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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

令和4年1月期 第1回 A-11

要点(wavelane の要約): 3本の素子を折り返した半波長の素子で、与えた周波数の電波を受けるときの実効長を求めさせる計算問題。FB801 A-10・FB508 A-11 と同型で、周波数だけが違う。素子数に比例するのが実効長で、2乗になるのは入力インピーダンスである。

FB401 A-115点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-11 図に示す三線式折返し半波長ダイポールアンテナを用いて 300〔MHz〕の電波を受信したときの実効長の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、3 本のアンテナ素子はそれぞれ平行で、かつ、極めて近接して配置されており、その素材や寸法は同じものとし、波長を λ〔m〕とする。また、アンテナの損失はないものとする。 1 76〔cm〕 2 96〔cm〕 3 115〔cm〕 4 155〔cm〕 5 191〔cm〕

〔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。

〔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): 三線式折返し半波長ダイポールアンテナ。全長が約λ/2の細長い形で、3本の素子が平行かつ近接して並び、両端で短絡されている。中央の素子だけが1か所で切れていて、そこへ給電線がつながる。

出典: 令和4年1月期 第1回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB401)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)
解かずに正答と解説を見る

正答: 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)

折返しダイポールの実効長は素子の本数に比例し、三線式なら半波長ダイポールの3倍になる。300 MHz なら波長がちょうど 1 m である。

  1. 手順1波長を出す。
  2. 手順2半波長ダイポールの実効長は λ/π である。近接した3本の素子には同じ向き・同じ大きさの電流が流れるので、受信電圧も実効長も3倍になる。

求める値は 約 96 cm(選択肢2)。したがって正答は選択肢 2 である。

つまずきやすい点

  • 入力インピーダンスは素子数の2乗(三線式で9倍)、実効長は素子数に比例(3倍)である。2乗を実効長に当てると 9/π≈2.9 m になる。
  • 半波長ダイポールの実効長を λ/2 と置くと 150 cm になる。電流分布が一様でないので λ/π である。
  • アンテナ方式図鑑実効長・折返しダイポールアンテナ・半波長ダイポールアンテナ・波長と周波数の関係(λ=300/f)
  • アンテナの基礎実効長・半波長ダイポールアンテナ・波長と周波数の関係(λ=300/f)
  • 実用アンテナの構造折返しダイポールアンテナ・半波長ダイポールアンテナ・波長と周波数の関係(λ=300/f)