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一陸特過去問で合格を目指そう「等価地球半径」 [無線工学]

おはようございます、ecarです。
今日は【一陸特過去問で合格を目指そう「等価地球半径」】 をお届けします。


 
無線工学

等価地球半径

出題パターンは1種類

1. 等価地球半径の倍率と定義について

正しい解答 : 等価地球半径は、真の地球半径を「4/3倍」したものである。
正しい選択肢の内容もしっかり読んでおきましょう。

これらの問題は計算自体ありませんが、関連項目の |15| 送受信間の見通し距離 と一緒に覚えると効果的です。



倍率器・分流器

出題パターンは2種類
1. 倍率器・分流器の測定範囲の倍率を求める問題

パターン1は非常に簡単に解けます。公式を覚える必要すらありません。

[ r ] の付いている数字に +1をするだけです。

9r なので+1をして 10 = 測定範囲の倍率:10倍
2. 倍率器・分流器の r の値を求める問題

パターン2は公式を覚えていなければ解けません。
公式自体は簡単なものなので余裕があれば覚えましょう。
1. R = (N-1)*r
2.  → 倍率器の抵抗器 = (測定範囲の倍率 - 1 ) × (電圧計の内部抵抗)
3.  → 40[kΩ] = (5 - 1) × ○[kΩ] ※文字公式に数字を当てはめる
4.  → 40[kΩ] = 4 × ○[kΩ] ※選択肢の値を○に代入する
5.  → 電圧計の内部抵抗 r = 10[kΩ]

倍率器のrの値の求め方

R = (N-1)*r

倍率器の抵抗器 = (測定範囲の倍率 - 1 ) × (電圧計の内部抵抗)
________________________________________
分流器のrの値の求め方

R = r/(N-1)

倍率器の抵抗器 = (電圧計の内部抵抗) / (測定範囲の倍率 - 1 )

パターン2は余裕があるときのみ覚えましょう。



アンテナの構造(パラボナアンテナ)

出題パターンは7種類
1. パラボラアンテナについて

(1) 一次放射器から放射された電波は、回転放物面反射鏡で反射され「平面波」の電波となる。
(2) 一次放射器は、通常、反射板付きダイポールアンテナや「電磁ホーン」などが用いられる。また、UHF帯などの低い周波数で用いられる反射鏡は、金網や「金属格子」などで作られることがある。

あまり聞きなれない用語なので、画像からイメージできるようにしておくと良いでしょう。
• パラボラアンテナ
o 放物曲面をした反射器(を持つ凹型アンテナ。
 パラボラアンテナの画像イメージ → http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%83%A9%E3%83%9C%E3%83%A9%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%86%E3%83%8A
• 電磁ホーン
o |76| 妨害波の電界強度を測定するアンテナを参考にしてください
 電磁ホーンの画像イメージ → http://www.google.co.jp/search?hl=ja&cp=7&gs_id=6&xhr=t&q=%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%B3%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%86%E3%83%8A&gs_sm=&gs_upl=&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&biw=1258&bih=681&um=1&ie=UTF-8&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi&ei=cTzwTqiRE62imQWOq6yiAg
• 金属格子
o そのまま、金属の格子(こうし)
• 誘電体
o 絶縁体と同義。それぞれの目的や用途に応じて、電気抵抗の高いものを絶縁体といい、誘電率の高いものを誘電体といいます。

2. ホーンレフレクタアンテナについて

正しい解答 : 大型のホーンアンテナと「放物面」反射鏡の一部を組み合わせたもので、ホーンアンテナから放射された「球面波」は、反射鏡によって「平面波」に変換され、アンテナの開口面に達し外部に放射される。
正しい選択肢の内容もしっかり読んでおきましょう。
ホーンレフレクタアンテナの画像イメージ → http://www.google.co.jp/search?hl=ja&q=%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%B3%E3%83%AC%E3%83%95%E3%83%AC%E3%82%AF%E3%82%BF%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%86%E3%83%8A&gs_sm=e&gs_upl=2488l2488l0l2645l1l1l0l0l0l0l153l153l0.1l1l0&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&biw=1258

3. マイクロ波のアンテナの原理的な構成例

正しい解答 : カセグレンアンテナ
他の選択肢のアンテナもすべて出題される可能性があるので、図と名前がリンクするよう確実に覚えましょう。
• カセグレンアンテナとグレゴリアンアンテナの違い
o カセグレンアンテナ ※出題されるのはカセグレンばかり
 副反射鏡が凸面の「双曲面」
o グレゴリアンアンテナ
 副反射鏡が凹面の「だ円面」

