2015年 大学院理工学研究科 シラバス - 電気工学専攻
設置情報
科目名 | 電磁波工学特論 | ||
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設置学科 | 電気工学専攻 | 学年 | 1年 |
担当者 | 大貫 進一郎 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜4 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | H14A |
クラス |
概要
学修到達目標 | 本科目では,電磁波工学に必要なMaxwellの電磁理論を復習し,電磁波利用の工学的側面からの理解を深める。 |
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授業形態及び 授業方法 |
電磁波工学の知識を深めるため,講義と課題を通して理解を高める。 |
準備学習(予習・ 復習等)の内容・ 受講のための 予備知識 |
学部の「電磁波の基礎」および「電磁波工学」を修得していることが望ましい。 |
授業計画
第1回 | 概要説明:Maxwellの電磁方程式を復習しながら,電磁波工学特論の講義概要を説明する。 |
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第2回 | 物質中の電磁気学:物質中の電磁界を扱うのに必要な分極(電気分極と磁化)の概念について説明し,物質中でのMaxwellの方程式を導出する。 |
第3回 | 電磁界表示:平行平板間に誘電体スラブを置いた場合の誘電体に働く力をDH表示とEB表示で計算し,EB表示が正しい解を与えることを説明する。 |
第4回 | スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャル:電磁場の解析に便利なスカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルについて説明し,電流分布からの放射界が容易に求められることを示す。 |
第5回 | Helmholtzの定理:ベクトル場の基本定理であるHelmholtzの定理について学び,任意のベクトル場は回転場とソレノイダル場の線形結合で表されることを示す。 |
第6回 | 散乱問題:Maxwellの方程式から波動方程式を導き,波動論的に境界条件より散乱界を求める方法について述べる。具体的には円柱導体に平面波が入射した時の厳密解を求める。 |
第7回 | 電磁波散乱問題の解法:電磁波散乱問題の近似解法として,点整合法,モーメント法,FDTD法などの各種解法の説明と,計算電磁気学の重要性について述べる。 |
第8回 | 近似解法(点整合法とモーメント法):厳密解が求まる円柱導体の散乱散乱問題において,点整合法とモーメント法についての解法の特徴・利点について解説する。 |
第9回 | 回折問題:回折の基礎である,ヘルムホルツ・キルヒホッフの積分定理を説明し,キルヒホッフ近似を用いたフレネル回折とフラウンホーファー回折について説明する。 |
第10回 | フレネル回折とフラウンホーファー回折:具体例として,矩形開口,円形開口,複数の開口がある場合のフレネル回折とフラウンホーファー回折について説明する。 |
第11回 | 導波路問題:不均質分布形光導波路では、光線が蛇行しながら伝搬し結像作用が生じることを示す。また光路長差等についても学ぶ。 |
第12回 | 放射問題:ベクトルポテンシャルを用いてダイポールアンテナからの放射界を解析し,この理論を線形アンテナ,アレーアンテナへ応用する。 |
第13回 | 光回路:空間周波数の概念を用いると,光学的フーリエ変換は従来と同じフーリエ変換と同じとなる。光回路デバイスへの応用についても述べる。 |
第14回 | ホログラフィ:光情報処理の1つであるホログラフィの原理と応用について説明する。 |
第15回 | 講義の総まとめ |
その他
教科書 |
細野 敏夫 『メタ電磁気学』 森北出版(株) 1999年 第1版
『電磁波工学の基礎』 細野 敏夫 森北出版 2015年 第POD版
”電磁波工学の基礎”は学部の「電磁波の基礎」「電磁波工学」で使用したもので,第11章(開口面放射),第16章(幾何光学)を説明する。
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参考資料コメント 及び 資料(技術論文等) |
左貝 潤一 『光工学の基礎』 コロナ社 1997年 第1版
講義で必要な個所はプリントを配布する。
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成績評価の方法 及び基準 |
課題(70%)と発表(30%)で評価する。 |
質問への対応 | 随時対応する。 |
研究室又は 連絡先 |
お茶の水校舎6階C602号室 |
オフィスアワー |
土曜 駿河台 14:00 ~ 15:00
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学生への メッセージ |
学部の電磁波工学の延長ではなく,物理的な意味に重点を置いて講義を行う。課題は主テーマ終了ごとに実施する。 |