無線工学

令和５年 2 月期

A 問題〔１〕 次の記述は、対地静止衛星による通信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。
（1） 衛星に搭載する中継装置の回線を分割し、多 数 の 地 球 局 が 共 用 す る た め、FDMA、 １
TDMA などのA
A方式が用いられる。

（2） TDMA 方式は、 BB局に回線を割り当てる。

２を分割して各地球 ３

４（3） 10〔GHz〕以上の電波を使用する衛星通信 ５は、 C による信号の減衰を受けやすい。

ＡＢ

Ｃ

多元接続

時間

降雨

多元接続

時間

電離層シンチレーション

再生中継

時間

降雨

再生中継

周波数

電離層シンチレーション

再生中継

周波数

降雨

解答・解説
正答は１である。空欄には A：多元接続、B：時間、C：降雨、が入る。

〔２〕 次の記述は、直交周波数分割多重（OFDM）伝送方式について述べたものである。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、同じ記号の内内には、同じ字句が入るものとする。
（1） OFDM 伝送方式では、高速の伝送データを複数のAなデータ列に分割し、複数のサブキャリアを用いて並列伝送を行う。
（2） また、 Bを挿入することにより、マルチパスの遅延時間がB長の範囲内であれば、遅延波の干渉を効率よく回避できる。
（3） OFDM は、一般的に 3.9 世代移動通信システ
ムと呼ばれる携帯電話の通信規格であるCの下り回線などで利用されている。

Ａ

Ｂ

Ｃ

１より高速

ガードインターバル

CDMA

２より高速

ガードバンドLTE

３

低速

ガードバンド

CDMA

４

低速

ガードインターバル

LTE

解答・解説
正答は４である。空欄には A：低速、B：ガードインターバル、C：LTE、が入る。

〔３〕 図に示す回路において、9〔Ω〕の抵抗で消費される電力の値として、正しいものを下の番号から選べ。
１64〔W〕

２32〔W〕

３

16〔W〕

４

8〔W〕

18〔Ω〕
36〔Ω〕

12〔Ω〕
9〔Ω〕
120〔Ｖ〕

1：抵抗：直流電源

解答・解説a

正答は３である。最初に設問の図の抵抗に図 1 のように番b〔Ω〕
4=18号を割り当てておく。
2 で消費される電力

この問題では図 1 の回路の並列部の電圧b2 を求めるので、を算出し、下式①に示す電力を求め〔Ω〕
3=12〔Ω〕
1=36る公式を用いて解を得ることになる。
※電力と電圧V2P=R、抵抗との関係

11
11++R2R3R4
1432++3636
36==120〔Ｖ〕…①

まず、回路の並列部の抵抗

Rb =〔Ω〕
2=92 から==4 の合成抵抗b を計算する。

図11111++912181
14== 1×= 4 (〔Ω〕Ω)
911364b＝4〔Ω〕であるので、抵抗の分圧比の式を用いて回路の並列部の電圧

合成抵抗

Rb
441Vb =
V=×120 =×120 =×120 = 12 〔V〕
R1 + Rb
36 + 44010あるので、

P2 =bと設問の図

bは2 の値を式①に代入して

2Vb
122
144
=
=
= 16 (〔W〕W)
99R2として解を得ることができる。

〔４〕 図に示す回路において、抵抗１150〔V〕

２120〔V〕

３100〔V〕

４60〔V〕

５50〔V〕の両端の電圧の値として、最も近いものを下の番号から選べ。
＝500 /π〔μF〕＝200〔V〕＝15〔Ω〕＝50〔Hz〕：交流電源電圧2：周波数：抵抗：静電容量

解答・解説正答は２である。この問題は以下の手順で解を得る。
手順①：コンデンサのリアクタンス
コンデンサのリアクタンス

1XC =
ωC

C の値を求める。

C は下式①で表される。

…①

このときωは角周波数でありω＝2π となる。設問では ＝50〔Hz〕であるので角周波数ωは

ω = 2π f = 2 × π × 50 = 100π
したがってコンデンサのリアクタンス

XC ==1ωC100π ×1
500

π×10−6

1
1
1× 106 =× 106 =× 106 × 10−4 = 0.2 × 102 = 20 〔Ω〕
4100 × 500
5 ×105

手順②： とと=

CはC の合成インピーダンス Z を求める。

C の合成インピーダンス

は、設問の抵抗値と手順①で求めた

C より

Z = R 2 + X C 2 = 152 + 202 = 225 + 400 = 625 = 25 〔Ω〕
手順③：回路に流れる電流 を求める。
回路に流れる電流 は、交流電源電圧 ＝200〔V〕、合成インピーダンス ＝25〔Ω〕であるので

