整合回路（T 形・L 形・スタブ・1/4 波長整合） せいごうかいろ

図に示すように、特性インピーダンス Z₀ が 75〔Ω〕の無損失給電線と入力抵抗 R が 147〔Ω〕のアンテナを集中定数回路を用いて整合させたとき、リアクタンス X の大きさの値として、最も近いものを下の番号から選べ。

正答: 105〔Ω〕

正しい値です。アンテナ側から順に計算します。負荷側の直列素子を含めて R − jX、これと分路 jX の並列は jX(R − jX)/(jX + R − jX) = (jXR + X²)/R = X²/R + jX となります。さらに給電線側の直列 −jX を加えると入力インピーダンスは X²/R（純抵抗）です。整合条件 X²/R = Z₀ より X = √(Z₀R) = √(75×147) = √11025 = 105 Ω となります。

次の記述は、1/4波長整合回路の整合条件について述べたものである。［ ］内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、波長を λ〔m〕とし、給電線は無損失とする。 (1) 図に示すように、特性インピーダンス Z₀〔Ω〕の給電線と負荷抵抗 R〔Ω〕とを、長さが ...

正答: Ａ=(R cos βl + jZ sin βl)/(Z cos βl + jR sin βl)　Ｂ=π/2　Ｃ=Z²/R　Ｄ=√(Z₀R)

正しい組合せです。無損失線路の入力インピーダンスの式から Zx = Z(R cos βl + jZ sin βl)/(Z cos βl + jR sin βl) です。l = λ/4 のとき βl = (2π/λ)(λ/4) = π/2 で、cos βl = 0、sin βl = 1 となるので Zx = Z(jZ)/(jR) = Z²/R になります。これが Z₀ に等しくなる条件から Z = √(Z₀R) が得られます。

次の記述は、図に示す位相走査のフェーズドアレーアンテナと量子化位相誤差について述べたものである。［ ］内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。 (1) フェーズドアレーアンテナとは、平面上に複数の放射素子を並べて固定し、それぞれにデジタル移相器を設けて給電電流の...

正答: Ａ=スタブ　Ｂ=π/2ⁿ　Ｃ=サイドローブ　Ｄ=多く

正しい組合せです。デジタル移相器は PIN ダイオードなどで線路やスタブを切り替えて離散的な位相を与えます。0〜2π を 2ⁿ 等分すると最小ステップは 2π/2ⁿ で、必要な位相を最も近い値に丸めるため誤差は最大でステップの半分、π/2ⁿ〔rad〕です。この誤差が開口面に周期的に現れると回折格子のように働いて高いサイドローブ（量子化ローブ）が生じるので、ビット数 n を多くしてステップを細かくし誤差を減らします。