一陸技｜無線工学B｜過去問
令和5年1月期 第1回 B－1
要点（wavelane の要約）: 物体が二次的な波源になる仕組みから始め、散乱断面積の定義式に入る電力密度の比、定義が想定する仮想的な散乱体の指向性、入射の向きへ戻る散乱の呼び名、波長より十分大きい金属球の値までを語群から選ばせる問題。FB807 B-2 と同じ問題で、語群の並びが違う。
原文（公式問題文）
B－1 次の記述は、散乱断面積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) 均質な媒質中に置かれた媒質定数の異なる物体に平面波が入射すると、その物体が導体の場合には導電電流が生じ、また、誘電体の場合には［ ア ］が生じ、これらが二次的な波源になり、電磁波が再放射される。 (2) 図に示すように、自由空間中の物体へ入射する平面波の電力束密度が pi〔W/m²〕で、物体から距離 d〔m〕の受信点 R における散乱波の電力束密度が ps〔W/m²〕であったとき、物体の散乱断面積 σ は、次式で定義される。 σ ＝ lim(d→∞) {4πd²(［ イ ］)}〔m²〕 上式は、受信点における散乱電力が、入射平面波の到来方向に垂直な断面積 σ 内に含まれる入射電力を［ ウ ］で散乱する仮想的な等方性散乱体の散乱電力に等しいことを意味している。 (3) 散乱方向が入射波の方向と一致するときの σ をレーダー断面積又は［ エ ］散乱断面積という。金属球のレーダー断面積 σ は、球の半径 r〔m〕が波長に比べて十分大きい場合、［ オ ］〔m²〕にほぼ等しい。
〔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。
1 分極 2 pi/ps 3 全方向に無指向性 4 前方 5 πr² 6 磁化 7 ps/pi 8 受信点方向に対して単一指向性 9 後方 10 4πr²
〔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5年1月期 第1回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」（FB501）B－1（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 7／ウ 3／エ 9／オ 5
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）
物体が受けた電力を全方向へ一様に散らす仮想の散乱体に置き換えて、散乱の強さを面積で表すのが散乱断面積である。入射の向きへ戻る散乱を測るのがレーダーで、大きな金属球では幾何学的な断面積 πr² にほぼ等しい。
- ア: 解答 1（分極）
- 誘電体では自由電子の代わりに束縛電荷がわずかにずれ、分極が時間変化して二次的な波源になる。磁化ではない。
- イ: 解答 7（ps/pi）
- 受信点での散乱の電力密度を、入射の電力密度で割る。4πd² を掛けると、物体が全方向へ散らした電力を入射の電力密度で割った面積になる。
- ウ: 解答 3（全方向に無指向性）
- 4πd² を掛ける形は、受け取った電力を全球へ一様に散らすと仮定していることを表す。
- エ: 解答 9（後方）
- 入射してきた方向へ戻る散乱は、物体から見れば後ろ向きの散乱なので後方散乱断面積と呼ぶ。
- オ: 解答 5（πr²）
- 波長より十分大きい金属球では、レーダー断面積は球を正面から見た円の面積 πr² にほぼ等しい。
ア〜オの解答は 1・7・3・9・5 である。
つまずきやすい点
- 比を逆に pi/ps とすると、散乱が強いほど断面積が小さくなってしまう。分子は受信点で観測する散乱の側である。
- FB807 B-2 と同じ問題だが語群の番号の並びが違う。分極と磁化、前方と後方の番号が入れ替わっている。