一陸技｜無線工学B｜過去問
令和6年1月期 A－9
要点（wavelane の要約）: 2本の導波管を角度をつけて重ね、結合孔で結合させる素子について、2種類の結合が副導波管内をどちら向きに進むか、交差角がどちらの結合の大きさを左右するかを問い、誤りを選ばせる問題。
原文（公式問題文）
A－9 次の記述は、図に示す主導波管と副導波管を交差角 θ を持たせて重ね合わせて結合孔を設けたベーテ孔方向性結合器について述べたものである。このうち誤っているものを下の番号から選べ。ただし、導波管内の伝送モードは、TE10 とし、θ は 90 度より小さいものとする。
〔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。
1 主導波管と副導波管は、H 面を重ね合わせる。 2 電界結合した電磁波が副導波管内を対称に両方向に進み、また、磁界結合した電磁波が副導波管を一方向に進む性質を利用する。 3 θ をある一定値にすることで、磁界結合して左右に進む一方の電磁波を電界結合した電磁波で打ち消すと同時に他方向の電磁波に相加わるようにする。 4 磁界結合した電磁波の大きさは、cosθ にほぼ比例して変わる。 5 電界結合した電磁波の大きさは、θ に無関係である。
〔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6年1月期 第一級陸上無線技術士「無線工学B」（FB601）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）
ベーテ孔方向性結合器で、2種類の結合がそれぞれどちら向きへ進み、交差角が何を変えるのかを問う。役割が入れ替わっている記述を見つける。
選択肢 1— 答えではない
2本の導波管は広い壁どうしを重ね合わせる。TE10 では広壁の内面に磁界の輪ができるので、その壁に孔を開けて結合させる。正しい。
選択肢 2— 答えではない
孔を貫く電界による結合は、副導波管の左右へ同じ大きさ・同じ位相で波を送り出す。磁界による結合はこれと違って向きによって符号が変わり、方向性のもとになる。役割の割り当てはこの向きで正しい。
選択肢 3◎ これが答え
打ち消される側と打ち消す側が、選択肢2と入れ替わっている。左右へ同じ形で出ているのは電界による結合の波であり、それを磁界による結合の波が片側で打ち消し、反対側で強め合う。主語が逆なので誤り。
選択肢 4— 答えではない
導波管を傾けると、副導波管の軸にそろう磁界成分が cosθ の割合で減る。磁界による結合の大きさがこれにほぼ比例するのは正しい。
選択肢 5— 答えではない
孔を貫く電界は壁に垂直な向きで、導波管を軸のまわりに回しても向きが変わらない。電界による結合が交差角によらないのは正しい。
正答は選択肢 3 である。
つまずきやすい点
- 「左右対称なのは電界による結合」「向きを決めるのは磁界による結合」と組で覚える。この対応を入れ替えた記述が誤りとして出る。
- 交差角で調整できるのは磁界による結合の大きさだけである。両方が変わると思っていると、2と3の食い違いに気づけない。
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