I=E
200== 8 〔A〕
Z25

手順④：オームの法則（）を用いて抵抗の両端の電圧の値を算出する。

VR = RI = 15 × 8 = 120 〔V〕
として解を得ることができる。

〔５〕 次の記述は、あるダイオードの特徴とその用途について述べたものである。この記述に該当するダイオードの名称として、正しいものを下の番号から選べ。
ヒ素やインジウムのような不純物の濃度が普通のシリコンダイオードの場合より高く、逆方向電圧を上げていくと、ある電圧で急に大電流が流れるようになって、それ以上、逆方向電圧を上げることができなくなる特性を有しており、電源回路等に広く用いられている。

解答・解説
正答は５である。

3１トンネルダイオード

２ピンダイオード

３バラクタダイオード

４ガンダイオード

５ツェナーダイオード

〔６〕 図に示す方形導波管の TE10 波の遮断周波数の値として、最も近いものを下の番号から選べ。
１10.0〔GHz〕

２7.5〔GHz〕３6.0〔GHz〕

４5.0〔GHz〕

５4.0〔GHz〕

1.5〔cm〕
3〔cm〕

解答・解説
正答は４である。
方形導波管の遮断波長λc は、図の導波管の長辺の長さの 2 倍になる。

したがって遮断波長λc はλc = 2a = 2 × 3 = 6 〔ｃｍ〕
∴ λc = 0.06 〔ｍ〕
遮断周波数 は、真空中の電波の速度を ＝3×108〔m/s〕、遮断波長λc＝0.06〔ｍ〕とすれば

f =cλc=3 ×108
3 ×108== 0.5 ×1010 = 5 ×109 〔Hz〕
( Hz ) = 5 〔GHz〕
0.06
6 ×10−2として解を得ることができる。

〔７〕 図に示す負帰還増幅回路例の電圧増幅度の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、帰還をかけないときの電圧増幅度
１3.5２4.8３7.0４10.5５30.0を 150、帰還率β を 0.2 とする。
負帰還増幅回路

入力増幅回路−帰還回路
β出力：帰還をかけないときの電圧増幅度
β：帰還率

解答・解説
正答は２である。
負帰還増幅回路例の電圧増幅度

A
Af =
1 + Aβ…①

設問では、電圧増幅度

Af =は下式①で表される。

＝150、帰還率β ＝0.2 であるので、式①に代入して

A
150
150
150=
=
=
= 4.84 ≒= 4.8≒
1 + Aβ1 + 150 × 0.2
1 + 3031として解を得ることができる。

4

〔８〕 次の記述は、PSK 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。
１2 相 PSK（BPSK）では、“0”、“1” の 2 値符号に対して搬送波の位相に π〔rad〕の位相差がある。

２8 相 PSK では、2 相 PSK（BPSK）に比べ、一つのシンボルで 3 倍の情報量を伝送できる。

３4 相 PSK（QPSK）は、搬送波の位相が互いに π/2〔rad〕異なる二つの 2 相 PSK（BPSK）変調器を用いて実現できる。
4 相 PSK（QPSK）では、１シンボルの一つの信号点が表す情報は、“0 0”、“0 1”、“1 0” 及び４“1 1” のいずれかである。
π/4 シフト 4 相 PSK（π/4 シフト QPSK）では、時間的に隣り合うシンボルに移行するとき５の信号空間軌跡が必ず原点を通るため、包絡線の変動が緩やかになる。

解答・解説
正答は２である。選択肢の正しい記述は以下のとおり。
５

π/4 シフト 4 相 PSK（π/4 シフト QPSK）では、時間的に隣り合うシンボルに移行するときの信号空間軌跡が原点を通らないため、包絡線の変動が緩やかになる。

〔９〕 次の記述は、一般的なデジタル伝送における伝送誤り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。ただし、信号空間ダイアグラム上の信号点が変動し、受信側において隣接する信号点と誤って判断する現象をシンボル誤りといい、シンボル誤りが発生する確率をシンボル誤り率という。また、信号空間ダイアグラムにおける信号点の間の距離のうち、最も短いものを信号点間距離とする。
（1） 16 相 PSK（16PSK）と 16 値 QAM（16QAM）を比較すると、

