一陸技｜無線工学B｜過去問
令和4年1月期 第2回 B－2
要点（wavelane の要約）: 進行方向に電界も磁界も持たない波について、進行方向の成分の有無、電界と磁界の振動の位相関係、中空の管の中を進めるか、真空の固有インピーダンスの値、位相速度と光速の関係を語群から選ばせる問題。
FB402 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。［ ］内に入れるべき字句を下の番号から選べ。 (1) 電磁波の伝搬方向に電界及び磁界成分を ［ ア ］ 横波である。 (2) 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 ［ イ ］ で振動する。 (3) 導波管中を伝搬 ［ ウ ］。 (4) 真空の固有インピーダンスは、［ エ ］〔Ω〕である。 (5) 位相速度は、光の速度と ［ オ ］。 1 等しい 2 同相 3 90π 4 持たない 5 できる 6 異なる 7 逆相 8 120π 9 できない 10 持つ
出典: 令和4年1月期 第2回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」（FB402）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 4／イ 2／ウ 9／エ 8／オ 1
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 波は進行方向に電界も磁界も成分を持たない横波で、電界と磁界は同相、比は 120π Ω。中空の導波管では存在できず、位相速度は光速に等しい。
- ア: 解答 4（持たない）
- TEM は横電磁波の略で、電界も磁界も進行方向と直角な面内だけにある。進行方向の成分を持てば TE 波や TM 波になる。
- イ: 解答 2（同相）
- 平面波では電界と磁界は同時に最大になり同時に零になる。比が実数の固有インピーダンスなので位相差はない。
- ウ: 解答 9（できない）
- TEM 波には2本以上の導体が要る。導体が1つの中空導波管では、進行方向に成分を持たない電磁界を作れない。
- エ: 解答 8（120π）
- 真空の固有インピーダンスは √(μ0/ε0) で、約 377 Ω、すなわち 120π Ω である。
- オ: 解答 1（等しい）
- 真空中の TEM 波の位相速度は 1/√(μ0ε0) で、光速そのものである。光速を超えるのは導波管の中の TE・TM 波の位相速度である。
ア〜オの解答は 4・2・9・8・1 である。
つまずきやすい点
- 導波管の中の波は位相速度が光速より速く、群速度が遅い。TEM 波と取り違えて「異なる」を選ばない。
- 90π は誤りの数値として並ぶ。√(μ0/ε0) を思い出せば 120π に決まる。
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・位相速度・平面波・TEM波・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・位相速度・平面波・TEM波
- アンテナ方式図鑑固有インピーダンス・位相速度・平面波