一陸技｜無線工学B｜過去問
令和5年7月期 第2回 A－9
要点（wavelane の要約）: 2本の管を斜めに重ねて1つの孔でつないだ結合器について、孔を通る2種類の結合のうち両向きに等しく広がるものと片向きに進むもの、交差角に対する大きさの変わり方、方向性の周波数依存を組合せで答えさせる問題。
原文（公式問題文）
A－9 次の記述は、図に示すベーテ孔方向性結合器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。なお、同じ記号の［ ］内には、同じ字句が入るものとする。また、導波管内の伝送モードは TE10 であるものとし、交差角 θ は、90 度より小さいものとする。 (1) 主導波管と副導波管の H 面を、交差角 θ を持たせて重ね合せて結合孔を設けたものであり、この結合孔を通して電界結合した電波と磁界結合した電波が同時に副導波管内を進行する。このうち、［ A ］した電波が副導波管内を対称に両方向に進み、また、［ B ］した電波が副導波管を一方向に進む性質を利用した方向性結合器である。 (2) ［ A ］した電波の大きさは、θ に無関係であるが、［ B ］した電波の大きさは［ C ］にほぼ比例して変わるので、θ をある一定値にすることにより、［ A ］して左右に進む一方の電波を［ B ］した電波で打ち消すと同時に他方向の電波に相加わるようにすることができる。 (3) この方向性結合器は、方向性（方向選別度）がほぼ周波数に［ D ］という特徴を持っている。
〔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 D 1 電界結合 磁界結合 sinθ 比例する 2 電界結合 磁界結合 cosθ 比例する 3 電界結合 磁界結合 cosθ 無関係である 4 磁界結合 電界結合 sinθ 無関係である 5 磁界結合 電界結合 cosθ 比例する
〔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5年7月期 第2回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」（FB508）A－9（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: 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）
ベーテ孔結合器では、孔を通る電界結合の波は両向きに等しく、磁界結合の波は片向きに進む。交差角で磁界結合の大きさを調節して片側を打ち消す。
- 空欄 A: 電界結合
- 孔に掛かる電界は、孔を小さなダイポールのような波源に変える。この波源は向きの区別を持たないので、副導波管の両方向へ対称に波を出す。
- 空欄 B: 磁界結合
- 孔を通る磁界は、管軸に沿う向きの成分を持つので、副導波管の中で片方の向きへ進む波を強く作る。この向きの性質が方向性の源になる。
- 空欄 C: cosθ
- 主導波管の磁界のうち、副導波管の管軸に沿う成分が副導波管へ移る。2本の管の交差角を θ とすると、その成分は余弦に比例する。角を変えれば磁界結合だけを調節でき、電界結合の大きさは変わらない。
- 空欄 D: 無関係である
- 打ち消しの条件は交差角で決まり、長さを使った位相の打ち消しを使わないので、周波数が変わっても方向性はほとんど変わらない。2孔形のように孔の間隔で打ち消す方式は周波数に敏感である。
この組合せになっているのは選択肢 3 である。
つまずきやすい点
- 両向きに等しいのが電界結合、片向きなのが磁界結合である。逆にした組が選択肢に並んでいる。
- ベーテ孔形は周波数特性がよく、間隔 λg/4 の2孔形は周波数に敏感である。比較の形で覚える。
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