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wavelane

一陸技|無線工学B|過去問

令和5年1月期 第2回 A-10

要点(wavelane の要約): 薄い基板に金属板を載せた平面アンテナについて、給電を板とどこの間に入れるか、板の周縁の等価的な波源のうち放射を強め合う組、基板を厚く板を広くしたときの帯域の向きを組合せで答えさせる問題。FB607 B-3 と同じ題材を組合せ形式で問う。

FB502 A-105点(1問1採点)

原文(公式問題文)

A-10 次の記述は、図に示す方形のマイクロストリップアンテナ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) 図1に示すように、地板上に波長に比べて十分に薄い誘電体を置き、その上に放射板を平行に密着して置いた構造であり、放射板の中央から少しずらした位置で放射板と[ A ]の間に給電する。 (2) 放射板と地板間にある誘電体に生ずる電界は、電波の放射には寄与しないが、放射板の周縁部に生ずる漏れ電界は電波の放射に寄与する。放射板の長さ l〔m〕を誘電体内での電波の波長 λ0〔m〕の 1/2 にすると共振する。図 2 のように磁流 M1~M6〔V〕で表すと、磁流[ B ]は相加されて放射に寄与するが、他は互いに相殺されて放射には寄与しない。 (3) アンテナの入力インピーダンスは放射板上の給電点の位置により変化する。その周波数特性は、厚さ h〔m〕が厚いほど、幅 w〔m〕が広いほど[ C ]となる。

〔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 地板   M3 と M4  広帯域 2 地板   M1 と M5  広帯域 3 地板   M3 と M4  狭帯域 4 誘電体  M1 と M5  広帯域 5 誘電体  M1 と M5  狭帯域

〔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): 方形マイクロストリップアンテナの2面。図1は斜視図で、楕円で示す地板の上に誘電体を置き、その上に長さl・幅wの放射板が密着している。誘電体の厚さがhで、放射板の中央から少しずらした位置に給電点がある。放射板の奥の角が原点Oで、長さlの辺に沿ってY軸、幅wの辺に沿ってX軸がとってある。図2は放射板を上から見た図で、上辺の左にM6・右にM5、下辺の左にM2・右にM1、左辺にM4、右辺にM3の磁流が矢印で記入されている。

出典: 令和5年1月期 第2回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB502)A-10(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)

同軸の外導体は地板へ、内導体は放射板へつなぐ。周縁の漏れ電界を磁流に置き換えると、共振する長さの両端の2辺の磁流だけが強め合う。誘電体を厚く、放射板を広くすると帯域が広がる。

空欄 A: 地板
給電は放射板と地板の間に入れる。誘電体は2枚の導体にはさまれた絶縁物で、給電の相手にはならない。
空欄 B: M3 と M4
長さ l の両端にあたる左右の辺の磁流 M3・M4 は、図2で同じ向きを向いて相加される。上下の辺の磁流は辺の中央を境に向きが逆で、互いに打ち消し合う。
空欄 C: 広帯域
厚い誘電体と広い放射板はどちらも放射しやすさを上げ、蓄えられるエネルギーに対する放射の割合が増えるので、共振が緩やかになって帯域が広がる。

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

  • FB607 B-3 とは図2の番号の振り方が違い、相加される組の番号も変わる。番号で覚えず、図で共振長の両端の辺を探す。
  • 薄型にすると狭帯域になる。小型・薄型と広帯域は両立しにくい。
  • 実用アンテナの構造アンテナの帯域幅・比帯域幅・入力インピーダンス・マイクロストリップアンテナ・比誘電率・共振
  • アンテナの基礎アンテナの帯域幅・比帯域幅・入力インピーダンス・共振
  • アンテナ方式図鑑アンテナの帯域幅・比帯域幅・入力インピーダンス・比誘電率