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GB101

第二級陸上無線技術士「無線工学 B」試験問題
25 問

A－１

2 時間 30 分

自由空間において、到来電波の電界強度が 1〔V/m〕であった。このときの磁界強度の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、電波は平面波とする。
-3

1

A－２

1.3×10 〔A/m〕-3

2 2.7×10 〔A/m〕-3

3

5.3×10 〔A/m〕

4

次の記述は、アンテナの放射パターンについて述べたものである。

-3

7.3×10 〔A/m〕

5-3

8.6×10 〔A/m〕

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) 電力パターンは、(2)

A

E 面放射パターンは、電波がAA－３の指向性を図示したものをいい、これはCBの指向性係数の 2 乗を図示したものでもある。

で放射される場合、電界ベクトルを含む面における指向性を図示したものである。

BC

1 放射電力束密度

電界強度

直線偏波

2 放射電力束密度

電力

楕円偏波

3 放射電界強度

電界強度

楕円偏波

4 放射電界強度

電界強度

直線偏波

5 放射電界強度

電力

楕円偏波

次の記述は、アンテナ素子の太さが無視できる半波長ダイポールアンテナの入力インピーダンス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) 入力インピーダンスの抵抗分は約 73〔Ω〕、リアクタンス分は約Aである。

(2) アンテナ素子の長さを変化させたときの抵抗分の変化量は、リアクタンス分の変化量より(3) アンテナ素子の長さを半波長より少しA－４A

BC

123〔Ω〕多い長く

223〔Ω〕多い短く323〔Ω〕少ない

短く443〔Ω〕多い長く543〔Ω〕

少ない

短く

CB。

すると、リアクタンス分を零にすることができる。

次の記述は、円形の開口面アンテナの利得とビームの電力半値幅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、開口面の直径は波長に比べて大きく、波長及び開口効率は一定であり、アンテナの損失はなく、開口面上の電磁界分布は一様であるものとする。
(1) 利得は、開口面の直径がAほど大きくなる。

(2) ビームの電力半値幅は、電界強度が最大放射方向の値のBになる二つの方向にはさまれる角度の幅であり、開口面の直径が大きいほど小さくなる。
(3) 利得は、ビームの電力半値幅が小さいほどA

B

C

1⁄√2
1⁄ 2

大きく
小さく

4 大きい

1⁄ 2
1⁄√2

大きく

5 大きい

1⁄ 2

大きく

1 小さい
2 小さい
3 大きい

Cなる。

小さく

(GB101-1)自由空間において到来電波を受信したとき、受信有能電力が 0.12〔μW〕、アンテナの実効面積が 0.314〔m2〕であった。こA－５のときの到来電波の電界強度の値として、最も近いものを下の番号から選べ。
13〔mV/m〕

26〔mV/m〕

39〔mV/m〕

412〔mV/m〕

518〔mV/m〕

A－６

次の記述は、無損失給電線上の定在波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) 定在波は入射波と反射波とが合成されて給電線上に生ずる電圧又は電流の分布であり、それぞれ給電線に沿ってA波長の間隔で繰り返す。
(2) 定在波電圧が最大の点では、定在波電流はBである。

(3) 給電線と負荷が整合しているときの電圧定在波比は
AB

C11/2

最小121/2

最大031/2

最小041/4

最大051/4

最大1A－７Cである。

図に示す同軸ケーブルにおいて、外部導体の内径が 6〔mm〕、内部導体の外径が 2〔mm〕及び外部導体と内部導体間に挿入されている誘電体の比誘電率が 2.25 であるとき、特性インピーダンスの値として、最も近いものを下の番号から選べ。
ただし、log103 = 0.48 とする。
127〔Ω〕

236〔Ω〕

344〔Ω〕

475〔Ω〕

598〔Ω〕

A－８

誘電体
2〔mm〕 6〔mm〕

内部導体
外部導体

次の記述は、バランの一種であるシュペルトップについて述べたものである。の番号から選べ。なお、同じ記号の内に入れるべき字句の正しい組合せを下内には、同じ字句が入るものとする。

(1) 図に示すように、同軸ケーブルの終端に長さがAの円筒導体をかぶせ、その a 側端を同軸ケーブルの外部導体に短絡したものである。
(2) 円筒導体の b 側端では、電圧分布が最大で電流分布が最小であるため、インピーダンスは非常に衡回路と平衡回路を直接接続したときに生ずるCB。このため、不平電流が、同軸ケーブルの外部導体に沿って流れ出すのを防止することができる。
ABC

