無線通信ブートラボ

一陸技 無線工学の基礎 計算問題の攻略|頻出の型と公式

公開 一陸技

一陸技の無線工学の基礎は、令和8年の2期40問のうち約7割が計算か式の問題でした。型は限られているので、公式を5つ前後に絞り、手順ごと覚えるのが近道です。

先生が受験生に、無線工学の基礎の計算は型が決まっていると説明している挿絵
無線工学の基礎の計算は、毎期ほぼ同じ型で出ます。式を覚えるより、型ごとの手順を覚えます。

結論:基礎の7割は計算か式、型は数えるほどしかない

一陸技の 無線工学の基礎 は、令和8年(2026年)1月期・7月期の A問題40問のうち、数値を選ぶ計算問題が17問、式を選ぶ・式の導出を穴埋めする問題が12問で、合わせて 29問(約7割) が計算か式の問題でした。残りの11問は語句・正誤・図の選択です。

数字だけ見ると重く感じますが、計算の型は限られています。交流回路の電力と力率、直列共振の周波数と Q、トランジスタのバイアス、整流回路の出力電圧、計器の誤差。このあたりは2期続けて同じ型が出ました。公式を5つ前後に絞って、手順ごと体に入れるのがいちばん早い攻略法です。

この記事では、出題範囲と試験の形を一次情報で確認したうえで、2期40問の分野別の内訳を示し、頻出の型ごとに公式と自作の例題(実際の過去問とは数値を変えています)で解き方を説明します。

試験の形と出題範囲

日本無線協会の公表資料では、一陸技の無線工学の基礎は 25問・2時間30分、配点 125点・合格点75点 のマークシート方式です。問題は、5肢から選ぶ A問題20問と、空欄(ア〜オ)に語群から当てはめる B問題5問でできています。合格点を取った科目は、試験の行われた月の翌月の初めから3年以内の試験で免除を申請できます(無線従事者規則 第6条)。

出題範囲は無線従事者規則 第5条に、次の5つが「詳細」のレベルで定められています。

無線工学の基礎の試験科目(無線従事者規則 第5条)

かっこ内は実際の出題から見た中身で、法令の文言ではありません。次回の令和9年1月期は、試験日が2027年1月19日(火)〜20日(水)、申請受付が2026年11月1日(日)〜20日(金)と日本無線協会が告知しています。

令和8年の2期40問を分野別に数えた

令和8年1月期・7月期の A問題を、上の5分野で当サイトが分類しました(分類は筆者の判断です)。電気物理・電子回路・電気回路・測定がほぼ同じ重さで並び、半導体・電子管だけが少なめです。

無線工学の基礎:分野別の問題数(令和8年1月期・7月期 A問題)

1月期7月期計
電気物理(電界・磁気回路・静電容量・インダクタンス)459
電子回路(バイアス・FET・演算増幅器・整流・論理回路)6511
電気回路(交流電力・直列共振・ブリッジ・合成抵抗)448
電気磁気測定(計器・誤差・Q メータ・A-D 変換)448
半導体及び電子管(雑音・マイクロ波素子・MOS FET)224

両期で同じ型が続いたものを挙げると、交流回路の皮相電力と力率、直列共振回路、整流回路の出力電圧、演算増幅器の回路、マイクロ波の電子管と半導体素子、論理回路です。とくに A-14(演算増幅器)、A-15(整流回路)、A-16(論理回路)は両期とも同じ問番号に同じ分野が入っていました。

一方で、デシベルの計算は基礎の2期40問には1問も出ていません。それでも dB を最初の型として扱うのは、工学Aでは40問中11問、工学Bでは40問中4問に dB 表記が出てくるからです。基礎の勉強の段階で dB に慣れておくと、工学A・Bの計算が一気に楽になります。

計算ミスを減らす4つの手順

  1. 単位をそろえる。pF・μH・mA・kΩ は10のべき乗に直してから式に入れる
  2. 式を文字のまま整理してから数値を入れる。約分で消える量が見える
  3. 選択肢の桁と単位を先に見て、近似の目安を決める(「最も近いもの」なら有効数字2桁で足りる)
  4. 答えを元の式に戻して検算する。並列なら元の値より小さい、共振なら f と C の関係が逆、など符号と大小を確かめる

型1 デシベル:かけ算を足し算に変える

dB は比を対数で表したものです。電力の比なら10倍、電圧の比なら20倍の係数を付けます。インピーダンスが同じなら、電力は電圧の2乗に比例するので、どちらで計算しても同じ dB になります。

デシベル(電力比・電圧比)
G = 10\log_{10}\frac{P_2}{P_1} = 20\log_{10}\frac{V_2}{V_1}\ \mathrm{[dB]}

