□ H18年04月期 A-21  Code:[HI0401] : 山岳回折の特性(山がない時と比べた電界強度、伝搬路、フェージング)
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2022年
12/31 12月期問題頁掲載
09/01 08月期問題頁掲載
05/14 04月期問題頁掲載
H1804A21 Counter
無線工学 > 1アマ > H18年04月期 > A-21
A-21 次の記述は、超短波(VHF)帯電波伝搬における山岳回折波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) 電波の伝搬路上に山岳があるとき、山岳の尾根の厚みが波長に比べて[A]、かつ、完全導体と見なせるような場合には、山岳回折波の電界強度は、山岳がないとした場合の球面大地回折波より著しく[B]なることがある。
(2) 山岳回折波に生ずるフェージングの強さは、伝搬路上に山岳がない場合の通常のフェージングよりも[C]。

薄く 強く 弱い
薄く 弱く 強い
厚く 弱く 弱い
厚く 弱く 強い
厚く 強く 弱い

 この問題で出てくる「回折」という言葉は、電波の波としての基本的な性質ですが、これを復習してから、問題にかかります。

[1]波の回折とは何か?

 海の波も電波も共通して「波動」ですから、いくつかの同じ性質を持っています。例えば、ここに出てくる「回折」という現象です。この現象は、海で防波堤が沖に向かって突き出ている場合でも、波から陰になるはずの防波堤の内側で、波が観測される、というものです。
 電波で言えば、建物で遮られて受信できないはずの場所でも、弱いながら電界が存在する現象がこれに当たります。では、この現象はどのように説明できるのでしょうか?
 Fig.HI0401_aの右上を見て下さい。直進してきた波は、ナイフエッジに当たりますが、ナイフエッジの頭を新たな点波源として球面波が広がるため、エッジの影にも電波が到達します。この現象を「回折」といい、回折によって生じた波を「回折波といいます。回折波は波長に比べてナイフエッジが細いほど強くなり、より障害物に近い影にまで回り込むようになります。

[2]山の頂がナイフエッジだと考えれば、これが山岳回折

 この回折現象は、防波堤(海の波の場合)や建物など人工物だけでなく、山岳でも起こります。これを図に示したのがFig.HI0401_aの下半分です。
Fig.HI0401_a 波の回折と山岳回折
Fig.HI0401_a
波の回折と山岳回折
 このような回折現象を「山岳回折」といい、山越えで通信が可能になります。山がない場合に比べて電界が強くなる割合を、山岳回折利得といいます。厳密には山はナイフエッジではありませんが、上に書いたように山頂が波長に比べて狭ければよく、お椀を伏せたようではダメで、槍のように鋭くなっていると、回折波が強くなります
 送信点からも受信点からも山頂が見通せる場合、送信点−山頂−受信点の間の経路はほとんど自由空間伝搬とみなせます。正確には大地反射波も考慮に入れる必要がありますが、これは陸技の問題になります。
 また、地球は丸いので、途中に障害物がなくても、その丸みで送信点から受信点を見通せない場合があります。このような場合、地球の丸みで回折が起こり、通信できることがありますが、空気の屈折率の揺らぎなどによって大きく電界強度が変化します。
 ところが、途中に山があると、山岳回折が使えて、これは自由空間伝搬と見なせる2区間の経路ですので、安定して(フェージングの少ない)通信が可能になります。

[3]山がたくさんあったら?

 もし、山が経路上に幾重にも連なっていたら、回折は起こりますが、一つ一つの回折で、自由空間よりは減衰が大きくなってしまう(Fig.HI0401_a左上)ので、山が一つの時より電波が強くなることはありません

それでは、解答に移ります。
 …山岳回折は山頂が波長より薄いほど強くなります
 …大地が球面なために起こる回折よりは強くなります
 …山岳回折波は、フェージングが弱いことが特徴です
となりますから、正解はと分かります。