【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問066 解説|思考ルート
パラボラアンテナの電気的特性を屋外の試験場で測定する際、位相誤差を実用上無視できる十分な距離(フラウンホーファ領域の境界)を確保するための実務上の正しい対応はどれか。
※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.066
パラボラアンテナの電気的特性を屋外の試験場で測定する際、位相誤差を実用上無視できる十分な距離(フラウンホーファ領域の境界)を確保するための実務上の正しい対応はどれか。
選択肢
アンテナの開口直径Dを小さくし、使用波長λを長くするほど最小測定距離は長くなるため、大規模な試験場が必要となる。
アンテナの開口直径Dによらず、使用波長λのみに反比例するため、高周波帯を使用するほど必要な距離は短くなる。
最小測定距離は開口直径の二乗に比例し、波長に反比例するため、開口面上の位相誤差を2パーセント以内に抑えるためには2Dの二乗をλで割った値以上の距離を確保しなければならない。
フラウンホーファ領域の境界は開口直径Dと波長λの積の2倍で表され、近傍界測定を行うことで実際の遠方界測定距離を完全にゼロに短縮できる。
正解と解説(思考ルート)
【正解】 選択肢 3
■【設問の意図と背景】
パラボラアンテナ等の大形開口面アンテナを測定する際、送受信間の距離が近すぎると開口面上の位相分布が球面波となり正確な指向性や利得が測定できない。現場での適切な測定距離の選定という実務的判断力を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
アンテナ測定におけるフラウンホーファ領域(遠方界)の最小測定距離Rminは、開口面の最大寸法Dと波長λを用いてRmin = 2D^2 / λとして表される。この条件を満たすことでアンテナ面上の位相誤差を2%以内に抑えることができる。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1:Dを小さく、λを長くすると最小測定距離は短くなるため誤り。
・選択肢2:開口直径Dの二乗に比例するため誤り。
・選択肢3:公式(2D^2 / λ)および位相誤差2%の条件に完全に合致しており正しい。
・選択肢4:近傍界測定技術は存在するが遠方界の物理的距離がゼロになるわけではないため誤り。
■【本番での即断ポイント】
「2Dの二乗を波長で割る(2Dの2乗割るλ)」という公式の構造を正確に記憶しているかが即答の鍵となる。
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