4. 衛星通信等に用いられるアンテナについて

正しい解答 : カセグレンアンテナ
他の選択肢のアンテナもすべて出題される可能性があるので、図と名前がリンクするよう確実に覚えましょう。
• カセグレンアンテナとグレゴリアンアンテナの違い
o カセグレンアンテナ ※出題されるのはカセグレンばかり
 副反射鏡が凸面の「双曲面」
o グレゴリアンアンテナ
 副反射鏡が凹面の「だ円面」

5. 衛星通信等に用いられる反射鏡アンテナについて

(1) 衛星からの微弱な電波を受信するため、大きな開口面を持つ反射鏡アンテナが利用されるが、反射鏡が放物面のものをパラボラアンテナといい、このうち副反射器を用いるものに「カセグレン」アンテナがある。
(2) 回転放物面を反射鏡に用いたパラボラアンテナは、高利得の「ペンシル」ビームアンテナであり、回転放物面の焦点に置かれた一次放射器から放射された球面波は反射鏡により波面が一様な平面波となり鋭い指向性が得られるもので、開口面積が「大きい」ほど前方に尖鋭な指向性が得られる。
※「ファン」ビームはスロットアレーアンテナで使われる用語です。

6. 開口面アンテナのサイドロープ特性を改善する方法について

正しい解答 : 反射鏡アンテナでは、照度分布を調整して、開口周辺部の照射レベルを「低く」する。
正しい選択肢の内容もしっかり読んでおきましょう。
• サイドローブ特性を改善する方法
o 鏡面修正による照度分布の改善
o 開口周辺部の照射レベルを低く
o オフセットパラボラアンテナやホーンレフレクタアンテナの採用
o 電波吸収材による遮蔽
o 鏡面精度の向上

7. 電磁ホーンアンテナについて

正しい解答
選択肢1 : インピーダンス特性は、ホーン部分が「共振しないため広帯域」である。
選択肢2 : ホーンの開き角を「最適化することで」、放射される電磁波は平面波に近づく。
選択肢3 : 角すいホーンは、「極超短波(UHF)帯」アンテナの利得を測定するときの「基準」アンテナとしても用いられる。
選択肢4 : 開口面積が一定のとき、ホーンの長さを「長く」すると指向性は鋭くなる。
関連項目の |74| アンテナの構造(コーナレフレクタ) と |76| 妨害波の電界強度を測定するアンテナ と |77| スロットアレーアンテナを一緒に覚えると効果的です。



パルスレーダーの機能と探知性能

出題パターンは3種類
1. パルスレーダーの機能について


________________________________________
正しい解答 : 最小探知距離を短くするには、水平面内の「パルス幅」を狭くする。
正しい選択肢の内容もしっかり読んでおきましょう。

2. パルスレーダーのビーム幅と探知性能について


________________________________________
(1) 図1は、レーダーアンテナの水平面内指向性を表したものであるが、最大放射電力の「1/2」の電力値になる幅(角度)θ1をビーム幅といい、この幅が狭いほど、方位分解能が良くなる。
(2) 図2に示す物標の観測において、アンテナからの電力放射をビーム幅θ1とするとき、物標の表示は、ほぼ「θ1+θ2」となる。

3. 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


________________________________________
正しい解答 : このアンテナの半値角は、図の「θでは表されない」。
間違えた方は、〔h21 2月 午前〕の問題をよく復習してください。
正しい選択肢の内容もしっかり読んでおきましょう。

パターン2とパターン3は必ずまとめて覚えましょう。
 ↓
パターン2の水平面内指向性の公式 --->( 1/2 ) と
パターン3の電界強度の公式 --->( 1/√2 )  が
非常に似ているため、バラバラで覚えると混乱しやすいからです。
関連項目の |69| マイクロ波(干渉) と |70| パルスレーダーの性能と向上させる方法 一緒に覚えると効果的です。



