一陸技|無線工学B|過去問
令和7年7月期 B-3
要点(wavelane の要約): 導波管の壁に傾きを交互に変えて穴を並べたアンテナについて、管壁を流れる電流の向き、電界分布が反転する間隔が管内波長の何倍か、各穴から出る電波の向きの決まり方、隣り合う穴で打ち消される成分と残る偏波の向きを語群から選ばせる問題。
原文(公式問題文)
B-3 次の記述は、図に示すスロットアレーアンテナから放射される電波の偏波について述べたものである。[ ]内に入れるべき字句を下の番号から選べ。ただし、スロットアレーアンテナは xy 面に平行な面を大地に平行に置き、管内には TE10 モードの電磁波が伝搬しているものとし、管内波長は λg〔m〕とする。また、λg/2〔m〕の間隔で交互に傾斜方向を変えてスロットがあけられているものとする。なお、同じ記号の[ ]内には、同じ字句が入るものとする。 (1) yz 面に平行な管壁には z 軸に [ ア ] な電流が流れており、スロットはこの電流の流れを妨げるので、電波を放射する。 (2) 管内における y 軸方向の電界分布は、管内波長の [ イ ] の間隔で反転しているので、管壁に流れる電流の方向も同じ間隔で反転している。交互に傾斜角の方向が変わるようにあけられた各スロットから放射される電波の [ ウ ] の方向は、各スロットに垂直な方向となる。 (3) 隣り合う二つのスロットから放射された電波の電界をそれぞれ y 成分と z 成分に分解すると、[ エ ] は互いに逆向きであるが、もう一方の成分は同じ向きになる。このため、[ エ ] が打ち消され、もう一方の成分は加え合わされるので、偏波は [ オ ]。
〔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 平行 2 1/2 3 電界 4 y 成分 5 水平偏波となる 6 垂直 7 1/4 8 磁界 9 z 成分 10 垂直偏波となる
〔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7年7月期 第一級陸上無線技術士「無線工学B」(FB707)B-3(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 1/イ 2/ウ 3/エ 9/オ 5
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)
傾きを交互に変えて並べた穴から出る電波の偏波を追う。2 つの反転が重なって片方の成分だけがそろうことが要点で、穴の間隔が管内波長の半分であることがその前提になる。
- ア: 解答 1(平行)
- 広い壁が水平、狭い壁が垂直に立つ置き方である。最も低いモードでは電界が広い壁と直角、すなわち上下を向くので、垂直に立った壁の内面には上下向きの電流が流れる。これは縦の座標軸に沿う向きである。直角と書くと、その壁を横切る向きになってしまい、壁を流れる電流の説明にならない。
- イ: 解答 2(1/2)
- 管の中を進む波は、管内波長ごとに位相が 1 周する。符号が入れ替わるのはその半分ごとなので、電界も、それを支える管壁の電流も、この間隔で向きが反転する。穴の間隔がちょうどこの長さに選ばれているのは、電流の反転を穴の傾きの反転で打ち消し合わせるためである。4 分の 1 では反転する位置と穴の位置がそろわない。
- ウ: 解答 3(電界)
- 細長い穴から出る電波は、穴の長手方向と直角を向く電界を持つ。だから穴を傾ければ、傾きに応じて電界の向きが決まる。磁界のほうは穴に沿う向きになるので、穴と直角という関係にはならない。
- エ: 解答 9(z 成分)
- 隣り合う穴は傾きが逆で、しかも半管内波長ぶん離れているので管壁の電流の向きも逆になっている。この 2 つの反転を重ねると、上下向きの成分だけが互いに逆を向き、管軸に沿う成分は同じ向きにそろう。したがって打ち消されるのは上下の成分のほうである。
- オ: 解答 5(水平偏波となる)
- 残るのは管軸に沿う成分である。管は大地に平行に置かれているので、この向きは水平になる。上下の成分が消えて水平の成分だけが残るから、放射される電波は水平偏波になる。
ア〜オの解答は 1・2・3・9・5 である。
つまずきやすい点
- 穴が電波を出すのは、管壁を流れる電流を横切って流れを妨げるからである。電流に沿って切った穴は流れを妨げないので放射しない。
- 反転は 2 つある。管内の位相が半管内波長ごとに反転することと、穴の傾きが交互に変わること。片方だけでは打ち消しは起きない。
- 穴から出る電界は長手方向と直角である。沿う向きだと思うと、残る成分と消える成分が入れ替わってしまう。
理由から確かめる
- 電磁界の続論とマイクロ波回路円偏波・管内波長・スロットアレーアンテナ・導波管の伝送モード
- 導波管・遮断周波数管内波長・導波管の伝送モード
- アンテナ方式図鑑円偏波