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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第29期夏休み特別企画 〜実は、無線工学は、面白い〜
[クラブ部室]
2021年8月24日 9時30分の記事

     TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」
                 夏休み特別企画
         〜実は、無線工学は、面白い〜




今回は、「実は、無線工学は、面白い」と言う お話を致
します。
昔話で恐縮ですが、 小学生の頃、 東京の神田錦町に
あります科学教材社から出版されていました「模型とラ
ジオ」と言う雑誌を購読していました。
この雑誌は、前に、調べましたら、 1984年に 廃刊にな
ったそうです。この雑誌は、子供向けに 模型用の角材
や板、そしてケント紙、それに模型用のモーターを使っ
た模型の作り方を紹介したり、 ラジオや無線機の作り
方を書いた月刊雑誌でした。
小学校の頃は、 雑誌を見て模型を作っていました。 そ
の頃は、雑誌を見ては、夢が広がり、特に 長い夏休み
は、工作に集中する事が出来ましたのでそのクオリティ
は、夏休みの宿題の工作の域を遥かに超えていました
。夏になると想いだす良い思い出です。

一方、ラジオの製作については、少し、記事を目にする
だけでしたが中学に入ると無線関係のクラブがあり、入
部する事は、極、自然でした。
知的興味をそそられるものでしたので、 疑問より、 それ
なりの知識が身に付く事が嬉しい時期でした。
また、 自分で作った免許のいらない無線機から 電波が
出る事、自体、子供だった私には、とても、 エキサイティ
ングな事でした。

理系の人間には、 私の様に、少しづつその世界に近づ
いた人と 高校または、大学から その世界に入った人が
います。


続きは、続きを読むをクリックしてお読みください。
全文無償で公開しています。

[受験クラブより]

貴方の受験される航空無線通信士は、自己投資に
値しない資格なのでしょうか?
新コロナ・ウィルスで中々外へもだ掛けられい今だ
からこそ、受験勉強をしてみるのも良いのでは、な
いでしょうか?


合格を手にするかどうかは、貴方次第なのです。


「時は、金なり」と言いますが、50円を有効に使えて
いますか?

本文には、見本部分の数倍の重要な記事が書いて
あります。
特に2月期の試験は、航空大学校の入学や就職に
と大変重要
な試験になります。
独学が難しい事は、特集記事でお話した通りです。
試験迄は、思った程、時間がありません。
時間を無駄にして後悔されない様、是非、本文をお
読み下さい。




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     TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」
                 夏休み特別企画
         〜実は、無線工学は、面白い〜




今回は、「実は、無線工学は、面白い」と言う お話を致
します。
昔話で恐縮ですが、 小学生の頃、 東京の神田錦町に
あります科学教材社から出版されていました「模型とラ
ジオ」と言う雑誌を購読していました。
この雑誌は、前に、調べましたら、 1984年に 廃刊にな
ったそうです。この雑誌は、子供向けに 模型用の角材
や板、そしてケント紙、それに模型用のモーターを使っ
た模型の作り方を紹介したり、 ラジオや無線機の作り
方を書いた月刊雑誌でした。
小学校の頃は、 雑誌を見て模型を作っていました。 そ
の頃は、雑誌を見ては、夢が広がり、特に 長い夏休み
は、工作に集中する事が出来ましたのでそのクオリティ
は、夏休みの宿題の工作の域を遥かに超えていました
。夏になると想いだす良い思い出です。

一方、ラジオの製作については、少し、記事を目にする
だけでしたが中学に入ると無線関係のクラブがあり、入
部する事は、極、自然でした。
知的興味をそそられるものでしたので、 疑問より、 それ
なりの知識が身に付く事が嬉しい時期でした。
また、 自分で作った免許のいらない無線機から 電波が
出る事、自体、子供だった私には、とても、 エキサイティ
ングな事でした。

