【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問042 解説｜思考ルート
進行波管（TWT）の構造および増幅メカニズムに関する記述のうち、最も適切なものはどれか。
※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。
予想演習 No.042
進行波管（TWT）の構造および増幅メカニズムに関する記述のうち、最も適切なものはどれか。
選択肢
電子銃から発射された電子流の速度（ve）を、らせん回路を伝搬するマイクロ波の軸方向位相速度（vp）よりもわずかに速く設定することで、電子からマイクロ波へ効率よくエネルギーが受け渡されて増幅作用が生じる。
進行波管は内部に複数の空洞共振器を直列に備えており、狭帯域ながら極めて高い出力利得を得ることができるため、主に固定通信の狭帯域中継局に採用されている。
電子流がらせんの内壁に接触して管が破損するのを防ぐため、管軸方向に垂直な方向の強力な磁界を外部から印加して電子ビームを極限まで収束させる必要がある。
らせん回路を伝搬するマイクロ波の位相速度は自由空間中の光速よりも等しいか、あるいはそれ以上に大きく設計されるため、電子の速度を光速の数倍以上に加速しなければならない。
正解と解説（思考ルート）
【正解】 選択肢 1
■【設問の意図と背景】
進行波管の動作原理と、速度変調・密度変調に伴うエネルギー授受の物理的条件、およびトラブル防止のための対策を正確に把握しているかを問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
進行波管では、電子の速度veをマイクロ波の軸方向位相速度vpより「わずかに速く」することで、電子がマイクロ波の減速電界領域に留まり続け、運動エネルギーをマイクロ波に与えて増幅が生じる。この速度関係の逆転や構造上の誤認を防ぐ必要がある。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1：電子速度を位相速度よりわずかに速くする条件を正しく記述しており、適切である。
・選択肢2：空洞共振器を持つのはクライストロンであり、TWTはらせん回路を用いる広帯域管であるため誤り。
・選択肢3：軸方向の磁界（平行磁界）で収束させるため「垂直な方向」という記述が誤り。
・選択肢4：らせん回路による遅波効果で位相速度は光速より遅くなるため誤り。
■【本番での即断ポイント】
電子速度veと位相速度vpの関係は「電子が少し速い（ve > vp）」が鉄則である。
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