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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

令和4年7月期 第1回 A-4

要点(wavelane の要約): 反射鏡の口径・周波数・開口効率から真数の利得を出し、送信電力と組み合わせて正面方向の離れた地点の電界の大きさを求める2段の計算問題。与えられた平方根の近似値をどこで使うかが要点になる。

FB407 A-45点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-4 自由空間に置かれた直径 1〔m〕のパラボラアンテナの最大放射方向の距離 10〔km〕の地点の電界強度の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、周波数を 3〔GHz〕、送信電力を10〔W〕、アンテナの開口効率を 0.6 とし、√1.8 = 1.3 とする。 1 10〔mV/m〕  2 22〔mV/m〕  3 41〔mV/m〕  4 63〔mV/m〕  5 85〔mV/m〕

出典: 令和4年7月期 第1回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB407)A-4(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: 3

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)

口径と開口効率から真数の利得を出し、等方性アンテナを基準にした電界の式 E=√(30GP)/d へ入れる。与えられた √1.8 は、根号の中を 1.8 の倍数へまとめると使える。

  1. 手順1波長を出す。3 GHz は 3000 MHz なので、300 を割って 0.1 m になる。
  2. 手順2円形開口の絶対利得は、開口効率に (πD/λ)² を掛けた値である。直径 1 m を波長で割ると 10 になる。
  3. 手順3最大放射方向の電界は √(30GP) を距離で割って求める。根号の中は 30×60π²×10=18000π² で、√18000=100√1.8 を使うと π×1.3×100 にまとまる。
  4. 手順4数値を入れると約 0.041 V/m、すなわち約 41 mV/m になる。

求める値は 約 41 mV/m(選択肢3)。したがって正答は選択肢 3 である。

つまずきやすい点

  • 等方性基準の √(30GP)/d を使う。半波長ダイポール基準の 7√(GP)/d を使うなら利得も相対利得へ直す必要があり、混ぜると値がずれる。
  • 距離は km のまま入れない。10 km は 10⁴ m である。
  • 開口効率を掛け忘れると利得が 100π² になり、電界は約 53 mV/m と選択肢の間に落ちる。