通信工学Ⅱ

科目基礎情報

学校	大分工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	通信工学Ⅱ
科目番号	1442	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	電気電子工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	（教科書）三輪進他，「アンテナおよび電波伝搬」，東京電機大学出版局
担当教員	木本 智幸

到達目標

(1) マクスウェル電磁方程式の解析から電磁波の放射特性について理解し，ヘルツダイポール および半波長アンテナの利得，指向性と実行長，実効面積，放射抵抗など，電磁波の放射，伝播，受信などの技術に関わる基本事項の計算ができる．（定期試験，課題）
(2) アンテナの特性を理解し，使用用途の違いによってどのアンテナが適切であるかを推定できる．（定期試験）
(3) 電離層内など媒質変化のある空間における電磁波の伝播特性について理解し，説明できる．（定期試験）

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	マクスウェル電磁方程式の解析から電磁波の放射特性について理解し，ヘルツダイポール および半波長アンテナの利得，指向性と実行長，実効面積，放射抵抗など，電磁波の放射，伝播，受信などの技術に関わる基本事項の計算ができる．	マクスウェル電磁方程式の解析から電磁波の放射特性について理解し，ヘルツダイポール および半波長アンテナの利得，指向性と実行長，実効面積，放射抵抗など，電磁波の放射，伝播，受信などの技術に関わる基本事項が理解できる．	マクスウェル電磁方程式の解析から電磁波の放射特性について理解し，ヘルツダイポール および半波長アンテナの利得，指向性と実行長，実効面積，放射抵抗など，電磁波の放射，伝播，受信などの技術に関わる基本事項が理解できない．
評価項目2	アンテナの特性を理解し，使用用途の違いによってどのアンテナが適切であるかを推定できる．	アンテナ毎の特性を理解し，利用条件を理解できる．	アンテナ毎の特性を理解できるが，利用条件が理解できない．
評価項目3	電離層内など媒質変化のある空間における電磁波の伝播特性について理解し，説明できる．	電離層内など媒質変化のある空間における電磁波の伝播特性について理解できる．	電離層内など媒質変化のある空間における電磁波の伝播特性について理解できない．

教育方法等

概要:

電磁気学Ⅱで学んだヘルツダイポールアンテナの電磁波の式を元にアンテナ全般の基礎となる半波長アンテナについて解析を行う．さらに，各種アンテナの実例と動作原理および特徴について学ぶ．また，電波伝搬の性質を説明し，地上波，対流圏波，電離層波の特質を学ぶ．

（科目情報）
教育プログラム　第２学年　○科目
授業時間　23.25時間
関連科目　通信工学Ⅰ，電磁気学Ⅱ

授業の進め方・方法:

身近にあるアンテナの特性を十分理解させるだけでなく，通信を行う環境条件(移動体通信、地上放送、衛星放送)によって，適切なアンテナが存在することを理解できるように進める．実際のアンテナを見学に行くことができないので，スライドで様々なアンテナを見せたり，電磁波の伝搬の様子をコンピュータグラフィックスで紹介したりして，理解が深まるように工夫しながら授業を進める．

（再試実施条件）
総合評価が50点以上60点未満の学生には再試験を行い，60点以上取得で合格とする．正当な理由なく定期試験を欠席した者や不正行為により不合格となった者には再試験は行わない．

注意点:

（履修上の注意）
電気回路Ⅴで学んだ分布定数線路と電磁気学Ⅱで学んだマクスウェル方程式・ヘルツダイポールアンテナは通信工学Ⅱの中核を成す基礎となるため，必ず理解しておくこと．電磁波は波であり，時間的にも空間的にも変化するため，教科書の記述だけでは理解することが難しい．計算機シミュレーションで教科書を補うなどの工夫をするが，理解できないときは質問をすること．

（自学上の注意）
授業では，多くの数式計算が使われるが，理論の説明に焦点を当て，細かな計算の説明は行わない．一方，定期試験では計算も含めて出題するので自宅では，その日の授業の復習をするとともに，計算を自分で行い，理解に努めること．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	マクスウェル方程式と電磁波	マクスウェル方程式を解いて，電磁波の存在を調べる．
		2週	ヘルツダイポールアンテナと電磁波	ヘルツダイポールアンテナから放射される電磁場がどのような式で表せたのかを復習し，どのような放射をするのかを計算機シミュレーションで確認する．
		3週	ヘルツダイポールアンテナの指向性と放射抵抗	同上
		4週	半波長ダイポールアンテナの放射電界	半波長ダイポールアンテナの放射電界を解析する方法について学ぶ．
		5週	半波長ダイポールアンテナの放射インピーダンスと入力インピーダンス	半波長ダイポールアンテナの入力インピーダンスの計算法について学ぶ．
		6週	相互放射インピーダンス	同上
		7週	アンテナの実効長	アンテナの利得を計算するための準備として，実効長の計算法を学ぶ．
		8週	アンテナの実効面積	同上
	2ndQ
		9週	前期中間試験
		10週	アンテナの利得	アンテナの利得とは何かを知り，仕様が与えられた場合にそれを満足するのに必要なアンテナの利得を計算する．
		11週	放射電力の伝送と無線利得	同上
		12週	様々なアンテナ	各種アンテナ(半波長折り返しアンテナ，八木アンテナ，フェーズトアレー，任意長ダイポールアンテナ，パラボラ，中波送信アンテナ，超短波用垂直アンテナ，ターンスタイルアンテナ，ヘリカルアンテナ，ダイバーシチーアンテナ)の性質を学ぶ．※実際のアンテナのスライドを見る．
		13週	電磁波の反射と屈折	電離気体中での電気的性質と電磁波の屈折，電離層反射，フェージングについて学ぶ
		14週	電波伝搬	同上
		15週	前期期末試験
		16週	試験解説

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	課題	合計
総合評価割合	90	0	0	0	0	10	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	90	0	0	0	0	10	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0