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電気磁気学 電磁波工学特論

授業内容・授業計画

授業の目標と概要 (1)目標:伝送路および空間を伝搬する波動として,電磁波の基本的な性質が理解できること.
(2)概要:次の項目について説明する.
     (1)高周波伝送路の理論と実際 
     (2)平面電磁波の導出とその基本的な性質
     (3)アンテナの基本的な諸特性
履修上の注意
(準備する用具・
前提とする知識等)
(1)授業は座学中心に進める.
(2)電気磁気学で学んだファラデの法則とアンペアの法則を理解を必要とする.
(3)数学で学ぶ線積分,面積分,2階定数係数常微分方程式の解法を復習しておくこと.
到達目標 (1)高周波伝送路を伝搬する電圧・電流波の性質を説明できる.
(2)空間を伝搬する平面電磁波の性質を説明できる.
(3)電気ダイポールアンテナの構造と基本特性を説明できる.
成績評価方法 (1)合否判定:定期試験の結果の平均が60点を超えていること.
(2)最終評価:定期試験の結果の平均が60点を超えていれば授業態度などを10%までの範囲で加減する.
テキスト・参考書 (1)教科書:「電波工学」 安達三郎,佐藤太一 共著 森北出版
(2)参考書:「電波とアンテナのやさしい話」 虫明康人 オーム社
       「電磁波工学」 安達三郎 著 コロナ社
メッセージ (1)電波エネルギが空間を伝搬している状態を電気的にイメージできるようになって欲しい.
(2)定期試験では関数電卓の持ち込みを可能としている.
授業の内容
授業項目 授業項目ごとの達成目標
1.ガイダンス(0.5回)
  高周波伝送路(1.5回)
2.分布定数線路の解析(2回)
3.スミスチャート(1回)
4.導波管の伝送特性(1回)
5.光導波路(1回)
1.各種の高周波伝送路の構造と特徴を説明できる.平衡形線路と不平衡形線路の構造と特徴を説明できる.
2.高周波伝送路の基礎方程式を作りその解を誘導できる.
3.スミスチャートの原理を理解して具体的に使用できる.
4.方形導波管の構造と基本モードの諸特性を説明できる.
5.光ファイバの構造と特徴を説明できる.
後期中間試験 実施する
6.基礎電磁方程式(1回)
7.平面電磁波(1回)
8.電気ダイポールアンテナ(1回)
9.アンテナの基本的な電気特性(2回)
10.線状アンテナ(2回)
6.積分表示されたマクスウェルの電磁方程式の電気的な意味を説明できる.
7.空間を伝搬する平面電磁波の電気的特性を説明できる.
8.電気ダイポールアンテナの構造と基本的な電気特性を説明できる.
9.指向性,偏波,入力インピーダンス,反射損失,利得,実効面積,実効長を説明できる.
10.ダイポールアンテナの構造と基本特性を説明できる.
後期期末試験 実施する
到達目標
1. 高周波伝送路を伝搬する電圧・電流波の性質を説明できる
2. 空間を伝搬する平面電磁波の性質を説明できる
  理想的な到達レベルの目安(優) 標準的な到達レベルの目安(良) 未到達レベルの目安(不可)
評価項目 1 伝送線路の等価回路と線路方程式から波動方程式を求めることができ、伝線路のインピーダンスの式を導くことができる. 高周波伝線路の数式から性質及び物理的意味を理解して説明することができる. 伝送線路の線路方程式から波動方程式を求めることができ、伝線路のインピーダンスの式を導くことができる. 高周波伝線路の数式を理解して一般的な問いに答えることができる. 伝送線路の線路方程式から波動方程式を求めることができない. 伝線路のインピーダンスの式を導くことができない. 高周波伝線路の性質及び物理的意味を理解できず問いに答えることができない.
評価項目 2 マクスウェルのファラデの法則とアンペアの法則から電磁波の波動方程式を導くことができる.その一般解,特殊解から平面波の式を導き性質と物理的意味を説明することができる. マクスウェルのファラデの法則とアンペアの法則から電磁波の波動方程式を導くことができる.平面波の式を理解し一般的な問いに答えることができる. マクスウェル・ファラデの法則とアンペアの法則から電磁波の波動方程式を導くことができない.平面波の式を理解できない.
評価割合
  試験 発表 相互評価 態度 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 100 100
基礎的能力 80 80
専門的能力 20 20
分野横断的能力
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