【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問047 解説｜思考ルート
QPSK同期検波におけるコスタス形搬送波再生回路の動作および実際の現場における複合条件に関する記述のうち、最も不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.047
QPSK同期検波におけるコスタス形搬送波再生回路の動作および実際の現場における複合条件に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
選択肢
直交検波器の出力をクロス乗算して得られるコスタスループの制御出力は、位相誤差が極めて小さい範囲において sin(2θ) に比例する特性を示し、BPSK用と同じ位相曖昧さ解消メカニズムで動作する。
コスタスループは、受信信号から直接基準搬送波を再生するためにPLLベースの構成を採用しており、ループフィルタの時定数が引き込み時間と安定性に影響を与える。
QPSKの4相変調波に対して、コスタスループの最終的な制御出力の三角関数特性は4象限の対称性を利用した4倍波の位相角に関連し、位相の曖昧さを解消してロックする。
搬送波の周波数や初期位相のずれがループの引き込み範囲を超えている場合、同期が外れて正常な復調ができなくなる不具合が発生する。
正解と解説（思考ルート）
【正解】 選択肢 1
■【設問の意図と背景】
ディジタル受信機の心臓部である搬送波再生回路の動作原理と、BPSK用回路との構造上の違いに関する理解度を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
BPSK用のコスタスループの制御出力は sin(2θ) に比例するが、4相であるQPSK用のコスタスループでは、4象限の対称性を利用して4倍波の位相角を検出するため、制御出力は sin(4θ) （またはそれに類する4逓倍特性）に比例する。したがって、sin(2θ) とする記述は不適切である。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1：QPSK用は sin(4θ) 特性を示すべきところを sin(2θ) と記述しているため、これが誤りである。
・選択肢2：PLLベースの構成であり、ループフィルタが特性を決定するため正しい。
・選択肢3：4相すべての位相曖昧さを解消するために4倍波の位相角を利用するため正しい。
・選択肢4：キャプチャレンジを超えると同期外れを起こすため正しい。
■【本番での即断ポイント】
BPSKは「sin(2θ)」、QPSKは「sin(4θ)」という制御出力の三角関数の違いを見抜くことが急所である。
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