ＡＢ

１

長くグレイ符号、シンボル誤り率が小さくなる。

２長く

ハミング符号（2） また、16 値 QAM において、雑音やフェージングなどの影響

３

短くグレイ符号によってシンボル誤りが生じた場合、データの誤り（ビット誤り）

４

短くハミング符号を最小にするために、信号空間ダイアグラムの縦横に隣接するシ５

短く拡散符号

一般に両方式の平均電力が同じ場合、16 値 QAM の方が信号点間距離がAンボルどうしが 1 ビットしか異ならないようにBに基づいてデータを割り当てる方法がある。

解答・解説
正答は１である。空欄には A：長く、B：グレイ符号、が入る。

5

〔10〕 次の記述は、符号分割多元接続方式（CDMA）を利用した携帯無線通信システム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。

（1） ソフトハンドオーバは、すべての基地局のセル、セクタでA周波数を使用することを利用して、移動局が複数の基地局と並行して通信を行うことで、セルBでの短区間変動の影響を軽減し、通信品質を向上させる技術である。
（2） CDMA では、マルチパス環境において受信された多重波信号を相関器により経路ごとに分離し、遅延を等化して合成する
C受信と呼ばれる手法により、受信特性を改善することがＡ

Ｂ

Ｃ

１異なる

境界

ARQ

２異なる

中央

RAKE

３

同じ

中央

ARQ

４

同じ

境界

RAKE

５

同じ

境界

ARQ

できる。

解答・解説
正答は４である。空欄には A：同じ、B：境界、C：RAKE、が入る。

〔11〕 次の記述は、デジタル無線通信の伝送路で発生する誤り及びその対策の一例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。

（1） デジタル無線通信の伝送路で発生する誤りには、ランダム誤りとバースト誤りがある。ランダ
ム誤りは、送信した個々のビット に独立に発生する誤りであり、主としてAによって引き起こされる。バースト誤りは、部分的に集中して発生する誤りであり、一般にマルチパスフェージングなどにより引き起こされる。
（2） バースト誤りの対策の一つとして、送信側において送信する符号の順序を入れ替える

Bを行い、受信側で受信符号を元の順序に戻すことによりバースト誤りの影響を軽減する方法がある。
ＡＢ

１

他の無線システムからの干渉波

ディエンファシス

２

他の無線システムからの干渉波

プレエンファシス

３

他の無線システムからの干渉波

デインターリーブ

４

受信機の熱雑音

デインターリーブ

５

受信機の熱雑音

インターリーブ

解答・解説
正答は５である。空欄には A：受信機の熱雑音、B：インターリーブ、が入る。

6

〔12〕 次の記述は、デジタル無線通信における同期検波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。
１

同期検波は、PSK 通信方式で使用できる。

２同期検波は、低域フィルタ（LPF）を使用する。

３同期検波は、一般に遅延検波より符号誤り率特性が劣っている。

４

同期検波は、受信した信号から再生した基準搬送波を使用して検波を行う。

解答・解説
正答は３である。選択肢の正しい記述は以下のとおり。
３同期検波は、一般に遅延検波より符号誤り率特性が優れている。

〔13〕 次の記述は、通信衛星（対地静止衛星）に搭載される中継器（トランスポンダ）について述べたものである。このうち正しいものを下の番号から選べ。
１

一つの電力増幅器で多数波を同時に増幅する場合、一般に入出力特性の非直線領域を使用する。

２

通信衛星が受信した微弱な信号は、低雑音増幅器で増幅された後、送信周波数に変換される。

３

通信衛星の送信周波数は、一般に受信周波数より高い周波数が用いられる。

４

中継器の電力増幅器には、主にマグネトロンが用いられている。

解答・解説
正答は２である。

〔14〕 次の記述は、地上系マイクロ波（SHF）多重通信の無線中継方式の一つである反射板を用いた無給電中継方式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。
見通し外の 2 地点が比較的近距離の場合に利用され、反射板を用いて電波を目的の方向へ送出

１する。
２中継による電力損失は、反射板の面積が大きいほど少ない。

３

反射板の面積が一定のとき、その利得は波長が長くなるほど大きくなる。

４

中継による電力損失は、電波の到来方向が反射板に直角に近いほど少ない。

解答・解説
正答は３である。選択肢の正しい記述は以下のとおり。
３

反射板の面積が一定のとき、その利得は波長が短くなるほど大きくなる。

7

〔15〕 次の記述は、一般的なパルスレーダーの距離分解能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。
A（1） 距離分解能は、パルス幅が狭いほど（2） 同一方向で距離の差がパルス幅の（3） 距離測定レンジは、できるだけＡ