電力2倍で約3 dB、10倍で10 dB、100倍で20 dB。電圧2倍で約6 dB、10倍で20 dB。1 mW を基準にした電力は dBm で表し、0 dBm=1 mW。

例題で確かめます。入力 −20 dBm の信号を利得 30 dB の増幅器に通し、損失 4 dB のケーブルを通したときの出力は、−20+30−4=6 dBm です。真数に戻すと 10^0.6≒3.98 なので約4 mW です。真数のままなら「0.01 mW × 1000 ÷ 2.51」と割り算が要るところが、dB なら足し引きだけで済みます。

ひっかけ

電力の比に20倍、電圧の比に10倍を付けてしまうミスが定番です。「電力は10、電圧は20」と、どちらの比を扱っているかを式の横に書いてから計算してください。

型2 直列共振とQ:周波数・尖鋭度・帯域幅

R・L・C の直列回路は、ωL と 1/(ωC) が等しくなる周波数で共振し、インピーダンスが R だけになって電流が最大になります。令和8年は1月期に正誤問題、7月期に f₀・Q・帯域幅を順に求める問題が出ており、測定分野の Q メータや分布容量の問題も共振の式で解きます。

共振周波数
f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}

f₀ は √(LC) に反比例する。C を 1/4 にすると f₀ は2倍になる。

尖鋭度 Q と帯域幅
Q = \frac{\omega_0 L}{R} = \frac{1}{\omega_0 C R} = \frac{1}{R}\sqrt{\frac{L}{C}},\qquad B = f_2 - f_1 = \frac{f_0}{Q}

f₁・f₂ は電流が共振時の 1/√2 になる周波数(電力が半分になる点)。Q が大きいほど帯域幅は狭い。

例題:L=100 μH、C=100 pF、R=10 Ω の直列回路。LC=10⁻⁴×10⁻¹⁰=10⁻¹⁴ なので ω₀=1/√(LC)=10⁷ rad/s、f₀=10⁷/(2π)≒1.59 MHz です。ω₀L=10⁷×10⁻⁴=1000 Ω なので Q=1000/10=100、帯域幅は B=1.59 MHz/100≒15.9 kHz。√(L/C)/R=√(10⁶)/10=100 でも同じ Q になることを確かめておくと、検算の習慣がつきます。

コイルの分布容量 C₀ を求める型も共振の応用です。周波数を f から 2f に上げたときに同調する可変容量が 500 pF から 116 pF に変わったなら、全体の容量は 1/4 になるので 500+C₀=4×(116+C₀)。整理すると 3C₀=36 で C₀=12 pF です(512=4×128 で検算できます)。

ひっかけ

共振周波数より低い周波数では 1/(ωC) が ωL より大きく、回路は容量性なので電流は電圧より 進み ます。高い周波数では誘導性で遅れます。令和8年1月期はこの進み・遅れを逆にした肢が誤りでした。

直列共振回路の電流の周波数特性。山の頂点が f0 で電流 I0、I0/√2 の高さで切った幅が帯域幅 B = f0/Q
共振曲線の頂点が f₀、高さ I₀/√2 で切った幅が帯域幅 B。Q が大きいほど山は細くなります。

型3 交流電力と力率:無効電力は進みと遅れで引く

負荷を並べて全体の皮相電力と力率を求める型は、令和8年の両期に出ました。手順は決まっていて、負荷ごとに皮相電力と無効電力を出し、有効電力と無効電力を別々に合計してから、最後に皮相電力に戻します。

皮相電力・有効電力・無効電力・力率
S = \sqrt{P^2 + Q^2},\qquad \cos\theta = \frac{P}{S}

S は皮相電力〔VA〕、P は有効電力〔W〕、Q は無効電力〔var〕。ここでの Q は尖鋭度の Q とは別物。負荷ごとに S=P/cosθ、Q=√(S²−P²) を出してから合計する。

例題:誘導性負荷(600 W、力率0.6)と容量性負荷(600 W、力率0.8)を同じ電源に並列につなぎます。前者は S=1000 VA、Q=800 var(遅れ)。後者は S=750 VA、Q=√(750²−600²)=450 var(進み)。有効電力は足して1200 W、無効電力は遅れと進みで打ち消し合って800−450=350 var(遅れ)。全体の皮相電力は √(1200²+350²)=1250 VA、力率は1200/1250=0.96 です。

ひっかけ

皮相電力をそのまま足して 1000+750=1750 VA とするのは誤りです。足してよいのは有効電力どうし、無効電力どうしだけで、無効電力は誘導性と容量性で符号が逆になります。

有効電力1200 W を横軸、無効電力350 var を縦軸にとった電力三角形。斜辺が皮相電力1250 VA、力率0.96
例題の電力三角形。有効電力と無効電力を別々に合計し、最後に斜辺の皮相電力を出します。