八木・ダイポールアンテナ

出題パターンは2種類
1. 八木アンテナの放射電力の値を求める問題

※いつもの暗記で対応できないdB計算が出題されました。(過去9年振り返っても初です)
今後も出題される可能性もあるので、3の倍数のdB計算はできるようになっておく必要がありそうです。
12dB~24dBくらいまでの真数変換は覚えておきましょう。
・ 3dB = 2倍(ココは、いつもの暗記で対応可能)
・ 6dB = 4倍(ココは、いつもの暗記で対応可能)
・ 9dB = 8倍(ココは、いつもの暗記で対応可能)
・12dB = 16倍(6dB + 6dB = 4倍 × 4倍 = 約16倍[15.84倍])
・15dB = 16倍(6dB + 9dB = 4倍 × 8倍 = 約32倍[31.62倍])
・18dB = 64倍(6dB + 6dB + 6dB= 4倍 × 4倍 × 4倍 = 約64倍[63.09倍])
・21dB = 128倍(3dB + 9dB + 9dB= 2倍 × 8倍 × 8倍 = 約128倍[125.89倍])
・24dB = 256倍(6dB + 9dB + 9dB= 4倍 × 8倍 × 8倍 = 約256倍[251.18倍])
1. 八木アンテナの放射電力(供給電力)の値[W] = 半波長ダイポールアンテナからの放射電力[W] / 八木アンテナの相対利得[dB]
2.  → ○[W] = 32[W] / 12[dB] ※文字公式に数字を当てはめる
3.  → ○[W] = 32[W] / (6[dB]・6[dB]) ※dB変換できる数字に分割する
4.  → ○[W] = 32[W] / (4×4) ※dBを真数に置き換える
5.  → ○[W] = 32[W] / 16
6.  → ○[W] = 2[W]

パターン1
八木アンテナの放射電力(供給電力)の値[W] = 半波長ダイポールアンテナからの放射電力[W] / 八木アンテナの相対利得[dB]
________________________________________
パターン2
八木アンテナの相対利得の値[dB] = ( 半波長ダイポールアンテナからの放射電力[W] / 八木アンテナからの放射電力[W] ) +( 八木アンテナから送信した時の受信電界強度[mV/m] / 半波長ダイポールアンテナから送信した時の受信電界強度[mV/m] )
 ↓
公式が長く覚えづらいので以下のようにまとめる。
 ↓
覚える公式 : [dB] = ( 大[W] / 小[W] ) + ( 大[mV/m] / 小[mV/m] )
※ [W]と[mV/m]に分ける理由は、電力と電圧を分けてdB計算を行うためです。
※ 大と小の意味は、数字の大小です。 例:20[W]と40[W]ならば、大が40[W]、小が20[W]になります。
※dB計算が必要な公式の場合、左辺の[Hz]や[W]などは必ず記述しながら計算しましょう!
 ↓
 解答に[dB]が求められているのか、[Hz]や[W]などが求められているいるのか、間違えないようにするためです。

2. 八木アンテナの相対利得の値を求める問題

公式が非常に重要です。[W]は[W]でまとめる、[mV/m] は[mV/m]でまとめるということを忘れないようにしましょう。
1. 覚える公式 : [dB] = ( 大[W] / 小[W] ) + ( 大[mV/m] / 小[mV/m] )
2.  → ○[dB] = ( 30[W] / 15[W] ) + ( 4[mV/m] / 1[mV/m] ) ※文字公式に数字を当てはめる
3.  → ○[dB] =  2[W]  +  4[mV/m]
4.  → ○[dB] =  3[dB] + 12 [dB] ※真数をdBに置き換える
5.  → ○[dB] =  15[dB]

パターン1
八木アンテナの放射電力の値[W] = 半波長ダイポールアンテナからの放射電力[W] / 八木アンテナの相対利得[dB]
________________________________________
パターン2
八木アンテナの相対利得の値[dB] = ( 半波長ダイポールアンテナからの放射電力[W] / 八木アンテナからの放射電力[W] ) +( 八木アンテナから送信した時の受信電界強度[mV/m] / 半波長ダイポールアンテナから送信した時の受信電界強度[mV/m] )
 ↓
公式が長く覚えづらいので以下のようにまとめる。
 ↓
覚える公式 : [dB] = ( 大[W] / 小[W] ) + ( 大[mV/m] / 小[mV/m] )
※ [W]と[mV/m]に分ける理由は、電力と電圧を分けてdB計算を行うためです。
※ 大と小の意味は、数字の大小です。 例:20[W]と40[W]ならば、大が40[W]、小が20[W]になります。
※dB計算が必要な公式の場合、左辺の[Hz]や[W]などは必ず記述しながら計算しましょう!
 ↓
 解答に[dB]が求められているのか、[Hz]や[W]などが求められているいるのか、間違えないようにするためです。

パターン1とパターン2は公式こそ違うものの、考え方は同じです。



本日も、最後までお読みいただきまして感謝いたします。
ありがとうございました。
それでは、ごきげんよう!ecar



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