【2017年1月期】一陸技無線工学B

A-1　マクスウェル方程式について

回答：２

A-2

回答：３

A-3　アンテナの利得と指向性及び受信電力について

１　受信アンテナの利得や指向性は、可逆の定理により、送信アンテナとして用いた場合と同じである。

２　自由空間中で送信アンテナに受信アンテナを対向させて電波を受信するときの受信電力は、フリスの伝達公式により求めることができる。

３　微小ダイポールの絶対利得は、等方性アンテナの約1.5倍であり、約1.76〔㏈〕である。

４　半波長ダイポールアンテナの絶対利得は、等方性アンテナの【約1.64倍】であり、【約2.15〔㏈〕】である。

５　一般に同じアンテナを複数個並べたアンテナの指向性は、アンテナ単体の指向性に配列指向係数を掛けたものに等しい。

A-4　半波長ダイポールアンテナの実効面積を求める過程について

回答：５

A-5　

回答：４

A-6　

回答：３

A-7　同軸線路の特性について

１　通常、直流からTEM波のみが伝搬する周波数帯まで用いられる。

２　抵抗損は周波数の平方根に比例して増加し、誘電体損は周波数に比例して増加する。

３　比誘電率がεsの誘電体が充填されているときの特性インピーダンスは、比誘電率が１の誘電体が充填されているときの特性インピーダンスの1/√εs倍となる。

４　比誘電率がεsの誘電体が充填されているときの位相定数は、比誘電率が1の誘電体が充填されているときの位相定数の【√εs】倍となる。

５　通常、最も遮断波長が長いTE11波が発生する周波数より高い周波数領域では用いられない。

A-8　

回答：２

A-9　

回答：５

A-10　各種のアンテナの特徴について

１　頂角が９０度のコーナレフレクタアンテナの指向特性は、励振素子と２枚の反射板による２個の映像アンテナから放射される【４波】の合成波として求められる。

２　ブラウンアンテナの1/4波長の導線からなる地線は、同軸ケーブルの外部導体に漏れ電流が流れだすのを防ぐ働きをする。

３　ディスコーンアンテナは、スリープアンテナに比べて広帯域なアンテナである。

４　円形パラボラアンテナの半値幅は、波長に比較し、開口径に反比例する。

５　カセグレンアンテナの副反射鏡は、回転双曲面である。

A-11　3素子八木・宇田アンテナ（八木アンテナ）の帯域幅に関する一般的事項について

１　利得が最高になるように各部の寸法を選ぶと、帯域幅が狭くなる。

２　導波器の長さが中心周波数における長さよりも短めの方が、帯域幅が広い。

３　反射器の長さが中心周波数における長さよりも長めの方が、帯域幅が広い。

４　放射器、導波器及び反射器の導体が太いほど、帯域幅が【広い】。

５　対数周期ダイポールアレーアンテナの帯域幅より狭い。

A-12　位相走査のフェーズドアレーアンテナについて

回答：５

A-13　ASR（空港監視レーダー）のアンテナについて

（１）垂直面内の指向性は、【コセカント2乗】特性である。

（２）航空機が等高度で飛行していれば、航空機からの反射波の強度は、航空機までの距離に【無関係にほぼ一定となる】。

（３）水平面内のビーム幅は、非常に【狭い】。

A-14　電波の伝わり方について

（１）地表波は、大地面に沿って伝搬する波で、同一状態の大地に対しては周波数が【低い】ほど良好に伝搬する。

（２）対流圏散乱波は、対流圏内の【屈折率の揺らぎ】によって生ずる波で、見通し外遠距離通信に利用することができる。

（３）ラジオダクト波は、対流圏内の気温逆転現象などによって屈折率が【高さ方向】に変化することによって生ずる波で、あたかも導波管内を伝わる波のように見通し外の遠距離まで伝わる。

A-15　第1フレネルゾーンについて

回答：３

A-16　対流圏伝搬におけるフェージングについて

（１）シンチレーションフェージングは、【大地の屈折率】の不規則な変動により生ずる。

（２）干渉性k形フェージングは、直接波と【大地反射波】の干渉がkの変動に伴い変化するために生ずる。

（３）回折性k形フェージングは、電波通路と大地とのクリアランスが十分でないとき、kの変化に伴い大地による回折損が変動することにより生ずる。kが【小さく】なると回折損が大きくなる。

A-17　

回答：２

A-18　

回答：５

A-19　平衡給電のアンテナの入力インピーダンス測定法について

回答：１

A-20　

回答：１

B-1　パラボナアンテナの開口面から放射される電波が平面波となる理由について

回答：６　２　３　９　５

B-2　方形導波管について

回答：３　４　６　７　１０

B-3　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

（１）yz面に平行な管壁にはz軸に【平行】な電流が流れており、スロットはこの電流の流れを防げるので、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【1/2】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。一定の間隔ｌ〔m〕で、交互に傾斜角の方向が変わるように開けられた各スロットから放射される電波の【電界】の方向は、各スロットに垂直な方向となる。

（３）隣り合う2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、【z軸】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、【z軸】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【水平偏波となる】。

B-4　SHF帯及びEHF帯の電波の伝搬について

（１）晴天時の大気ガスによる電波の共鳴吸収は、主に酸素及び水蒸気分子によるものであり、100〔㎓〕以下では、【60〔㎓〕】付近に酸素分子の共鳴周波数があり、22〔㎓〕付近に水蒸気分子の共鳴周波数がある。

（２）霧が細かい雨などのように波長に比べて十分小さい直径の水滴による減衰は、主に吸収によるものであり、周波数が【高く】なると増加し、単位体積の空気中に含まれる水分の量に比例する。

（３）降雨による減衰は、雨滴による吸収と【散乱】で生じ、概ね10〔㎓〕以上で顕著になり、ほぼ200〔㎓〕までは周波数が高いほど、降雨強度が大きいほど、減衰量が大きくなる。

（４）降雨による交差偏波識別度の劣化は、形状が【扁平な】雨滴に侵入する電波の減衰及び位相回転の大きさが偏波の方向によって異なることが原因で生ずる。

（５）2つの通信回線のアンテナビームが交差している領域に【雨滴】があると、それによる散乱のために通信回線に干渉を起こすことがある。

B-5　アンテナの測定について

ア　アンテナの測定項目には、入力インピーダンス、利得、指向性、偏波などがある。

イ　3つのアンテナを用いる場合、これらのアンテナの利得が未知であっても、それぞれの利得を求めることができる。

ウ　円偏波アンテナの測定をする場合には、円偏波の電波を送信して測定することができるほか、直線偏波のアンテナを送信アンテナに用い、そのビーム軸の周りに回転させながら測定することもできる。

エ　開口面アンテナの指向性を測定する場合の送受信アンテナの話すべき最小距離は、開口面の大きさと関係し、使用波長に【関係する】。

オ　大型のアンテナの測定を電波暗室で行えない場合には、アンテナの寸法を所定の大きさまで縮小し、本来のアンテナの使用周波数に【縮小率で割った高い周波数】で測定する。