11/4 波長小さい

平衡21/4 波長小さい

不平衡31/4 波長大きい

不平衡

41/2 波長大きい

不平衡

51/2 波長

小さい

平衡

A

外部導体

同軸ケーブル
平衡回路

a 側端

円筒導体

b 側端
(GB101-2)

A－９

次の記述は、方形導波管の伝送損について述べたものである。
なお、同じ記号の(1)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。

内には、同じ字句が入るものとする。

電磁波が導波管内を伝搬するとき、内壁の表面に電流が流れる。この電流による抵抗損を少なくするため、内壁は導電率のA銀、金などでメッキされる。

(2) 内部が中空であるため、原理的にるため、CA

B損はないが、雨水などが内部に入るとB損が生ずる。この損失を少なくすを強制的に注入するなどの方法が採られる。
BC

1 大きい

放射圧縮空気2 大きい

誘電乾燥空気3 小さい

誘電乾燥空気4 小さい

放射圧縮空気5 小さい

誘電圧縮空気A－10 次の記述は、各種アンテナの特徴など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 垂直接地アンテナの大地からの高さと逆 L 形接地アンテナの垂直部の大地からの高さが同じ場合、その実効高は逆 L 形接地アンテナの方が大きい。
2 スリーブアンテナの利得は、半波長ダイポールアンテナとほぼ同じである。
3 ディスコーンアンテナは、スリーブアンテナに比べて広帯域なアンテナである。
4 パラボラアンテナは、開口面近傍で放射される電波がほぼ平面波になるように設計される。
5 カセグレンアンテナの副反射鏡は、回転楕円面である。

A－11 次の記述は、図に示す素子の太さが同じ二線式折返し半波長ダイポールアンテナ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) 上下に対向する 2 本の素子に流れる電流の方向は、A(2) 入力インピーダンスは、半波長ダイポールアンテナの約(3)約 λ/2である。
B倍である。

同一電波を受信したときの受信有能電力は、半波長ダイポールアンテナで受信したときの受信有能電力とA

C

λ：波長。

BC

1 反対の向き8ほぼ同一である

2 反対の向き

2大きく異なる

3 同じ向き4ほぼ同一である

4 同じ向き8ほぼ同一である

5 同じ向き2大きく異なるA－12 次の記述は、図に示すバイコニカルアンテナ(双円錐アンテナ)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)

円錐の底面の直径と母線の長さの比が一定である自己相似アンテナである。このアンテナを広帯域にするには、一般に頂角をAしたり、母線をBすることで対応している。

(2) このアンテナの変形として円錐の代わりに導体平面板を三角形に切り取ったもの、あるいは多数の導線を用いたCある。
頂角A

BC

1 狭く(約 20 から 30 度)

短く

ファンアンテナ

2 狭く(約 20 から 30 度)

長く

スロットアンテナ

3 広く(約 50 から 90 度)

長く

スロットアンテナ

4 広く(約 50 から 90 度)

長く

ファンアンテナ

5 広く(約 50 から 90 度)

短く

スロットアンテナ

底面

底面

母線

給電点

母線

(GB101-3)が

A－13 反射鏡の直径が 2〔m〕の円形パラボラアンテナを周波数 20〔GHz〕で用いたときの絶対利得が 50〔dB〕であった。このパラボラアンテナの開口効率の値として、最も近いものを下の番号から選べ。
10.57

20.68

30.76

40.86

5 0.96

A－14 自由空間において、半波長ダイポールアンテナから電波を放射したとき、最大放射方向の 10〔km〕離れた受信点における電界強度が 1.4〔mV/m〕であった。このときの放射電力の値として、最も近いものを下の番号から選べ。
12.0〔W〕

22.5〔W〕

33.0〔W〕

43.5〔W〕

54.0〔W〕

A－15 次の記述は、対流圏伝搬について述べたものである。
(1)

大気の屈折率は、A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。

前後の値であり、気象状態によるこの値のわずかな変動が電波の伝搬に大きな影響を与える。標準大気中では、大気の屈折率は高さとともにほぼ直線的に減少するため、地表面にほぼ平行に放射された電波は上方に凸に曲がり、見通し距離が増大する。
(2) 標準大気中では、わん曲する電波の通路を直線的に扱うために、等価的に地球の半径をBするような等価地球半径係数を用いる。
(3) 大気の屈折率の高度分布を示す M 曲線が負の傾きを生じているときには、Cが生成され、超短波(VHF)帯からマイクロ波(SHF)帯の電波が異常に遠距離まで伝搬することがある。
ABC