Ｂ

Ｃ

１良く1/2短い

２良く1/2長い

３良く2倍短い

４

悪く

1/2長い

５悪く2倍短いBCなる。に相当する距離より短い二つの物体は識別できない。

レンジを用いた方が距離分解能が良くなる。

解答・解説
正答は１である。空欄には A：良く、B：1 / 2、C：短い、が入る。

〔16〕 次の記述は、パルスレーダーの受信機に用いられる回路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。
（1） 近距離からの強い反射波があると、PPI 表示の表示部のA

Ａ

Ｂ

Ｃ

１外周

AFC

STC

回路により近距離からの強い反射波に対しては感度を下げ、

２

外周

STC

FTC

遠距離になるにつれて感度を上げて、近距離にある物標を探知しや

３外周

FTC

STCすくすることができる。

４中心FTCAFC

５中心STC

FTC付近が明るくなり過ぎて、近くの物標が見えなくなる。このとき、B（2） 雨や雪などからの反射波によって、物標の識別が困難になることがある。このとき、 C回路により検波後の出力を微分して、物標を際立たせることができる。

解答・解説
正答は４である。空欄には A：中心、B：STC、C：FTC、が入る。

8〔17〕 周波数 6〔GHz〕で直径が 0.96〔m〕のパラボラアンテナの絶対利得の値（真数）として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、アンテナの開口効率を 0.6 、π＝3.14 とする。
109

１２694３723

４2,180５2,271

解答・解説
正答は４である。
パラボラアンテナの利得は、絶対利得で表されることが多く、電波の波長をλ〔m〕、開口部の面積を 〔㎡〕、開口効率をηとしたとき、利得

G=4π Sは下式①で表される。

η …①λ2

このとき、設問のように開口部の直径2が判明している場合、開口部の面積と直径の関係は2D D S =π π …②
 =4 2 であるので、上式②を式①に代入すれば

G=4π S

η=λ2D2ππ 2 D24=ηη …③224π ×λλとして、式③より設問の条件をそのまま用いて計算することもできる。
今回は周波数 ＝6〔GHz〕であるので、まず波長λを求めれば

λ=c3 ×108== 0.05 〔ｍ〕※ は真空中の電波の速さ＝3×108〔m/s〕
f6 ×109上記の波長λ＝0.05〔ｍ〕と、直径

G=＝0.96〔m〕アンテナの開口効率η＝0.6 を式③に代入すれば

π D
3.14 × 0.96
η=× 0.6 ≒= 2180.8
2
λ0.0522222として解を得ることができる。
※ 過去の試験では、開口効率ηを算出する場合が多かった。したがって、試験に挑む際は式①を変形してη＝…の形にしてみるなど、どちらを問われても良いように対策しておくことが大切である。

〔18〕 次の記述は、図に示す単一指向性アンテナの電界パターン例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。
主ローブ

①θ

180°

0°
主放射方向

b１f

2 になる二つの方向で挟まれた角度でビーム幅は、主ローブの電界強度がその最大値の 1 / √2表される。

２前後比は、３①のことをバックローブともいう。

４

このアンテナの半値角は、図のθ である。

f/b で表される。

9

解答・解説正答は４である。
設問のアンテナの半値角θは図 1 に示す角度になる。また選択肢 1 のビーム幅は半値角と同じ意
味である。

主ローブ
180°

半値角θ
b0°
主放射方向

f

図1

アンテナの半値角θ

〔19〕 次の記述は、送信アンテナと給電線との接続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。
１

