【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問049 解説｜思考ルート
多段カスケード接続された受信機システムの雑音性能評価におけるフリスの公式とシステム設計上のリスク管理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.049
多段カスケード接続された受信機システムの雑音性能評価におけるフリスの公式とシステム設計上のリスク管理に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
選択肢
総合雑音指数を算出する際、初段以降の各段の雑音指数から1を引いた値を前段までの総電力利得の積で割る必要があるため、計算時は必ずデシベル値を真数に変換して演算しなければならない。
受信機の初段アンプに挿入する増幅器の利得が十分に大きい場合、フリスの公式における第2段以降の寄与が小さくなり、システム全体の雑音指数はほぼ初段の雑音指数によって決定される。
受信機入力側の受動回路（減衰器など）において挿入損失が存在する場合、その損失の真数がそのまま当該回路の雑音指数として加算され、システム全体の雑音性能が劣化するリスクがある。
初段に低雑音増幅器（LNA）を配置せず、挿入損失の大きいパッシブフィルタを直結した場合でも、後段の利得が高ければシステム全体の雑音指数を十分に低く抑えることができる。
正解と解説（思考ルート）
【正解】 選択肢 4
■【設問の意図と背景】
受信機の雑音性能を悪化させる要因の究明と、フリスの公式に基づく適切なシステム設計（トラブル未然防止）の理解を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
フリスの公式によれば、総合雑音指数Fは F = F_1 + (F_2 - 1)/G_1 + (F_3 - 1)/(G_1*G_2) + ... と表される。もし初段に損失の大きいフィルタ等を配置すると、初段の雑音指数F_1が大きくなり、さらにその後の利得G_1が小さいため、第2段以降の寄与を抑えられずシステム全体の雑音指数が致命的に悪化する。したがって、初段にLNAを置かずにパッシブ部品を置くことは不適切である。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1：dB値を真数に直して計算する必要があるため正しい。
・選択肢2：初段の利得が大きければ後段の影響が小さくなるため正しい。
・選択肢3：受動回路の損失はそのまま雑音指数となるため正しい。
・選択肢4：初段の劣化を後段の利得で補うことはフリスの公式上不可能であり、これが誤りである。
■【本番での即断ポイント】
「初段の性能（雑音指数と利得）がシステム全体を支配する」という原則に反する記述が誤りとなる。
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