11.0003小さく

フレネルゾーン

21.0003

大きく

ラジオダクト

31.0003

小さく

ラジオダクト41.3333

大きく

ラジオダクト51.3333

小さく

フレネルゾーンA－16 次の記述は、地上系固定マイクロ波通信におけるフェージングの一般的事項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 フェージングは、伝搬路が長いほど発生しにくい。
2 フェージングは、伝搬路の平均地上高が低いほど発生しやすい。
3 フェージングは、山岳地帯を通る伝搬路に比べて、平地の上を通る伝搬路の方が発生しやすい。
4 フェージングは、陸上伝搬路に比べて、海上伝搬路の方が発生しやすい。
5 周波数選択性フェージングが発生すると、受信信号に波形ひずみが生じやすい。

A－17 図に示す電離層伝搬で、電離層(F 層)の臨界周波数が 6〔MHz〕のとき、8〔MHz〕の電波で通信するときの跳躍距離 d の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、大地は水平な平面であり、電離層は大地に平行であるものとする。また、F 層の見掛けの高さ h は 300〔km〕で、F 層の電子密度を一定とし、√7 ＝ 2.65 とする。
電離層(F 層)1230〔km〕2350〔km〕

3530〔km〕

4650〔km〕

5930〔km〕

θ

送信点d/ 2h

受信点d(GB101-4)

A－18 次の記述は、自由空間において十分離れた距離に置いた二つのアンテナを用いてアンテナの利得を求める方法について述べた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、波長を λ〔m〕とし、アンテナ及び給電ものである。

回路の損失はないものとする。
(1) 利得がそれぞれ(真数）、A(真数）の二つのアンテナを、距離 d〔m〕だけ離して偏波面をそろえて対向させ、その一方のアンテナへ電力 〔W〕1を加えて電波を送信し、他方のアンテナで受信したときのアンテナの受信電力が 〔W〕であると、次式が成り立つ。

24π4πA(2) 一方のアンテナの利得が既知のとき、例えば、 が既知であれば、 は、

34π

44π

54π

次式によって求められる。
rBt 1(3) 両方のアンテナの利得が等しいときには、それらを と の測定値から、次式によって求めることができる。

4πA－19BCtr

4π4πrt4πtr

4πrttr

4πC

雑音温度が 130〔K〕のアンテナに給電回路を接続したとき、190〔K〕の雑音温度が測定された。この給電回路の損失(真数)の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、周囲温度を 17〔℃〕とする。
10.5

21.6

32.3

4

3.5

5 4.6

A－20 次の記述は、図に示すアンテナの近傍界を測定するプローブの平面走査法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 プローブには、半波長ダイポールアンテナやホーンアンテナなどが用いられる。
2 被測定アンテナを回転させないでプローブを上下左右方向に走査して測定を行うので、鋭いビームを持つアンテナや回転不可能なアンテナの測定に適している。
3 高精度の測定には、受信機の直線性を校正しておかなければならない。
4 多重反射による誤差は、プローブを極端に大きくしたり、被測定アンテナに接近させ過ぎたりすることで生ずる。
5 数値計算による近傍界から遠方界への変換が、円筒面走査法や球面走査法に比べて難しい。

電 波 暗 室xプローブ

被測定アンテナ

電波 プローブz

被測定アンテナ
受信機

データ計算機y

プローブの走査面（xy 面に平行）

近傍界測定系

プローブと被測定アンテナの関係(GB101-5)B－１

次の記述は、自由空間内におけるアンテナの放射電界強度の計算式の誘導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、アンテナ等の損失はないものとする。
〔W〕、アンテナから距離 d〔m〕離れた点における電界強度を(1) 等方性アンテナの放射電力を点の〔V/m〕とすると、このは、次式で表される。

ア04π
上式から、

イ2〔W/m2〕は、次式で表される。
ウ 〔V/m〕(2) 等方性アンテナ及び任意のアンテナに、それぞれ電力〔W〕及び〔W〕を入力したとき、両アンテナから十分離れた同一地点における両電波の電界強度が等しければ、任意のアンテナの絶対利得 （真数）は、次式で与えられる。
エ(3)したがって、絶対利得の任意のアンテナに電力 〔W〕を入力したとき、このアンテナから距離 〔m〕離れた点における電界強度 〔V/m〕は、次式で表される。
オ〔V/m〕

