一陸技｜無線工学B｜過去問
令和4年7月期 第1回 B－2
要点（wavelane の要約）: 角度をつけて重ねた2本の導波管の共通壁に孔を開けた結合器について、重ねる面、電界と磁界の2種類の結合がそれぞれ副管の中をどちら向きに進むか、交差角でどちらの結合の大きさが変わるかを記述ごとに正誤で答えさせる問題。
原文（公式問題文）
B－2 次の記述は、図に示す主導波管と副導波管を交差角 θ を持たせて重ね合わせて結合孔を設けたベーテ孔方向性結合器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。ただし、導波管内の伝送モードは、TE10 とし、θ は 90 度より小さいものとする。
〔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。
ア 主導波管と副導波管は、H 面を重ね合わせる。 イ 磁界結合した電磁波が副導波管内を対称に両方向に進み、また、電界結合した電磁波が副導波管を一方向に進む性質を利用する。 ウ θ をある一定値にすることで、電界結合して左右に進む一方の電磁波を磁界結合した電磁波で打ち消すと同時に他方向の電磁波に相加わるようにする。 エ 電界結合した電磁波の大きさは、cosθ にほぼ比例して変わる。 オ 磁界結合した電磁波の大きさは、θ に無関係である。
〔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）
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）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 1／イ 2／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）
ベーテ孔方向性結合器では、電界結合は副導波管の両方向へ同じ大きさで進み、磁界結合は進む向きで符号が変わる。交差角で磁界結合の大きさを合わせ、片側だけ打ち消す。
- ア: 解答 1（正しい）
- 正しい。2本の導波管は広い壁どうし、つまり磁界が管軸と平行な成分を持つ H 面を重ね、その共通の壁に孔を開ける。
- イ: 解答 2（誤っている）
- 誤っている。孔を通る電界の結合は副導波管の両側へ対称に広がり、磁界の結合は進む向きによって符号が反転する。2種類の結合の性質が入れ替わっている。
- ウ: 解答 1（正しい）
- 正しい。交差角を選ぶと、片方の向きでは2つの結合波が逆符号で打ち消し、反対の向きでは同符号で強め合う。これが方向性の正体である。
- エ: 解答 2（誤っている）
- 誤っている。電界の結合は孔の位置の電界で決まり、2本の管の交差角には左右されない。角度でほぼ cosθ に比例して変わるのは磁界の結合である。
- オ: 解答 2（誤っている）
- 誤っている。磁界の結合は、2本の管の磁界の向きがなす角で大きさが変わり、ほぼ cosθ に比例する。この依存があるので交差角で打ち消しを調整できる。
ア〜オの解答は 1・2・1・2・2 である。
つまずきやすい点
- 角度に依存するのは磁界結合だけである。電界結合まで角度で変わるとすると、交差角で打ち消しを合わせる説明が成り立たない。
- 両方向へ対称に進むのは電界結合のほうである。FB607 B-2 では同じ入れ替えが逆向きに書かれていた。
理由から確かめる
- 電磁界の続論とマイクロ波回路方向性結合器・導波管の伝送モード
- 導波管・遮断周波数導波管の伝送モード
- 給電線と整合回路導波管の伝送モード