【令和5年2月期午前_無線工学】第一級陸上特殊無線技士　過去問解説　問1～問5

正解は1です。

【A】
1つの通信衛星（中継器）を複数の地球局で共同利用して、相互に通信を行う技術を「多元接続（マルチプルアクセス）」といいます。
問題文にある FDMA（周波数分割多元接続）や TDMA（時分割多元接続）、CDMA（符号分割多元接続）などがこれにあたります。
※「再生中継」は、衛星側で一度信号を復調・整形してから再送信する技術のことなので文脈が異なります。

【B】
TDMA (Time Division Multiple Access) は、時間を細かく分割（タイムスロット化）して、各地球局に割り当てる方式です。
※ちなみにFDMAの場合は「周波数」を分割して割り当てます。

【C】
10 GHz以上の高い周波数帯（KuバンドやKaバンドなど）の電波は、波長が短いため、雨粒の大きさの影響を受けやすくなります。雨や雪によって電波が吸収・散乱され、信号が弱くなる現象を 降雨減衰 と呼びます。
※「電離層シンチレーション」は、主にそれより低い周波数帯（VHFやUHF帯など）で問題となる現象です。

正解は4です。

【A】
OFDMは、高速なデータをわざと複数の低速なデータ列に分割して並列に送ります。1つ1つのデータの速度を落とす（シンボルの時間を長くする）ことで、反射波（マルチパス）の影響を受けにくくしています。

【B】
前の信号の「残響」が次の信号に重ならないよう、信号の間に設ける「のりしろ」のような時間をガードインターバルといいます。これが反射波（遅延波）による干渉を防ぐ鍵です。

【C】
第3.9世代（3.9G）移動通信システムとして普及した規格は LTE です。LTEの下り回線では、このOFDMの技術を応用した方式が採用されています。

正解は3です。

まず並列部分の合成抵抗を求めます。合成抵抗を$Ra$とすると

$\frac{1}{R_a}=\frac{1}{18}+\frac{1}{12}+\frac{1}{9}=\frac{9}{36}=\frac{1}{4}$

$R_a=4\mathrm{\,[\Omega]}$

となります。

次に、合成抵抗$Ra$にかかる電圧を考えます。合成抵抗$Ra$にかかる電圧を$Va$とすると

$V_a=\frac{R_a}{36+R_a} \times V=\frac{4}{36+4} \times 120=12 \mathrm{\,[V]}$

となります。

最後に、$9$ [Ω]で消費される電力を計算します。

$P=\frac{V^2}{R}=\frac{12^2}{9}=\frac{144}{9}=16 \mathrm{\,[W]}$

正解は2です。

抵抗$R$の電圧を求めるには、まず回路全体の電気の流れにくさであるインピーダンス$Z$を計算する必要があります。

先にコンデンサに電気が流れるときの抵抗成分（リアクタンス）$X_ｃ$を求めます。

$X_c=\frac{1}{2 \pi fC}=\frac{1}{2 \pi \times 50 \times \frac{500}{\pi} \times 10^{-6}} =\frac{1}{50000 \times 10^{-6}}=\frac{1}{0.05}=20 \mathrm{\,[\Omega]}$

次にインピーダンス$Z$を求めます。交流回路では、抵抗とリアクタンスを単純に足すことはできないので、直角三角形の斜辺を求めるように計算します。

$Z=\sqrt{R^2+X_c^2}=\sqrt{15^2+20^2}=\sqrt{225+400}=\sqrt{625}=25 \mathrm{\,[\Omega]}$

最後に、抵抗にかかる電圧を求めます。

$V_R=\text{全体の電圧} \times \frac{抵抗の通りにくさ}{全体の通りにくさ}=E \times \frac{R}{Z}=200 \times \frac{15}{25}=120 \mathrm{\, [V]}$

正解は5です。

普通のダイオードは、逆方向に電圧をかけても電流を通しません。しかし、このツェナーダイオードは、特定の電圧（ツェナー電圧）を超えると急に電流を流し始め、その後は電圧を一定に保とうとする不思議な性質を持っています。

「それ以上、逆方向電圧を上げることができなくなる」という性質を利用すると、入力電圧が少々ふらついても、出力電圧をピタッと一定に保つことができます。これを定電圧特性と呼び、安定した電気を送るための電源回路には欠かせない存在です。