問題
次の文章の$\boxed{ }$内に、選択肢の中から最も適したものを選び、その番号を記せ。
図において、一方の通信線路の特性インピーダンスを$Z_{01}$、もう一方の通信線路の特性インピーダンスを$Z_{02}$とすると、その接続点における電圧反射係数は、$\boxed{ }$で求められる。
| ① | $\frac{Z_{01} – Z_{02}}{Z_{01} + Z_{02}}$ |
| ② | $\frac{Z_{02} – Z_{01}}{Z_{01} + Z_{02}}$ |
| ③ | $\frac{2Z_{02}}{Z_{01} + Z_{02}}$ |
| ④ | $\frac{2Z_{01}}{Z_{01} + Z_{02}}$ |
| ⑤ | $\frac{Z_{01} Z_{02}}{Z_{01} + Z_{02}}$ |
正解 2
電圧反射係数、電流反射係数
図において、送信側の特性インピーダンスを$Z_1$、受信側の特性インピーダンスを$Z_2$とすると、以下の関係式が成り立つ。
$Z_1 = \frac{V_1}{I_1}$
$Z_2 = \frac{V_2}{I_2}$
線路Ⅰ、Ⅱの接続点でインピーダンスが異なると、入射波は透過波と反射波に分かれることになる。
（１）電圧反射係数
反射波の電圧$V_r$と入射波の電圧$V_1$の比を電圧反射係数といい、次式で表される。
電圧反射係数 $= \frac{V_r}{V_1} = \frac{Z_2 - Z_1}{Z_2 + Z_1} =$ -（マイナス） 電流反射係数
（２）電流反射係数
反射波の電流$I_r$と入射波の電流$I_1$の比を電流反射係数といい、次式で表される。
電流反射係数 $= \frac{I_r}{I_1} = \frac{Z_1 - Z_2}{Z_1 + Z_2} = - \frac{Z_2 - Z_1}{Z_2 + Z_1} =$ -（マイナス） 電圧反射係数
ポイント
- 分子の引き算の順番:必ず「通過先（$Z_{02}$）$-$ 進入元（$Z_{01}$）」となります。この順番を逆に覚えると符号が逆になってしまうため注意しましょう。
- 反射係数と反射の有無:
- $Z_{01} = Z_{02}$（整合状態）のとき：分子が $0$ になるため反射係数は $0$（反射なし）。
- $Z_{02} > Z_{01}$ のとき：正の反射（同位相で反射）。
- $Z_{02} < Z_{01}$ のとき：負の反射（逆位相で反射）。
重要用語
| 用語 | 解説 |
| 電圧反射係数 | 接続点に入射する電圧波に対する、反射して戻る電圧波の割合を示す比率。 |
| 特性インピーダンス | 伝送線路を信号が伝搬する際、線路上の電圧と電流の比で決まる固有のインピーダンス値。 |
| インピーダンス不整合 | 接続点前後で特性インピーダンスが異なる状態。これにより信号の一部が反射して通信障害の原因となる。 |