アンテナと給電線のインピーダンスが整合していないと、反射損が生じる。

２アンテナと給電線のインピーダンスが整合しているときの電圧定在波比（VSWR）の値は 0 である。

３アンテナと給電線のインピーダンスが整合していないと、給電線に定在波が生じる。

４

アンテナと給電線のインピーダンスの整合をとるには、整合回路などによりアンテナの給電点インピーダンスと給電線の特性インピーダンスを合わせる。

解答・解説
正答は２である。選択肢の正しい記述は以下のとおり。
２

アンテナと給電線のインピーダンスが整合しているときの電圧定在波比（VSWR）の値は 1である。

〔20〕 次の記述は、VHF 帯の電波の伝搬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。
１

標準大気中を伝搬する電波の見通し距離は、幾何学的な見通し距離よりも長い。

２

スポラジック E（Es）層と呼ばれる電離層によって、見通し外の遠方まで伝わることがある。

３

地形や建物の影響は、周波数が低いほど大きい。

４

見通し距離内では、受信点の高さを変化させると、直接波と大地反射波との干渉により、受信電界強度が変動する。

解答・解説
正答は３である。選択肢の正しい記述は以下のとおり。
３

地形や建物の影響は、周波数高いほど大きい。

10

〔21〕 次の記述は、マイクロ波（SHF）のフェージング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。
（1） 大気層の揺らぎなどにより部分的に屈折率が変化し、電波の一部が散乱して直接波と干渉するため、受信電界強度がA変動する現象をシンチレーションフェージングという。
B（2） 大気層において高さによる湿度の急変やがあるとき、ラジオダクトが発生し、受信電界強度が不規則に変動する現象をダクト形フェージングという。
C（3） 大気屈折率の分布状態が時間的に変化して地球のが変化するため、直接波と大地反射波との干渉状態や大地による回折状態が変化して生ずるフェージングを K 形フェージングという。
ＡＢ

Ｃ

１

比較的長い周期で大幅に温度の逆転層自転の角速度２

比較的長い周期で大幅に大気成分割合の変化

自転の角速度３

比較的長い周期で大幅に温度の逆転層等価半径係数４比較的短い周期で小幅に大気成分割合の変化

自転の角速度５

比較的短い周期で小幅に温度の逆転層

等価半径係数

解答・解説
正答は５である。空欄には A：比較的短い周期で小幅に、B：温度の逆転層、C：等価半径係数、が入る。

〔22〕 次の記述は、無線中継所等において広く使用されているシール鉛蓄電池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。
１

定期的な補水（蒸留水）は、不必要である。

２

シール鉛蓄電池を構成する単セルの電圧は、約 2〔V〕である。

３

通常、密閉構造となっているため、電解液が外部に流出しない。

４

正極はカドミウム、負極は金属鉛、電解液には希硫酸が用いられる。

解答・解説
正答は４である。選択肢の正しい記述は以下のとおり。
４

正極は二酸化鉛、負極は金属鉛、電解液には希硫酸が用いられる。

11

〔23〕 同軸給電線とアンテナの接続部において、通過型高周波電力計で測定した進行波電力が 4〔W〕、反射波電力が 0.25〔W〕であるとき、接続部における定在波比（SWR）の値として、最も近いものを下の番号から選べ。
0.6１1.7２2.0３４2.5５16.0

解答・解説
正答は２である。
定在波比（SWR）は進行波電力をPf + PrSWR =Pf − Pr

設問では、進行波電力

Pf − Prr とすると下式①で求めることができる。

…①、反射波電力
f が 4〔W〕

Pf + Pr

SWR =f 、反射波電力を=

4 + 0.25
4 − 0.25

r が 0.25〔W〕であるので、式①に代入して

2 + 0.5
2.5== 1.67≒
2 − 0.5
1.5=

したがって、最も近い 1.7 が解であることがわかる。
また、この問題では電圧反射計数 Γを求めて SWR を算出する方法もある。

Γは下式②であるので

Γ=
ΓVr=
VfPr
Pf…②∴Γ
Γ=Pr=

Pf0.254= 0.25

SWR とΓ の関係は下式③であるので、算出したΓ を代入して計算すればSWR =1+ Γ
1− Γ∴ SWR =…③1+ Γ
1 + 0.25== 1.671− Γ
1 − 0.25として、式①によって計算した値と同じ結果を得ることができる。

〔24〕 次の記述は、一般的なデジタル方式のテスタ（回路計）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。
１

アナログ方式のテスタ（回路計）に比べ、電圧を測るときの入力抵抗が低い。

２

動作電源が必要であり、特に乾電池動作の場合、電池の消耗に注意が必要である。

３

アナログ方式のテスタ（回路計）に比べ、指示の読取りに個人差がない。

４

入力回路には保護回路が入っている。

５

電圧、電流、抵抗などの測定項目を切換える際は、テストリード（棒）を測定箇所からはずした後行う。

解答・解説
正答は１である。選択肢の正しい記述は以下のとおり。
１

アナログ方式のテスタ（回路計）に比べ、電圧を測るときの入力抵抗が高い。

12