第三級アマチュア無線技士 CBT試験問題例題（工学 No.3） 問24 解説 高調波の防止

この問題は、無線送信機における不要な電波の抑圧という、電波法上非常に重要な概念を問うています。

高調波（基本周波数の整数倍の周波数）は本来送信すべき信号ではないため、これを取り除く必要があります。基本波を通し、それよりも高い周波数である高調波を遮断するフィルタは、低域を通過させるため低域フィルタ（LPF）と呼ばれます。遮断周波数は、基本波を減衰させずに通すため、基本波よりも高い値に設定しなければなりません。

高調波を抑える仕組み

アマチュア無線機から送信される電波には、意図した基本波以外に、その整数倍の周波数を持つ高調波が含まれます。もし、この高調波がそのままアンテナから放射されると、テレビや他の無線通信に妨害を与えてしまう可能性があります。

これを防ぐためのもっとも基本的な方法が、フィルタの挿入です。低域フィルタ（Low Pass Filter: LPF）は、特定の周波数（遮断周波数）以下の信号はそのまま通過させ、それよりも高い周波数の信号を急激に減衰させる特性を持っています。高調波は基本波よりも必ず高い周波数であるため、このLPFを使うことで、基本波だけをアンテナへ送り、高調波をカットすることができます。

フィルタ設定の考え方

フィルタの性能を決定づけるのが遮断周波数（カットオフ周波数）です。この値をどこに設定するかが重要になります。

もし、遮断周波数を基本波の周波数よりも低く設定してしまうと、本来送信したい基本波まで遮断（減衰）されてしまいます。逆に遮断周波数を高く設定しすぎると、今度はカットしたい高調波まで通してしまいます。そのため、基本波は通し、次の高調波（第2高調波）が始まる手前の領域を遮断するように設定するのがLPF設計の基本です。よって、フィルタの遮断周波数は基本波周波数よりも高く設定する必要があります。

実践的な意味と無線技術の基本

この問題は、アマチュア無線の運用において「自分の出した電波で他人に迷惑をかけない（混信・妨害の防止）」という、もっとも基本的な責務を理解しているかを問うています。

多くの市販無線機には、最初から送信回路の出口にLPFが組み込まれています。しかし、自作の送信機を作ったり、アンテナを調整したりする際には、この知識が不可欠です。例えば、アンテナの整合が悪い場合や、急峻なフィルタが必要な場合には、外部にLPFを追加することが推奨されます。通信品質を守ることは無線従事者のもっとも大切な技能の一つであり、本問はその基礎となる理論を再確認する内容となっています。

参考リンク

• 第三級アマチュア無線技士（三アマ）の勉強方法とおすすめ参考書
• アマチュア無線の送信機にローパスフィルタ(LPF)を入れてみた
• 電子回路の基礎知識：フィルタ回路の解説