B－２

1

2 ポインチング電力

3456 有効電力

789 √30

10 2√30

次の記述は、給電線の諸定数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。
アイウ
エオB－３

一般に用いられている平衡形給電線の特性インピーダンスは、不平衡形給電線の特性インピーダンスより小さい。
平衡形給電線の特性インピーダンスは、導線の間隔を一定とすると、導線の太さが細くなるほど小さくなる。
無損失給電線の場合、特性インピーダンスは周波数に関係しない。
不平衡形給電線上の波長は、一般に、同じ周波数の自由空間の電波の波長より長い。
伝搬定数の実数部を減衰定数、虚数部を位相定数という。

次の記述は、図に示す 3 素子八木・宇田アンテナ（八木アンテナ）の動作原理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、波長を λ〔m〕とし、素子 S の長さは λ/2、素子 R の長さは λ/2 より少し長く、また、素子 D の長さは λ/2 より少し短いものとする。

S から放射された電波が S から λ/4〔m〕離れた R に到達すると、その位相は、S における位相より π/2〔rad〕ア。この電波によってR に電波と同相の誘起電圧が発生する。R に流れる電流の位相は、R が誘導性リアクタンスであるため、誘起電圧より π/2〔rad〕遅れる。
(2) R に流れる電流は、その電流より位相がイ 〔rad〕遅れた電波を再放射する。再放射された電波が S に到達すると、その位相は、R における位相より π/2〔rad〕遅れる。
(3) 結果的に、S から出て R を経て S に戻って来た電波の位相遅れの合計がウ 〔rad〕となり、S から放射される電波と同相になるため、R(1)で再放射された電波は、矢印の方向へ向かう電波を強めることになる。

λ/4

λ/4～

RS

最大放射方向D(4) 一方、S から放射された電波により、S から λ/4〔m〕だけ離れた D に流れる電流の位相は、D がエリアクタンスであるため、その誘起電圧より進み、この電流によって電波が再放射される。
(5)

D から再放射される電波は、S から矢印の方向へ放射された電波がλ/4〔m〕の距離だけ伝搬した電波を1 遅れる
6 進む

27π/4π/2382ππオ

ことになる。

4 容量性
9 誘導性

5 弱める
10 強める(GB101-6)

B－４

次の記述は、各周波数帯における電波の伝搬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。

(1) 長波(LF)帯では、南北方向の伝搬路で日の出及び日没のときに受信電界強度が急に(2)

中波(MF)帯では、主に地表波による伝搬となるが、夜間はイアなる日出日没現象がある。の消滅により減衰が小さくなるため、電離層反射波も伝搬する。
(3) 短波(HF)帯は、主に電離層反射波による伝搬であり、F 層は大陸間横断のような遠距離通信に利用され、F 層の高さは、地上約(4)ウである。

超短波(VHF) 帯では、主にエによる伝搬であり、これに大地反射波が加わる。

この周波数帯では、スポラジック

E 層(Es)反射により遠距離へ伝搬したり、対流圏散乱波により見通し外へ伝搬することがある。
(5)

SHF 帯及び EHF 帯では、

1 強く
6 弱く

B－５27D層
F層

オ

38及び酸素による共鳴吸収及び降雨による減衰が大きくなる。

200 から 400〔km〕
10 から 20〔km〕

4 直接波
9 地表波

5 X線
10 水蒸気次の記述は、給電線上の電圧分布から給電線の特性インピーダンスを求める方法について述べたものである。
るべき字句を下の番号から選べ。ただし、給電線の特性インピーダンスを内に入れ〔Ω〕とし、損失はないものとする。また、給電線の終端に既知抵抗 〔Ω〕を接続するものとする。
(1) 図に示すように、給電線上に生じた定在波の最大値を max〔V〕、最小値を定在波比 は次式で表される。

(2)
(3)

min＝

ア

電圧定在波

〔V〕

・・・①は、及びを用いて次式で表される。

| |＝イ・・・・②＞とすれば、電圧電圧

max＝〔V〕、電圧反射係数をのとき、 の値は、と で表すと式①及び②から次＞式となる。
＝ウ

したがって、＜(4)16＜・・・・・③＝エ〔Ω〕が得られる。のときも同様にして求めることができる。

定在波が生じていない場合には max ＝＝オ 〔Ω〕である。

| || || || |27||||

|

|

|

|

距離〔m〕

であるから、給電線

3458910 4(GB101-7)