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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

令和4年7月期 第2回 A-20

要点(wavelane の要約): 不平衡の測定器で平衡給電のアンテナを測るときに起こる誤差と、地板の上に半分だけ作って測る代わりの方法、そのとき読んだ値を自由空間の値とどう結び付けるかを組合せで答えさせる問題。

FB408 A-205点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-20 次の記述は、平衡給電のアンテナの入力インピーダンス測定法について述べたものである。[ ]内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。 (1) 一般にネットワークアナライザは不平衡系であり、ネットワークアナライザで[ A ]アンテナのような平衡給電のアンテナのインピーダンスを測定する場合、付属の不平衡ケーブルを直接接続するとアンテナ上で電流の不平衡が生じ、測定ケーブルに漏洩電流が流れて誤差を生ずる。このためバランを用いて対応しているが、バランの周波数特性により適用範囲が限定されたり、その効果を定量的に把握するのが難しいので、バランを測定周波数帯毎に変えて繰り返し測定する必要がある。 (2) バランを用いないで測定する場合は、測定するアンテナを地板の上に構成すればよい。図 1 に示す給電点で対称な構造をもつ方形ループアンテナの場合は、図 2 に示すように、図 1 の方形ループアンテナの縦方向の長さ l〔m〕の上半分(l/2)を地板の上に設置すれば、地板の[ B ]効果を利用して測定できる。この状態で測定したインピーダンスは、自由空間に方形ループアンテナがある場合の測定値の[ C ]倍になる。ただし、地板の半径 r〔m〕を少なくとも 2 波長以上にする。

〔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。

A          B          C 1 半波長ダイポール   イメージ(影像)   1/2 2 半波長ダイポール   イメージ(影像)   2 3 半波長ダイポール   回折        2 4 逆L 形        イメージ(影像)   2 5 逆L 形        回折        1/2

〔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): 平衡給電アンテナの測定。図1は給電点で対称な方形ループアンテナで、縦の全長がl(上下それぞれl/2)、横幅がw。図2はその上半分だけを地板の上に立てたもので、片側が同軸線路で給電され反対側が地板へ短絡されている。地板の半径はrである。

出典: 令和4年7月期 第2回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB408)A-20(本試験問題)。公益財団法人日本無線協会

正しい組合せの番号を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: 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)

平衡給電のアンテナを不平衡の測定器で直接測ると漏れ電流で誤差が出る。地板の上に半分だけ立てれば影像で残り半分を補えるが、読み値は自由空間の値の半分になる。

空欄 A: 半波長ダイポール
給電点の両側が対称な平衡給電のアンテナの代表が半波長ダイポールである。逆L形は大地を片側に使う不平衡のアンテナなので、この文脈に合わない。
空欄 B: イメージ(影像)
十分広い地板は鏡のように働き、地板の下に残り半分の影像を作る。そのため上半分だけでも全体があるのと同じ電流分布になる。
空欄 C: 1/2
上半分だけを給電するので、給電点にかかる電圧は全体の半分で、流れる電流は同じである。測れるインピーダンスは自由空間の値の半分になる。

この組合せになっているのは選択肢 1 である。

つまずきやすい点

  • 読み値は自由空間の値の半分である。自由空間の値を知りたいときは読み値を2倍する。2倍とした候補は換算の向きを逆にしている。
  • 回折は地板を使う理由ではない。影像の効果である。