【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問044 解説|思考ルート
任意の線形受動2ポート回路網を表現する四端子ネットワークパラメータ(Fパラメータ/縦続パラメータ)および可逆回路の条件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.044
任意の線形受動2ポート回路網を表現する四端子ネットワークパラメータ(Fパラメータ/縦続パラメータ)および可逆回路の条件に関する記述のうち、最も適切なものはどれか。
選択肢
Fパラメータの伝送方程式において、入力電圧V1と入力電流I1は、出力電圧V2および出力電流I2を用いて、それぞれA, B, C, Dの4つの定数を用いた一次方程式として完全に表現される。
対称回路である場合、Fパラメータの定数Aと定数Dの関係はA = -Dとなり、入出力の端子を入れ替えても特性が変化しない双方向性の性質が数学的に保証される。
回路網内部に非可逆素子が含まれていない受動の可逆回路である場合、Fパラメータの行列式の値(AD - BC)はゼロ(AD - BC = 0)にならなければならない。
複数の四端子回路が縦続接続(カスケード接続)された全体のFパラメータ行列は、個々の回路のFパラメータ行列の積によって直接算出することができ、その可逆条件も維持される。
正解と解説(思考ルート)
【正解】 選択肢 4
■【設問の意図と背景】
四端子定数の定義式、対称条件、可逆回路の行列式条件、および縦続接続時の行列演算則に関する定量的な理解度を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
可逆な線形受動2ポート回路のFパラメータにおいて、行列式の値は AD - BC = 1 が成立する。また、縦続接続された回路全体のパラメータは各行列の積で表される。選択肢4はこの行列の積による合成規則を正しく述べている。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1:一次方程式の形は正しいが、方程式の符号定義や独立変数の組み合わせなどより深い条件があるため不完全(ただし他の選択肢との比較における相対的判定となるが、可逆回路の条件等で明確な誤りがある)。
・選択肢2:対称回路の条件は A = D であり、A = -D は誤り。
・選択肢3:可逆回路の条件は AD - BC = 1 であり、0とするのは誤り。
・選択肢4:縦続接続の合成が各行列の積で表される性質は正しく、適切である。
■【本番での即断ポイント】
可逆回路の行列式条件は AD - BC = 1 であり、対称条件は A = D であることを確実に想起する。
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