一陸技｜無線工学B｜過去問
令和6年7月期 B－2
要点（wavelane の要約）: 2本の導波管を角度をつけて重ねた結合器について、重ね合わせる面、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、記述ごとに正誤で答えさせる問題。
原文（公式問題文）
B－2 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。このうち正しいものを1、誤っているものを2 として解答せよ。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。
ア 主導波管と副導波管は、E 面を重ね合わせる。 イ 電界結合した電磁波が副導波管内を一方向に進み、また、磁界結合した電磁波が副導波管内を対称に両方向に進む性質を利用する。 ウ θ をある一定値にすることで、電界結合して左右に進む一方の電磁波を磁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。 エ 電界結合した電磁波の大きさは、θ に無関係である。 オ 磁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7月期 第一級陸上無線技術士「無線工学B」（FB607）B－2（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 2／イ 2／ウ 1／エ 1／オ 2
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の5つの記述の正誤。重ね合わせる壁がどちらか、2種類の結合のどちらが対称でどちらが向きで符号を変えるか、交差角がどちらを動かすかの3点で決まる。
- ア: 解答 2（誤っている）
- 誤り。重ね合わせるのは広い壁のほう、すなわち H 面である。TE10 では広壁の内面に磁界の輪ができるので、そこへ孔を開けないと磁界による結合が得られない。E 面としている点が違う。
- イ: 解答 2（誤っている）
- 誤り。2種類の結合の役割が入れ替わっている。孔を垂直に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ので対称である。進む向きによって符号が変わるのは、孔の面内の磁界による結合のほうである。
- ウ: 解答 1（正しい）
- 正しい。左右へ同じ形で出ている電界による結合の波を、向きで符号が変わる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。交差角 θ はその釣り合いを取るための調整で、これが方向性の正体である。
- エ: 解答 1（正しい）
- 正しい。孔を貫く電界は壁に垂直な向きなので、導波管を軸のまわりに回しても向きが変わらない。電界による結合の大きさが交差角によらないのはこのためである。
- オ: 解答 2（誤っている）
- 誤り。副導波管の軸にそろう磁界成分は、傾けると cosθ の割合で減る。磁界による結合の大きさはこれにほぼ比例するので、交差角に依存する。無関係としている点が違う。
ア〜オの解答は 2・2・1・1・2 である。
つまずきやすい点
- 「左右へ対称に出るのは電界による結合」「向きで符号が変わるのは磁界による結合」を組で覚える。この対応を入れ替えた記述が誤りとして置かれる。
- 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。エとオを同じ答えにしてしまうのは、この非対称に気づいていないためである。
- 重ね合わせるのは広壁、すなわち H 面である。E 面としている記述はそれだけで誤りと判断できる。
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