一陸技｜無線工学B｜過去問
令和5年7月期 第2回 B－2
要点（wavelane の要約）: 長方形と円形の管および同軸の線路の伝送モードについて、管にTEMが立つか、TEモードの別名、TMモードの添字に零が許されるか、円形の管の基本モード、同軸で使うモードを、記述ごとに正誤で答えさせる問題。
FB508 B－25点（ア〜オ 各1点）
原文（公式問題文）
B－2 次の記述は、同軸線路と導波管の伝送モード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。 ア 方形導波管にも、TEM モードが存在する。 イ 方形導波管の TEmn モードは Hmn モードと表すことがある。 ウ 方形導波管の TMmn モードには、m ＝ 0 あるいは n ＝ 0 に対応するモードが存在する。 エ 円形導波管の基本モードは、TE11 モードである。 オ 同軸線路では、一般に、TEM モード以外は使用されない。
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）B－2（本試験問題）。公益財団法人日本無線協会
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正答: ア 2／イ 1／ウ 2／エ 1／オ 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）
長方形の管・円形の管・同軸線路の伝送モードについて、記述ごとに正誤を答える。中空の管にTEMが立たないことと、TMモードの添字の制約が分かれ目になる。
- ア: 解答 2（誤っている）
- 誤っている。TEM波を通すには、電位差をかけられる2つ以上の導体が要る。1つの導体で囲まれた中空の管にはTEMモードが存在しない。
- イ: 解答 1（正しい）
- 正しい。TEモードは進行方向に磁界の成分だけを持つので、H モードとも呼ぶ。同じ理由でTMモードは E モードと呼ぶ。
- ウ: 解答 2（誤っている）
- 誤っている。TMモードの進行方向の電界は、管の4つの壁すべてで零にならなければならない。どちらかの添字が0だと、その向きに変化しない分布になって壁で零にできず、界そのものが消えてしまう。TMは添字が両方とも1以上のモードだけである。
- エ: 解答 1（正しい）
- 正しい。円形導波管で遮断波長が最も長い、つまり最も低い周波数から伝わるのは TE11 モードで、これが基本モードである。
- オ: 解答 1（正しい）
- 正しい。同軸線路は内外2つの導体を持つので、遮断の無いTEMモードで使う。高次モードが立つ周波数より下で使うように寸法を選ぶ。
ア〜オの解答は 2・1・2・1・1 である。
つまずきやすい点
- 方形導波管の TE には TE10 のように添字の片方が0のモードがあるが、TM には無い。TE と TM で扱いが違う。
- 円形導波管の基本モードは TE11、方形導波管の基本モードは TE10 である。添字の並びが違うので混同しない。
理由から確かめる
- 電磁界の続論とマイクロ波回路同軸線路・TEM波・導波管の伝送モード
- 給電線と整合回路同軸線路・TEM波・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