2・1・1・2・2 である。
つまずきやすい点
- FB707 B-2 では横波・120π と正しく書かれていた記述が、今回は縦波・120 と誤りの形に変えてある。前回の正誤を覚えて答えないこと。
- 導波管を TEM 波が通れないのは、導体が1つしかないからである。同軸線路は導体が2つあるので通れる。
理由から確かめる
- 電磁界の続論とマイクロ波回路固有インピーダンス・平面波・TEM波・給電線・伝送線路・導波管の伝送モード
- マクスウェルの方程式 徹底解説固有インピーダンス・平面波・TEM波
- アンテナ方式図鑑固有インピーダンス・平面波・給電線・伝送線路