例題に挑戦
スキルサートのAIが生成した演習問題のサンプルです。アプリでは毎週新しい問題が追加されます。
例題1
スーパーヘテロダイン受信機の構成において、中間周波増幅器の主な役割として、最も適切なものはどれか。
- 特定の周波数の信号のみを選択して増幅する。
- 音声信号を適切なレベルまで増幅する。
- 空中線からの微弱な高周波信号を増幅する。
- 局部発振器に安定した電圧を供給する。
- 混合器から出力される複数の信号を合算する。
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正解: 特定の周波数の信号のみを選択して増幅する。
正解は「特定の周波数の信号のみを選択して増幅する。」です。スーパーヘテロダイン受信機において、中間周波増幅器は混合器（ミクサ）から出力された一定の中間周波数の信号を増幅する重要な役割を担います。この段階でフィルタを使用して必要な帯域の信号のみを抽出するため、高い選択度を得ることができます。また、増幅回路が固定された中間周波数に対して最適化されているため、受信周波数に関わらず安定した利得と感度を確保できるのがこの方式の大きな特徴です。
例題2
半波長ダイポールアンテナの性質に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
- アンテナの中央部分から給電を行う。
- アンテナの実効長は、波長をπで割った値（λ/π）に等しい。
- 最大放射方向は、アンテナの軸に対して垂直な方向である。
- 水平に設置した場合、垂直偏波を放射する。
- 自由空間における放射抵抗は、約73.1Ωである。
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正解: 水平に設置した場合、垂直偏波を放射する。
正解は「水平に設置した場合、垂直偏波を放射する。」です。半波長ダイポールアンテナから放射される電波の偏波面は、アンテナのエレメント（導線）の向きと一致します。そのため、アンテナを水平に設置した場合には水平偏波が、垂直に設置した場合には垂直偏波が放射されます。他の選択肢、すなわち実効長がλ/πであること、中心給電であること、軸に対して垂直方向に最大放射されること、および放射抵抗が約73.1Ωであることはすべて正しい記述です。
重要用語
- デシベル (dB)
- 電力や電圧の比率を対数で表した単位です。無線工学では利得や減衰を計算する際に多用されます。電力比が10倍なら10dB、100倍なら20dBとなります。計算を足し算や引き算で簡略化できるメリットがあり、試験では基本となる値（2倍=3dB、10倍=10dBなど）を覚えることで、送信電力やアンテナ利得の計算問題に対応できます。
- 振幅変調 (AM)
- 搬送波の振幅を、信号波の強弱に合わせて変化させる変調方式です。回路構成が比較的簡単であるため、中波放送や航空無線などで古くから利用されています。外部からの雑音（ノイズ）による振幅の乱れがそのまま音声に影響しやすいため、後述のFM方式と比較するとノイズに弱いという特徴がありますが、占有周波数帯幅が狭くて済むという利点があります。
- 周波数変調 (FM)
- 信号波の強弱に合わせて、搬送波の周波数を変化させる変調方式です。振幅は常に一定に保たれるため、振幅方向に現れる雑音の影響を受けにくく、非常にクリアな音質で通信できるのが特徴です。主に超短波（VHF）帯の放送や業務用無線で利用されます。AM方式に比べると占有周波数帯幅が広くなりますが、高品質な伝送が可能なため広く普及しています。
- スーパーヘテロダイン受信機
- 受信した電波を、一旦「中間周波数」と呼ばれる一定の低い周波数に変換してから増幅・検波する方式の受信機です。感度や選択度（特定の電波だけを選ぶ能力）を非常に高くできるため、現在の無線機のほとんどで採用されています。構成要素である「局部発振器」と「混合器」の役割や、影像（イメージ）周波数による混信の問題が試験ではよく問われます。
- 半波長ダイポールアンテナ
- 使用する電波の波長の2分の1の長さを持つ、最も基本的で標準的なアンテナです。2本の導線を左右対称に配置した形状で、中心部から給電します。指向性は導線に対して垂直な方向に最大となり、導線の延長方向には電波を放射しません。他のアンテナの性能を比較する際の基準（0dBd）としても使われ、構造が単純なため様々な無線システムの基礎として重要です。
- 同軸ケーブル
- 中心導体と網目状の外部導体で構成された、高周波信号を伝送するための給電線です。外部導体がシールドの役割を果たすため、外部への電波の漏洩や外からの雑音の影響を抑えることができます。柔軟で扱いやすく、不平衡型のアンテナ接続に広く利用されます。試験では、ケーブル内で発生する損失や、特性インピーダンスの整合（マッチング）に関する知識が必要です。
- 電離層
- 地上から約60kmから500kmの上空にある、大気が太陽光などによって電離して電波を反射する層です。高さによってD層、E層、F層などに分かれます。特に短波（HF）帯の電波を反射し、地平線を超えた遠距離通信を可能にします。一方で、超短波（VHF）以上の高い周波数の電波は電離層を突き抜けて宇宙へ抜けてしまうため、衛星通信などに適しているという特性があります。
- SWR (電圧定在波比)
- 給電線とアンテナのインピーダンスがどの程度一致しているかを示す指標です。完全に一致（整合）していればSWRは1となり、反射波がなく効率よく電波が放射されます。不整合があると反射波が生じてSWRの値が大きくなり、送信機への負担や電力損失の原因となります。運用現場ではSWR計を用いて、アンテナの状態が正常であるかを確認することが非常に重要です。
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