理系の人間には、 私の様に、少しづつその世界に近づ
いた人と 高校または、大学から その世界に入った人が
います。
私は、前者の方なので 後者の人の事は、分からないの
ですが、工学の教え方は、高校 (工業高校)、大学(工学
部)と同じ事を繰り返し教えてもらう項目が有りますが上
の学校へ行くにつれ、教え方が 高度になっています。
例えば、中学の頃は アマチュア無線の免許を取る為に
独学していました。受験参考書の内容は、今から思え、
ば意味も良くわかっていなかっと思いますが、覚える事
が楽しかった時期でした。その頃、受験した資格は、覚
えるだけで受かる資格でした。
そして、高校では、初めて電子工学を勉強したのですが
、高校での教え方は、三角関数や対数等の数学が入っ
てきました。大学になりますと、微分積分は、もとより 高
度な数学ばかりで説明されています。
数式が全てを物語っているのです。
数式が言っている事が 分からないと全然ついていけま
せん。
逆に数式が理解できますと、これほど、簡単明瞭に説明
できるのかと 感動してしまいます。 ( この辺が理系の人
間の感じ方なのかも知れませんネ。)
大学から工学を学ぶ人は、 いきなり 数式での説明から
入りますが普通高校での数学の知識がありますので、
現実味は、感じられないかもしれませんが理解は、され
る様です。

航空無線通信士を目指す方は、大半が文系の方です。
私は、現在、大学で電磁気学や無線工学等を教えてい
ますが、彼らに教える事は、比較的に楽ですし、教えて
いて楽しくもあります。
それは、小学校・中学で野球をやって来た学生に 高校
や大学で野球を教える様なものだからです。
皆様は、実際に野球のプレーをされなくても、一応のル
ールを知っていますので、観戦して楽しむ事は、出来る
と思いますが、世界には、 野球をやらない国の方が多
いのです。(2024年のパリでのオリンピックでは、 野球
は、行わないそうです。)
野球をやらない国の友人の前で日本人同士が野球の
話でもり上がっていたとしたら、その友人は、話の内容
がサッパリ分かりませので話の中へ入る事が出来ませ
ん。

無線工学の話を皆様が聞かれても、 この時 の外国の
友人と同じ状態になる事は、容易に想像がつきます。

例えば、「航空無線通信士受験用参考書」と 銘打った
参考書に八木アンテナの説明が有ります。
私は、参考書がどの様に説明しているか、参考の為に
、皆様と同じ参考書をもっています。 先ほど、 ちらっと
眺めてみましたところ、 文系の方向けの説明では、 あ
りませんでした。
とても、難しく感じられる事と思いました。


その一節を引用いたしますと、 この様に書かれていま
す。

放射器B の後方λ/4 の位置に λ/2 より少し長い反
射器Cを設け、Bの前方λ/4 に λ/2 より僅かに短い
導波器Aを設けたアンテナである。
導波器の数を増やすと 利得が増大し、 指向性を鋭く
する事が出来る。

予備知識の有る方には、これでも良いのですが、そも
そも、「電波」って何?と思われている方には、意味も
分からず、「放射器・反射器・導波器で 構成されてい
て導波器の数を増やすと 利得が増大し 指向性が増
す」と言う意味のわからない 名称や専門用語の羅列
による呪文として覚えるしかありません。
「利得」が何か? 「指向性」が何か? サッパリわから
ず現実味が感じられません。

八木アンテナについて説明するには、 「電気」って何
?。「電波」って何?。
と言う所からお話をしなければなりませんので当講座
の「空中線と電波伝搬」の章でそれらのお話をいたし
ますのでそれを読んで頂ければ、街中で見かける 魚
の骨の様な味気ないアルミの棒の塊が身近に感じら
れこれで放送局と繋がっているのかと実感され、楽し
くなってきます。周りの友達の誰もが知らない事が手
に取る様に見えてくるのです。電波が見えてくる様な
錯覚にさえ陥ります。

工学を教える方の多くは、相手が有る程度 分かって
いる事を前提にお話をされます。
全然知らない方に教えるのは、 有る程度、分かって
いる方に教えるのの何倍もの労力が必要になります

