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平成15年度 通信講習用 船舶電気装備技術講座(レーダー、機器保守整備編)

 事業名 船舶の電気装備に関する技術指導等
 団体名 日本船舶電装協会 注目度注目度5


練習問題の解答
第1章
(問1)レーダーの語源は、Radar Detection And Rangingであるといわれており、アンダーラインの部分を表している。
 
(問2)Aスコープとは、図のような表示で、縦軸に反射波の強さをとり、横軸に時間(距離に置き換えて読む)をとった表し方であり、左端に送信パルスが表れ、右に反射パルスが表示されるので、その中間に可変又は固定距離パルスにより反射パルスに重ねるか、補間法で反射パルスの位置を読み取って測定する。一方、物標の方位は、反射パルスが表れたアンテナの方向を読み取って測定するものをいう。
 
 
(問3)自船からの距離が1海里である他船の反射波は、何秒後に帰ってくるかを計算する。
そこで
 
 
に、rに1海里1,852mを、Cに3×108m/sを代入して
 
 
が得られる。(答)12.35μ秒後に反射波が受信される。
 
(問4)
 
 
第2章
(問1)
(1)最大探知距離:探知できる最大限の距離
(2)最小探知距離:探知できる最も近い物標までの距離
(3)距離分解能:同一方向にある二つの物標が、二つの映像として見える距離間隔
(4)方位分解能:同一距離にある二つの物標が、二つの映像として分離して見える角度間隔
(5)距離及び方位精度:レーダーによる距離及び方位の測定精度
 
(問2)
(1)サイドローブによる偽像
(2)多重反射偽像
(3)自船の構造物が鏡となる偽像
(4)自船以外の構造物が鏡となる偽像
(5)第2・3の掃引偽像
 
(問3)
(1)海面反射(2)雨雪反射(3)潮目(4)砂じん(5)送電線
 
第3章
(問1)
(イ)ヒーター(ロ)カソード (ハ)第1グリット
(ニ)第2グリット (ホ)集束コイル (ヘ)偏向コイル
(ト)アノード (チ)蛍光面
(動作原理) CRTの管の外部に電磁コイル(偏向コイル)を巻き、それに適当な電流を流して管の一部に磁界を作ってやると、フレミングの左手の法則によって電子ビームを曲げることができる。上下と左右への偏向には二組の偏向コイルが必要であるが、レーダーのPPI像を作るためには、一組の偏向コイルをレーダーの空中線の回転に同期して回転させ、このコイルにのこぎり波の電流を流してやると、電子ビームは管面の中心から外周に向かって偏向し、同時にその偏向の向きはコイルの回転とともに管面を一周するように変化をして、所要のPPI像が作られる。
 
(問2)サイリスタはシリコン制御整流素子又はSCRと略称され、ちょうどサイラトロンと同じような動作をする半導体素子である。SCRは図で示すようにPNPNと四層からなる接合素子で構成され、一段目と三段目図及び四段目に金属板を付けて端子を引き出し、それぞれを、アノード(陽極)、ゲート及びカソード(陰極)と呼ぶ。ここで、アノードに正、カソードに負の電圧をかけると、一段目のホールと二段目の電子はその境界J1でそれぞれ下方と上方に移動し、また、三段目と四段目の境界J3においても同様で、互に境界を通って移動しあうが、二段目と二段目の境界J2は空乏層となり、全体的には電流は流れない。この状態で電圧を順次高くしていくと、ツエナー現象によって突然電流が流れるようになる。このツエナー現象を、ゲートに正に電圧をかけることによって、アノードの電圧が比較的低いときでも起こさせて、電流を流そうというのがサイリスタである。一度ツエナー現象が起こると内部抵抗が小さくなって大きな電流が流れつづけるので、サイラトロンと同じような効果を持つようになる。
 
サイリスタの構成
 
(問3)周波数が高くなると、導線自体のインダクタンスや導線間のキャパシタンスが信号の伝送に影響を与えるようになり、これらは伝送路線全体に分布して存在する形となるので、これを分布定数回路という。
 
(問4)導波管では電磁波は図のように反射を繰り返して進行する。このとき導波管の長さ方向に電波の位相が進む速度を位相速度Vpといい、光速度をCとすると、Vp=C/sinθで与えられ、光速度より速くなる。しかし、これは位相の変わる点の進む速さであって、実際の電波エネルギーは群速度Vgで進行し、Vg=C/sinθで与えられ光速度よりも遅くなる。この両者の関係は
 
で表される。
 
 
(問5)ベンドの部分は、直線部分の導波管との間のインピーダンスの不整合を生じ、この部分に反射波ができてしまう。このため、曲がり始めの部分と、曲がり終わりの部分に生じるそれぞれの反射波の位相を逆にして、これを打ち消し合うようにしている。このため、使用する周波数に対応して一定の寸法で曲げる必要があり、ある一定の寸法と形状をとることになる。







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