到達目標
電磁波の基礎とその応用例について理解を深めることを到達目標とする。平面波、伝送線路、アンテナ、電波伝搬の基礎と応用をテキストの演習問題を有効に利用しながら学ぶことで電磁波の理解を深める。さらに固定通信、衛星通信、移動通信、放送などの応用例についての理解を深める。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 電磁波の基礎と応用問題が理解できる | 電磁波の基礎が理解できる | 電磁波の基礎が理解できない |
| 評価項目2 | アンテナ、電波伝搬の基礎と応用問題が理解できる | アンテナ、電波伝搬の基礎が理解できる | アンテナ、電波伝搬基礎が理解できない |
| 評価項目3 | 電磁波技術の応用分野と最新技術が理解できる | 電磁波工学の応用分野が理解できる | 電磁波工学の応用分野が理解できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
情報・通信分野は、移動無線、衛星通信、光通信の時代といわれている。これらの通信を担うのは電磁波である。授業の目標は電磁波の基礎とその応用例について理解を深めることである。講義では、まず、応用電磁波工学を扱う上で基礎となる平面波、伝送線路、アンテナ、電波伝搬を解説する。次に電磁波降雨学の応用例として、固定通信、衛星通信、移動通信、放送などの応用例についての理解を深める。
授業の進め方・方法:
応用電磁波工学を扱う上で基礎となる平面波、伝送線路、アンテナ、電波伝搬をテキストに沿って解説する。次に固定通信、衛星通信、移動通信、放送などの応用例についてテキスト解説と最新動向調査を並行して行うことでで理解を深める。 この科目は、企業で情報通信に関する研究開発を担当していた教員が、その経験を活かし、関連する技術等について講義形式で授業を行うものである。この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として予習・復習を行うこと。
注意点:
授業の予習・復習及び演習については自学自習により取り組み学修すること。 授業後に提出するレポートおよび自学自習の発表内容により成績を評価する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
授業のガイダンス |
この科目の授業の概要とスケジュールが理解できる。
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| 2週 |
電磁波とは何かを解説する。周波数やアンテナの概要などについて学ぶ。 |
電磁波の概念、周波数やアンテナの概念が理解できる。
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| 3週 |
平面波について解説する。マクスウェルの方程式や偏波などについて学ぶ。 |
マクスウェルの方程式や偏波などを理解する。
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| 4週 |
伝送線路について解説する。分布定数線路について学ぶ。 |
分布定数線路を理解する。
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| 5週 |
伝送線路について解説する。伝送線路の種類と導波管について学ぶ。 |
導波管などの伝送線路を理解する。
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| 6週 |
電磁波の放射について解説する。微小素子からの放射、指向性、放射抵抗などについて学ぶ。 |
微小素子からの放射、指向性、放射抵抗などを理解する。
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| 7週 |
電磁波の放射について解説する。実効長、利得などについて学ぶ。 |
アンテナの実効長、利得などを理解する。
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| 8週 |
基本的なアンテナについて解説する。線状アンテナ、板状アンテナ、開口面アンテナについて学ぶ。 |
線状アンテナ、板状アンテナ、開口面アンテナを理解する。
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| 4thQ |
| 9週 |
電波伝搬について解説する。電波伝搬の分類と地上波伝搬について学ぶ。 |
電波伝搬の分類と地上波伝搬について理解する。
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| 10週 |
電波伝搬について解説する。対流圏伝搬、電離層伝搬、フェージングについて学ぶ。 |
対流圏伝搬、電離層伝搬、フェージングを理解する。
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| 11週 |
電波応用について学生が自ら調査し発表を行う。 |
無線通信、放送、移動体通信、測位システム、ITS、RFIDなどの応用例を理解する。
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| 12週 |
電波応用について学生が自ら調査し発表を行う。 |
無線通信、放送、移動体通信、測位システム、ITS、RFIDなどの応用例を理解する。
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| 13週 |
電波応用について学生が自ら調査し発表を行う。 |
無線通信、放送、移動体通信、測位システム、ITS、RFIDなどの応用例を理解する。
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| 14週 |
電波応用について学生が自ら調査し発表を行う。 |
無線通信、放送、移動体通信、測位システム、ITS、RFIDなどの応用例を理解する。
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| 15週 |
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 3 | |
| 電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 3 | |
| ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 3 | |
| 導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 3 | |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | |
| 静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 3 | |
| コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 3 | |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | |
| 電流が作る磁界をビオ・サバールの法則を用いて計算できる。 | 3 | |
| 電流が作る磁界をアンペールの法則を用いて計算できる。 | 3 | |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 3 | |
| 自己インダクタンス及び相互インダクタンスを求めることができる。 | 3 | |
評価割合
| レポート | 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 | 75 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 35 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 35 |
| 専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 25 |