書籍でしたら2倍以上の厚さになります。

参考書の著者がこの労力をおしまなければ、皆様は
、容易に理解出来る様になると考えています。
また、 今迄、 当塾でお受けした質問にお答えした時
の皆様方からの反応でそれを感じます。
私は、思っています。 入口さえ掴めれば、 一度動き
出した自動車が、どんどん 加速する様に、勉強は、
ドンドンはかどると。
当講座を受講された方は、 それを実感されますが、
この話を聞かれた方、ウソだと思われる事でしょう。「
無線工学がそんなに簡単に分かる様になる訳ない。
」と

無線工学の入口を見つける事の大切さをお話いたし
ましたが、次に大切な事は、 物事の「本質」を掴む事
です。
本質を掴むとは、物事を簡単に言い表せる事です。
一昨年の6月。2年生で学部で成績が1番の学生が、
第1級陸上無線技術士の試験を受験するので勉強し
ているが まだ、電子回路の授業が始まっていないの
で  ”増幅” が理解できないと質問に来ました。
この後にお話しします ”増幅”の本質を説明しました
ところ腕試しに過去問をするたびに80点取れました。
90 点取れました。100 点取れましたと 私の所へ来る
たびに理解が進んだ様です。


本質を捉える事を トランジスターの増幅回路を 例に
お話致します。

参考書の トランジスターの増幅の説明では、 下の図
には、ありませんが、トランジスターのベースとそこに
繋がる抵抗の間に 微弱な信号が繋がれますと、 コレ
クター側に信号が 増幅されて出て来る事を 暗に示し
ています。
そして、式を駆使して電流増幅度や電圧増幅度、そし
て電力増幅度と急に説明が難しくなり 皆様が理系の
人間とは、 所詮、住む世界が違うので本気に勉強す
る必要の無、仮のものと思う様になってしまいます。


それでは「増幅」って一体、どの様な事なのでしょうか
?」ましてや、電流増幅度や 電圧増幅度、 電力増幅
度等は、なおおさら分かりません。電流や電圧、 そし
て、電力が大きくなるのか? まさに、文系の方に対し
て、反則攻撃の嵐です。
先にお話をしました、中学のクラブの先輩は、新入生
の私にノミが 牛程に大きくなる事だと説明され、面白
い例だと思った事を今でも覚えています。

今に思えば、実は、間違いなのです。
例えば、水の温度を上げる事を増幅に例えたとします


図に × が描いて有る所で、左から入った水がガスの
火で温められて 右からお湯になる様な事を増幅に例
える事は、誤りです。 何故なら 上の図では  左から入
った水と右から出てくるお湯は、 繋がっていますが増
幅器では、入力と出力が 繋がっていませんので入力
と出力は、別物なのです。
次の図をご覧下さい。

図が少し分かりにくいのですが、左の水色のパイプに
水が循環しています。右の太いパイプには、温められ
てお湯になった水が循環しています。両方のパイプの
水が循環しているのは、両方のパイプの中に 水車が
有り、連動して回っているからです。

この様子を緑で示す箱で覆ってしまえば、中が見えま
せんので、左の水が 右からお湯になって 出てきた様
に見えます。
この様に左のパイプの水の流れが、右のパイプでは、
お湯の流れになる事が増幅です。
左の水と右の水(お湯)は、別物なのです。
先のトランジスターの回路で言いますと ベースからエ
ミッターに流れる信号による電流とコレクターからエミ
ッターへ流れる電流は、別物と言う事です。
入力側では、信号による電流。出力側では、電源によ
る電流が流れます。
右の水は、ガスと言う 外部からの エネルギーの供給
により温められています。
増幅回路で言えば、外部からのエネルギーは、電源(
ここでは、電池)です。
増幅を一言で言いますと、入力信号の相似形の信号
を出力側に作り出す事です。
工学部の学生でも ここまで本質を考える学生は、 い
ませんが、本質を掴んだ先の学生は、 他の学生より
又、一段上へ進みました。
一昨年、小惑星リュウグウにハヤブサ2が着陸しまし
た。
以前、 人工衛星の制御の仕事をした事がありました
が、その作業は、電波を通じて行われます。
皆様も、航空無線通信士の免許を取得し、電波を通
し、通信をしたり、航空標識を利用されますと、 いや
おうなく電波が身近になる日々が来ます。

次回から2回に分けて実は、法規は、面白いと言うお
話を致します。

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