電離層偏波面回転プラズマ地球磁界円偏波だ円偏波偏波性フェージング - １アマの無線工学 H11年04月期 B-02

□ H12年04月期 B-02 Code:[HI0201] : 直線偏波が電離層反射後にだ円偏波になる理由と偏波性フェージング

検索サイトから来た方は…
無線工学の基礎トップへ

以下をクリックすると、元のページが行き先に飛び、このウインドウは閉じます

■ 無線工学を学ぶ

(1) 無線工学の基礎

年度別出題一覧

H11年 4月期,8月期,12月期

H12年 4月期,8月期,12月期

H13年 4月期,8月期,12月期

H14年 4月期,8月期,12月期

H15年 4月期,8月期,12月期

H16年 4月期,8月期,12月期

H17年 4月期,8月期,12月期

H18年 4月期,8月期,12月期

H19年 4月期,8月期,12月期

H20年 4月期,8月期,12月期

H21年 4月期,8月期,12月期

H22年 4月期,8月期,12月期

H23年 4月期,8月期,12月期

H24年 4月期,8月期,12月期

H25年 4月期,8月期,12月期

H26年 4月期,8月期,12月期

H27年 4月期,8月期,12月期

H28年 4月期,8月期,12月期

H29年 4月期,8月期,12月期

H30年 4月期,8月期,12月期

R01年 4月期,8月期,12月期

R02年 4月期,9月期,12月期

R03年 4月期,9月期,12月期

R04年 4月期,8月期,12月期

分野別出題一覧

A 電気物理, B 電気回路

C 能動素子, D 電子回路

E 送信機, F 受信機

G 電源, H アンテナ&給電線

I 電波伝搬, J 計測

■ サイトポリシー

■ サイトマップ[1ama]

■ リンクと資料

■ メールは下記まで

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

H1104B02 Counter

無線工学 > １アマ > H11年04月期 > B-02
B-02	次の記述は、電離層伝搬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、［　］内の同じ記号は同じ字句を示す。

　水平ダブレットアンテナから放射された［ア］帯の［イ］偏波の電波が［ウ］で反射して伝搬する場合、電波は［ウ］内の地球磁界の影響によって［エ］偏波となる。このため、受信点では［オ］偏波用のアンテナでも受信できるようになる。

１	電離層	２	垂直	３	逆転層	４	楕円	５	対流圏
６	水平	７	曲線	８	ＨＦ	９	ＵＨＦ

ダイポールや八木など水平アンテナで送信した電波が、なぜ垂直アンテナで受信できるのか、ずっと疑問でした。HFの電離層波については、この問題で問われているような現象によって、水平成分の他に垂直成分も現れてくるので、交信可能になるわけです。［１］電離層の正体はプラズマだ　地球には、太陽から紫外線やそれより波長の短い（＝エネルギーの大きな）光が降り注いでいます。この光が、大気を構成する酸素や窒素に当たると、電子（多くの場合は最外殻電子）をたたき出します。つまり、これらの原子が紫外線等に当たってイオンに変化（電離）し、自由電子とイオンからなる「プラズマ」状態となります。　気体が電離すると、電離がない時には素通りできたものが、電波は反射、屈折、散乱、減衰と、波動としてのいろいろな現象を示すようになります。しかも、それが周波数特性を持つので、HFの電波は反射されて、地球の裏側とも通信できるのに、VHFでは突き抜けてしまうため（通常）近距離としか通信できない、という現象になるわけです。［２］磁界中のプラズマに電波を入射すると偏波面が回転する　ここから先はプラズマ物理になってしまうので、私も原理からの説明はできませんので、現象だけ書きます。
Fig.HI0201_a 電離層プラズマと偏波面回転	プラズマを磁界中に置き、直線偏波の電磁波を入射すると、その相互作用距離（プラズマの中を通っている距離）やプラズマの密度、磁界の強さ・向きといった要素によって、回転偏波（楕円偏波）となって出てきます。　電離層プラズマの場合は、磁界は地球の磁場によるものです。　最初に入射した電波の振動方向をｘ軸とすると、それと直角なｙ成分も含まれて出てくる、ということです。ｘ軸が水平方向ならｙ軸は垂直ですから、垂直成分の電界が含まれることになり、受信側が垂直系のアンテナでも受信できることになります。
この現象は可逆ですから、受信側が送信した時にも同じ現象により元送信側で水平偏波が受信可能になります。［３］電離層は変化している…偏波性フェージング　電離層は自然現象ですので、雲が流れたり沸き起こってくるように、常に変化しています。地球の磁場はほとんど変化しませんが、電離層の中では電子密度の分布や密度そのものが太陽の動き等によって変動しています。　上に述べた楕円偏波面の長軸、短軸の長さは、プラズマの密度等によって時間とともに変化しますので、受信側では電界強度が変化する現象、すなわち偏波性フェージングが観測されます。それでは、解答に移ります。　ア…電離層が発生要因なのでHFかUHFかと聞かれたら、８ＨＦ帯です　イ…水平アンテナから発射されるのは、６水平偏波です　ウ…HFの電波を反射するのは１電離層です　エ…磁界中のプラズマを通ってきた直線偏波は４楕円偏波に変換されます　オ…送信側が水平でも楕円偏波になれば２垂直アンテナで受信可能ですとなります。