2025年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
| 科目名 | 電磁波工学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 4年 |
| 担当者 | 岸本 誠也 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜1 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I41Q |
| クラス | A・B | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 本科目では，電磁波の基礎で修得したMaxwellの方程式を基礎として，空洞共振器，マイクロ波回路，光ファイバ，アンテナなどを理論的に解析し，電波応用技術を習得する。また複雑な系の問題に対して，理論的アプローチから工学的な応用を考察できるようにする。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
授業形態：「対面授業」 授業方法：電磁波の高度な知識を学び新しい知識を創造するには，現象やデバイスの網羅的で概念的な説明では不十分である。本科目では，Maxwellの方程式を前提とした公理論的な方法により系統的に学習し，また，企業開発研究職経験をもとに，工学応用上特に注意すべき点を紹介し講義と演習，課題を通して理解を高める。 |
| 履修条件 | 「電磁波の基礎」を習得していることが望ましい。 |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3・5及びCP3・5に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | 講義の概要説明：「電磁波の基礎」を復習しながら，これから学ぶ電磁波工学の内容について説明する。 | シラバスの内容を確認しておくこと。（120分） 配布資料や実験テキストをよく読み、次回の講義に備える。（120分） | 4 |
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| 第2回 | 空洞共振器（３次元の空洞共振器）：３次元の空洞共振器を解析し，空洞共振器の固有値は共振周波数となることを説明する。また空洞共振器が微少変化した時の共振周波数について説明する。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行い、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第3回 | 伝送波の基本式：導波管や光ファイバなど伝送波の解析に便利な式を導出し，伝送波の分類（ＴＥＭ波，ＴＥ波，ＴＭ波，混合波）について説明する。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行い、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第4回 | 方形導波管（ＴＭ波）：方形導波管内をＴＭ波が伝搬するときの電磁界を解析し，管内波長，遮断波長，遮断周波数について説明する。また伝送形態（モード）による導波管内の電磁界分布について学ぶ。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行い、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第5回 | 方形導波管（ＴＥ波）：方形導波管内をＴＥ波が伝搬するときの電磁界を解析し，管内波長，遮断波長，遮断周波数について説明する。また伝送形態（モード）による導波管内の電磁界分布について学ぶ。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行い、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第6回 | 円筒座標系とBessel関数：円形導波管内を伝搬するときの波動方程式を導き，この解がBesselの微分方程式から得られることを示す。また円柱関数（Bessel関数, Neumann関数, Hankel関数）について学ぶ。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行い、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第7回 | 円形導波管(ＴＭ波およびＴＥ波):円形導波管内をＴＭ波およびＴＥ波が伝搬するときの電磁界を解析し，管内波長，遮断波長， 遮断周波数について説明する。また伝送形態（モード）による導波管内の電磁界分布について学ぶ。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行い、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第8回 | 誘電体シート：開放系の伝送路として，金属基盤を持つ誘電体シートをＴＭ波が伝搬するときの特性方程式を境界条件より導出する。表面波，漏洩波，単一モード伝搬条件について説明する。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第9回 | 誘電体円筒（光ファイバ）：光ファイバのモード分類についてまとめる。またこれまでの課題等について改めて解説する。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第10回 | 放射界：電荷が運動すると電荷の回りの電磁界が変動し，この変動が電磁波として伝わる。ここでは放射波の解析に便利な式を示す。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第11回 | 微小ダイポールアンテナ：微小ダイポールアンテナについて放射界を求め，放射抵抗、放射電力について説明する。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第12回 | 線形アンテナ：線形アンテナの放射界を求め，利得関数について説明する。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。（120分） | 4 |
| 第13回 | アレーアンテナ：複数の線形アンテナで構成されたアレーアンテナについて，放射界，指向特性，利得関数について説する。またレーダ方程式についても学ぶ。 | 演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。（120分） 配布資料やテキストを復習し、最終演習に臨むこと。（120分） | 4 |
| 第14回 | 平常試験及びその解説（1） | これまでの授業内容に関係する配布資料やテキストを復習し、見直しておく。(120分) 試験で解けなかった問題を説明し，計算できるようにし理解を確実にする。（120分） | 4 |
| 第15回 | 平常試験及びその解説（2） | これまでの授業内容に関係する配布資料やテキストを復習し、見直しておく。(120分) 試験で解けなかった問題を説明し，計算できるようにし理解を確実にする。（120分） | 4 |
その他
| 教科書 |
『電磁波工学の基礎 POD版』 細野 敏夫 森北出版 2015年
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| 参考書 |
『電波工学の基礎』 本郷 廣平 1998年 第6版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
①授業中の評価，②提出物の評価 以上①～② 40% ③定期試験の評価 60%として，S～Dの成績評価を行う． |
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定期試験等に ついて |
理解度確認期間(１４週目又は１５週目)に平常試験を実施予定 |
| 質問への対応 | 随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
岸本 駿河台校舎 タワー・スコラ １６０１号室 E-mail:kishimoto.seiya@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 13:00 ～ 17:00
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| 学生への メッセージ |
授業中に行う演習や与えられた宿題は，自分自身の力で解けるように復習すること。 |