型4 電子回路の計算:バイアス・整流・B級増幅

電子回路の計算は、トランジスタの直流バイアス、整流回路の出力電圧、B級プッシュプル(SEPP)の出力電力が軸です。どれも交流の細かい解析ではなく、「どこに何 V かかり、何 A 流れるか」を追えば解けます。

自己バイアス回路のベース抵抗
I_B = \frac{I_C}{h_{FE}},\qquad R_B = \frac{V - R_C\,(I_C + I_B) - V_{BE}}{I_B}

R_B をコレクタとベースの間につなぐ自己バイアス回路。R_C には I_C と I_B の両方が流れ、R_B の両端にはコレクタ電圧から V_BE を引いた電圧がかかる。

例題:電源 12 V、R_C=3 kΩ、h_FE=100、V_BE=0.6 V で I_C を 2 mA にしたい。I_B=2 mA/100=0.02 mA。R_C の電圧降下は 3 kΩ×2.02 mA=6.06 V なので、コレクタ電圧は 5.94 V。R_B=(5.94−0.6)/0.02 mA=267 kΩ です。I_B を無視すると 270 kΩ になり、「最も近いもの」を選ぶ問題ならどちらでも同じ肢に落ちることが多いですが、まずは正確な式で解いてください。

整流回路は「実効値 V の正弦波の最大値は √2 V」が出発点です。コンデンサ入力の半波整流なら出力は √2 V、半波倍電圧整流なら 2√2 V まで充電されます。実効値 50 V なら、それぞれ約70.7 V と約141 V です。B級 SEPP は、負荷 R_L にかかる出力電圧の最大振幅を V_m とすると出力電力は V_m²/(2R_L)、理想的な最大効率は π/4(約78.5%)です。

測定分野の計算も、回路の式で解けます。電圧計を負荷 R に並列にし、電流計で全体の電流を測って電力を IV で求めると、電圧計に流れる電流のぶんだけ大きく出ます。その誤差率は R/R_V なので、誤差を5%以下にするには R_V≧20R が必要です。

試験ではここ

整流回路と演算増幅器は、令和8年の両期とも同じ問番号(A-15・A-14)で出ました。整流回路は電圧の最大値、演算増幅器は帰還率や伝達関数の条件式を問う形です。

ブートラボでの進め方

無線通信ブートラボには、一陸技の令和8年1月期・7月期の無線工学の基礎の A問題40問 が収録されています(B問題の穴埋めは未収録)。式や図のある問題は原本の画像を添え、各肢に「なぜ正しいか・どこが誤りか」の解説を付けています。

  • 過去問演習 科目と期を選んで1問ずつ解く。間違えた問題だけ、未解答だけ、ランダム順などの設定ができる
  • SRS 復習 解いた問題を「むずい・ふつう・かんたん」で振り分けると、間隔を空けて復習キューに戻ってくる。計算の型を忘れる前に解き直せる
  • 本試験形式の通し 1期20問を正誤を見ずに最後まで解き、正答数と合格ライン(125点中75点を60%に換算)で判定する
  • 用語集 直列共振回路の Q と帯域幅、交流回路の複素表示、トランジスタのバイアス回路、整流回路の出力電圧など、一陸技の基礎の型を式と図つきで引ける
  • 講義「作ってわかる AM 受信機」 同調回路の共振や増幅の考え方を、受信機を組み立てながら確かめられる。共振や dB が数式だけでピンとこない人向け

最初の1週間は、この記事の型2(共振)と型3(交流電力)に当たる問題だけを演習で解き、間違えたものを SRS に回してください。両期で続けて出た型なので、ここが固まると基礎の得点の土台ができます。

よくある質問

一陸技の無線工学の基礎は計算問題がどれくらい出ますか?

令和8年1月期・7月期の A問題40問を数えると、数値を選ぶ計算問題が17問、式を選ぶ・導く問題が12問で、合わせて約7割でした。残りは語句・正誤・図の選択です。

公式はいくつ覚えればいいですか?

まずはこの記事の5つ(デシベル、共振周波数、Q と帯域幅、電力三角形、自己バイアスの式)と、整流回路の √2 倍の関係で十分です。令和8年の2期では、これらで解ける型が両期続けて出ました。

無線工学の基礎の合格点は何点ですか?

日本無線協会の公表資料では、配点125点で合格点は75点です。問題数は25問(A問題20問・B問題5問)、試験時間は2時間30分です。

基礎・工学A・工学Bのどれから勉強すべきですか?

基礎からがおすすめです。共振・交流回路・dB の計算は工学A・Bの計算の前提で、基礎で型を固めておくと後の2科目が楽になります。

過去問を1問ずつ、解説つきで。無線通信ブートラボは無料で始められます。

参考にした資料

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