2021年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
科目名 | 電磁波工学 | ||
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設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 3年 |
担当者 | 三枝 健二 | 履修期 | 前期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜1 |
校舎 | 船橋 | 時間割CD | J31D |
クラス | |||
履修系統図 | 履修系統図の確認 |
概要
学修到達目標 | 日常生活に欠かせない強力なツールとなっている電磁波の基礎がしっかりと身に付く.また,そこから一歩進んで,種々の電磁波問題の解析へと発展できる力が付く. |
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授業形態及び 授業方法 |
ハイブリッド型授業 |
履修条件 | 電磁気学Ⅰ,電磁気学Ⅱを履修していることが望ましい. |
授業計画
第1回 | 講義内容の説明・伝送線路 電磁波の歴史および利用の紹介を通して,この授業の重要性,位置付けを明確にし,これから電磁波工学の授業でどのようなことを学ぶのかを説明する. 電磁波のふるまいを理解するうえで参考となる分布定数線路を表す伝送線路方程式を導出する. 【事前学習】シラバスに目を通しておくこと.教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
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第2回 | 伝送線路上電圧・電流分布 伝送線路方程式に電源および終端条件を当てはめたときの伝送線路上電圧・電流分布を求める.また,負荷インピーダンス不整合に関する反射係数を求める. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第3回 | 伝送線路の電圧定在波比等 伝送線路の負荷インピーダンス不整合に関する電圧定在波比を求める.また,負荷インピーダンスへの伝送電力を求める. 負荷インピーダンス整合を目的としたインピーダンス変成器について説明する. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第4回 | スミスチャート インピーダンス特性を表現するのに有用なスミスチャートの構成原理,使用法を説明する. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第5回 | マクスウェル方程式 電磁波を取り扱うための基本方程式であるマクスウェル方程式を導き,その物理的意味を説明する. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第6回 | 平面波・ポインティングベクトル 直角座標における2階の偏微分方程式の一般解を導き,電磁波の理想的なモデルである平面波に適用する.この平面波の基本性質を示すとともに,ポインティングベクトルを求める. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第7回 | 固有伝搬定数,固有インピーダンス・境界条件 電磁波を取り扱ううえでの基本パラメータである固有伝搬定数,固有インピーダンスを求める. 異なる媒質が平面をもって接しているときの電磁波の境界条件を求める. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第8回 | 平面波の垂直入射 平面波が異なる媒質の無限平面に垂直入射したときの電磁界を求める. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第9回 | 平面波の垂直入射時の反射,透過 平面波が異なる媒質の無限平面に垂直入射したときの反射・透過係数の解析と実例を示す. また,媒質が多層構造である場合の反射係数を求める. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第10回 | 平面波の斜入射時の反射,透過 平面波が異なる媒質の無限平面に斜入射したときの反射・透過係数の解析と実例を示す. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第11回 | 全反射,ブリュースター角,散乱,回折,散乱断面積 平面波が異なる媒質の無限平面に斜入射したときに生じる全反射,ブリュースター角について説明する. 電磁波の散乱・回折問題を取り上げ,散乱断面積を説明する. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第12回 | 群速度,偏波 媒質中を伝搬する電磁波の群速度を概説し,電磁波の伝搬で重要な円偏波・直線偏波などの偏波を説明する. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】次回小試験がある場合にも対応できるように,ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第13回 | 境界値問題,波動方程式の一般解 電磁波を取り扱ううえで大切な波動方程式の直角座標,円柱座標,極座標における解法を示す. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第14回 | 導波管の解析 波動方程式の実用例として閉じた空間である導波管内の電磁界分布および特性を説明する. 【事前学習】教科書の該当箇所を読んで,理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと.(120分) 【事後学習】ノートおよび教科書の内容を見直し理解すること.(120分) |
第15回 | 総復習 【事前学習】第1回~第14回の内容をよく復習し、理解できない箇所を質問できるようにしておく。(120分) 【事後学習】第1回~第14回の内容をよく理解できるようにしておく。(120分) |
その他
教科書 |
長谷部 望 『電波工学(改訂版)』 コロナ社 2005年 第1版
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参考書 |
細野 敏夫 『電磁波工学の基礎』 森北出版 2015年 第1版
その他,授業の際提示する.
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成績評価の方法 及び基準 |
平常の取り組み(20%),レポート(80%)の総合評価 |
質問への対応 | 授業時やメールにて受ける. |
研究室又は 連絡先 |
4号館435室,saegusa.kenji@nihon-u.ac.jp |
オフィスアワー |
火曜 船橋 09:00 ~ 10:30
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学生への メッセージ |