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
抵抗 R = 10 [kΩ] とコンデンサ C = 0.01 [μF] を用いた直列CRローパスフィルタにおいて、遮断周波数（カットオフ周波数）の値として最も近いものを一つ選べ。ただし、π = 3.14 とする。
- 3.18 kHz
- 796 Hz
- 1.59 kHz
- 318 Hz
- 15.9 kHz
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正解: 1.59 kHz
正解は「1.59 kHz」です。CRフィルタの遮断周波数 fc は fc = 1 / (2πRC) の公式で求められます。与えられた値を代入すると、fc = 1 / (2 × 3.14 × 10,000 × 0.00000001) = 1 / (6.28 × 0.0001) = 10,000 / 6.28 となり、計算結果は約 1592 [Hz] です。これを [kHz] 単位に換算すると 1.59 [kHz] と導き出されます。
例題2
SSB（J3E）通信方式の特徴に関する記述のうち、誤っているものはどれか。
- 占有周波数帯域幅は、AM（A3E）方式の約半分で済む。
- 搬送波を抑圧しているため、AM（A3E）方式と比較して電力効率が良い。
- 受信機側で搬送波を補うための局部発振器が必要である。
- 選択性フェージングによる音質への悪影響を受けにくい。
- ダイオードを用いた包絡線検波回路によって、容易に歪みのない復調ができる。
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正解: ダイオードを用いた包絡線検波回路によって、容易に歪みのない復調ができる。
正解は「ダイオードを用いた包絡線検波回路によって、容易に歪みのない復調ができる。」です。SSB信号は搬送波が除去されているため、通常のAM放送などで用いられる包絡線検波回路では正しく復調することができず、著しい歪みが発生します。復調には、受信機内部で搬送波相当の信号（BFO）を混合するプロダクト検波回路などを用いる必要があります。その他の選択肢はSSBの正しい特徴です。
重要用語
- スーパーヘテロダイン受信機
- 受信した高周波信号を、局発発振器からの信号と混合して中間周波数（IF）に変換した後に増幅・検波する方式です。感度と選択度に優れており、現代の無線機の主流となっています。試験では、イメージ混信（影像周波数）の発生原因やその計算、二重スーパーヘテロダインによる選択度の向上策などが頻繁に問われます。
- SWR（定在波比）
- 送信機からアンテナへ送られる進行波と、インピーダンスの不整合により戻ってくる反射波の比率を表す指標です。理想的な値は1.0で、値が大きいほど不整合による損失が増え、送信機に負担がかかります。試験では、SWRの計算式や、インピーダンス整合のための回路の役割、給電線とアンテナの整合条件について詳しく問われます。
- SSB（単側波帯変調）
- 振幅変調（AM）から搬送波と片方の側波帯を取り除き、残った一方の側波帯のみを伝送する方式です。占有周波数帯域幅がAMの半分で済み、電力効率が極めて高いため、アマチュア無線の音声通信で広く利用されます。試験では、平衡変調器による搬送波除去やフィルタ法による側波帯選択、復調時にBFOが必要である点などが重要です。
- インピーダンス整合
- 送信機、給電線、アンテナなどの各接続点において、電気的な抵抗成分を一致させることです。これにより信号の反射を最小限に抑え、エネルギーを最大効率で伝送できます。不整合が生じるとSWRが悪化し、電力損失や回路の損傷を招きます。試験では、L型・T型・π型回路を用いたマッチングや、バランを用いた平衡・不平衡変換が出題されます。
- 八木・宇田アンテナ
- 導波器、放射器、反射器を組み合わせた鋭い指向性を持つアンテナです。特定の方向に電波を強く放射・受信できるため、遠距離通信に適しています。試験では、各素子の長さや間隔による利得・指向性の変化、半波長ダイポールアンテナと比較した相対利得の計算、フロント・ツー・バック比（F/B比）などの特性を理解することが求められます。
- 雑音指数（NF）
- 回路や増幅器に入力された信号のS/N比が、出力側でどの程度劣化したかを示す値です。単位はデシベル（dB）で表され、理想的な増幅器のNFは0dBです。無線機の受信感度を決定する重要な要素であり、特に初段の増幅器のNFが全体の特性に大きく影響します。試験では、多段増幅器における全体の雑音指数の合成計算式が頻出の計算問題となります。
- PLL（位相同期回路）
- 基準となる水晶発振器の位相と、電圧制御発振器（VCO）の位相を比較・同期させることで、極めて安定した任意の周波数を作り出す回路です。デジタル表示の無線機には欠かせない技術です。試験では、位相比較器、ローパスフィルタ、VCO、分周器で構成される基本ループの仕組みや、周波数安定度の向上、ロックアップタイムの特性が問われます。
- 実効輻射電力（ERP）
- 送信機の出力から給電線の損失を引き、アンテナの利得を加味して計算される、実際に特定の方向へ放射される実効的な電力です。半波長ダイポールアンテナを基準とした相対利得を用いて算出されます。試験では、空中線電力（W）と利得（dB）を用いた具体的な計算問題が多く、デシベル計算に習熟しておくことが合格への鍵となります。
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