二陸技 2024年1月 無線工学B B-5

次の記述は、方向性結合器を用いて同軸給電回路の反射係数及び定在波比を測定する原理について述べたものである。 内に入れるべき字句を下の番号から選べ。ただし、方向性結合器の主線路と副線路は、図に示すように静電容量 𝐶〔F〕 及び相互インダクタンス 𝑀〔H〕によって結合されているものとし、主線路は特性インピーダンス 𝑍0〔Ω〕の同軸給電線で高周 波発振器とアンテナに接続され、副線路は電流を測定する検出器と終端抵抗 𝑅〔Ω〕に接続されているものとする。また、検出 器の内部抵抗と終端抵抗は等しく、副線路の自己インダクタンスを 𝐿〔H〕、角周波数を 𝜔〔rad/s〕とすると、𝜔𝐿 ≪ 𝑅 及び 𝑅 ≪1/(𝜔𝐶)のとき、𝑀 ＝ 𝐶𝑅𝑍0 の関係があるものとする。 (1) 主線路上の電圧を 𝑉〔V〕、電流を 𝐼〔A〕とすると、副線路に流れる電流は、𝑉 に比例し、静電結合により静電容量 𝐶 を通 り検出器と終端抵抗に二分されるので、その一つをiC とすると、iC は、次式で表される。 iC ≒ ア 〔A〕 ・・・・・・① また、誘導結合により副線路に流れる電流iM は、𝐼 に比例し次式で表される。ここで、iM の向きは誘導結合の方向により 検出器側又は終端抵抗側のいずれかの方向になる。 iM ≒ イ 〔A〕 ・・・・・・② (2) iC とiM の合成電流は、iM の向きによりそれらの和又は差となるが、ここでは、検出器側の電流if〔A〕が和、終端抵抗側 の電流ir〔A〕が差となるように回路が構成されているものとすると、if は、次式で表される。 if ＝ iC+ iM ≒ ウ 〔A〕・・・・③ (3) 入射波のみのときは、𝑉/𝐼 ＝ 𝑍0 であり、条件から 𝑀 ＝ 𝐶𝑅𝑍0であるから、式③は次式となる。 if ≒ エ 〔A〕 また、負荷側(アンテナ)からの反射波のみのときには 𝐼 の符号が変わるから、if ＝ 0 となる。この場合、方向性結合器に 接続されている検出器と終端抵抗を入れ替えると、この反射波電圧に比例した電流を測定できる。このようにして、入射波 電圧と反射波電圧を測定し、それらの オ から反射係数を求め、定在波比を算出する。

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