到達目標
電磁波および光の放射,伝搬,ならびに受信特性の基礎をマクスウェルの方程式に基づいて理解するとともに,それらに関連する応用技術の基本となる素子,回路システムについての知識を習得する。その際,数式の背景になる意味や考え方の理解を重視し,電磁界の基本計算ができるようになることを目標とする。
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 | 電磁波の諸性質を説明できる。 | 電磁波の基本的な性質を説明できる。 | 電磁波の諸性質を説明できない。 |
評価項目2 | マクスウェルの方程式を規範問題に適用し、電磁界を求められる。 | マクスウェルの方程式を基礎的な問題に適用し、電磁界を求められる。 | マクスウェル方程式を規範問題に適用し、電磁界を求められない。 |
評価項目3 | 種々の伝送線路について、モードと伝送電力を説明できる。 | 基本的な伝送線路について、モードと伝送電力を説明できる。 | 基本的な伝送線路について、モードと伝送電力を説明できない。 |
評価項目4 | アンテナの放射を説明できる。 | アンテナの放射の基礎を説明できる。 | アンテナの放射を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電磁波および光の放射,伝搬,ならびに受信特性の基礎をマクスウェルの方程式に基づいて理解するとともに,それらに関連する応用技術の基本となる素子,回路システムについての知識を習得する。この科⽬は電磁波散乱を専門にしている教員が、その経験を活かし、電磁界に関する法則、性質、実用解析法について授業形式で授業を⾏うものである。
授業の進め方・方法:
教科書に沿って講義を進める。重要な基本理論や演習問題の一部は講義で説明を行うが,各自理解を深めるために教科書の章末演習問題は自宅学習課題として課す。これら演習問題の詳解は教科書巻末の``理解度の確認・解説’’にあるので,レポート用紙に自己添削をしたものを課題の記録として提出する。
注意点:
全講義時間の2/3以上の出席を課す。本科目を履修していない場合,後期開講科目の無線工学特論(第1級陸上無線技術士「無線工学の基礎」の科目免除指定)を履修できないので注意すること。オフィスアワー:金曜日放課後-17:00
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 |
光・電磁波とその応用分野
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無線・光通信技術の概要と応用例を理解する。D2:1
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2週 |
光・電磁波の基礎物理
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光・電磁波特性の基礎知識を理解する。D2:1
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3週 |
光・電磁波の数式表現1 (1) マクスウェル方程式とその成立過程 (2)マクスウェルの方程式と波動方程式,及びその解 |
マクスウェル方程式を復習し,平面波の性質を導く。D2:1-3
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4週 |
光・電磁波の数式表現2 (3) 偏波 (4)電磁界のエネルギーとポインティングベクトル |
マクスウェル方程式を復習し,平面波の性質を導く。D2:1-3
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5週 |
電磁波の反射,屈折,回折1 (1) 異なる物質境界における電磁波の性質,媒質境界での反射と透過−垂直入射− |
マクスウェルの方程式から境界条件を導く。D2:1-3
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6週 |
電磁波の反射,屈折,回折2 (2) 多層膜における反射と透過,媒質境界での反射と透過−斜め入射− |
マクスウェルの方程式から境界条件を導く。D2:1-3
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7週 |
電磁波の反射,屈折,回折3 (3) 媒質境界での反射と透過−斜め入射−,半無限平板による回折,レイトレース法の基礎 |
光・電磁波の反射,屈折,回折特性が境界値問題の解となることを理解する。D2:1-3
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8週 |
中間試験 |
光・電磁波の反射,屈折,回折特性が境界値問題の解となることを理解する。D2:1-3
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4thQ |
9週 |
伝送線路における電磁波伝搬1 (1) 分布定数線路の構造と基本式,電圧,電流の表現式,インピーダンス,反射係数VSWR |
光・電磁波の反射,屈折,回折特性が境界値問題の解となることを理解する。D2:1-3
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10週 |
伝送線路における電磁波伝搬2 (2) 伝送路の整合とスミスチャート |
光・電磁波の反射,屈折,回折特性が境界値問題の解となることを理解する。D2:1-3
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11週 |
伝送線路における電磁波伝搬3 (3) 導波管,共振器 |
伝送線路理論,線路特性,整合回路を理解し,関連する導波管,共振回路の基礎知識を習得する。D2:1-3
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12週 |
光ファイバと光回路1 (1) 光ファイバにおける伝送特性 |
光ファイバ,光回路の性質を理解する。D2:1
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13週 |
光ファイバと光回路2 (2) 光導波路,光回路素子,電磁波放射の基本式 |
光ファイバ,光回路の性質を理解する。D2:1
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14週 |
電磁波の放射と受信1 (1) 放射構造と遠方電磁界 |
アンテナに関する基礎方程式に基づいて電磁波の放射 と受信特性を理解し,アンテナ定数を知る。D2:1-3
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15週 |
電磁波の放射と受信2 (2) アンテナ利得,アンテナの受信特性,電子機器からの電磁波不要放射 |
アンテナに関する基礎方程式に基づいて電磁波の放射 と受信特性を理解し,アンテナ定数を知る。 D2:1-3
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16週 |
期末試験,テスト返却と解説 |
アンテナに関する基礎方程式に基づいて電磁波の放射 と受信特性を理解し,アンテナ定数を知る。 D2:1-3
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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 |
評価割合
| 試験 | 報告書 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 85 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 85 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |