| TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 （7）自由空間の特性の解答その2 | |
| [無線工学] | |
| 2023年2月18日 9時30分の記事 | |
第31期受験直前講座 （7）自由空間の特性の解答その2 平面波の演習問題には、聞いた事がないか、その意味 が分からない事柄が含まれていますので、 前回は、 そ の内の”平面波”と”位相速度”についてのお話を致しま した。 位相速度とは、波の形が進む速度をいいます。 但し、波を形成する物質そのものは、進みません。 と言う事を前回お話し致しました。 今回は、その続きで、「そもそも、位相って何？」と言うお 話から致します。  図-4 さて、図-4 の横軸は、時間軸であり、それぞれの時間 における角度を示しています。角度の単位は、 [rad]（ ラジアン） です。 そして、縦軸は、振幅です。 続きは、続きを読むをクリックしてお読み下さい。 全文無償で公開しています。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA
第31期受験直前講座 （7）自由空間の特性の解答その2 平面波の演習問題には、聞いた事がないか、その意味 が分からない事柄が含まれていますので、 前回は、 そ の内の”平面波”と”位相速度”についてのお話を致しま した。 位相速度とは、波の形が進む速度をいいます。 但し、波を形成する物質そのものは、進みません。 と言う事を前回お話し致しました。 今回は、その続きで、「そもそも、位相って何？」と言うお 話から致します。 図-4 さて、図-4 の横軸は、時間軸であり、それぞれの時間 における角度を示しています。角度の単位は、 [rad]（ ラジアン） です。 そして、縦軸は、振幅です。 時刻 t1 と 時刻 t2 の振幅は、共に+A1 です。 この隣り合う同じ振幅の間を 1 周期と言い、 その時間 は、T [sec（秒）] です。 1周期の中のある時刻での角度を位相と言います。 t1 の位相は、θ1 で t2 の位相は、θ2 でθ1 = θ2です 。 位相速度を厳密に言いますと、θ1 から θ2 へ進む速 度の事ですので、位相速度と言います。位相速度とは 、位相の進む速度の事です。 図-4を見ますと T の上に λ と書いてあります。 新たに横軸が距離を表す事とします。 すると（ｔ2 − ｔ1）= T の間に 1 波長分の波長がある事 を表します。 それでは、ある程度、予備知識が出来た所で、解答及び その解説を行います。その前にもい一度問題をご覧下さ い。 演習問題 (6) 次の記述は、自由空間における 平面波の伝搬について 述べたものです。( ) 内に入れるべき字句を下の番号 から選んで下さい。ただし、平面波の位相速度をc [m/s] 、周波数を f [Hz] 及び波長をλ [m] とし、自由空間の誘 電率を ε [F/m] 及び 透磁率をμ[H/m] とします。 (1) c は、c = fλ [m/s] で表される。 その値は、約 ( ア ) [m/s] である。 （2） c を ε と μ で表すと、 c = ( イ ) となる。 （3） 位相定数 β は、( ウ ) [rad/m] で表され、1 [m] 当 りに変化する位相量を表す。 （4） 任意の点における 電界強度 E [V/m]と磁界強度 H[ A/m] の比 ( エ ) は、自由空間固有インピーダンス といい、その値は、ほぼ ( オ ） [Ω] 。 （5） 電界E と磁界H が 画面上に図に示す関係にあるとき 、電波は、画面の ( カ ) の方向に進む。  図は、右手系で描いていますので、上、左、奥が ”+” にな ります。実際の試験では、左手系で描かれていますので、 上、右、奥が”+”になります。 当ブログでは、一般的な右手系で描きました。 1 3ｘ10＾10 2 75π 3 εμ [m/s] 4 π/λ 5 E/H 6 表から裏 7 3ｘ10＾8 8 1/sqrt(εμ) [m/s] 9 H/E 10 2π/λ 11 120π 12 裏から表 [解答と解説] （ア) 答えは、"7"の 3x10^8です。 なお、式は、ｃ/ｆ＝λ で覚えた方が覚えやすいと思いま す。C（光の速度）は、1秒間に約30万[km]進みますが、 その中の山の数は、周波数です。 c/fで1つ分の波の長さ（λ）が求まります。 ｃは、次の（イ）の答えから計算できます。 真空の透磁率を μ0、真空の誘電率を ε0 としてそれぞ れの値を式に入れて計算してみますと μ０ = 1.257x10^-6 [m・kg・s^-2・A＾-2] ε０ ＝ 8.842x10^-12 [m^-3・kg＾-1・s^4・A＾2] c = 3x10^8 [m/s] 注・・ここでの単位は、SI単位と呼ばれる長さ・重さ・時間・電 流等 7つの基本単位に変換しています。 今回は、予備知識に時間をさいてしましましたので（イ）以降 の解答と解説は、次回、行います。 | |
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