講義内容詳細:電磁波

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年度/Academic Year 2021
授業科目名/Course Title (Japanese) 電磁波
英文科目名/Course Title (English) Electromagnetic Waves
学期/Semester 後期 単位/Credits 2
教員名/Instructor (Japanese) 橋本 修
英文氏名/Instructor (English) HASHIMOTO Osamu

講義概要/Course description
この科目においては、自由空間における電磁波の基本性質や、異種の物質境界での電磁波の透過や反射の現象を通して、電磁波の振る舞いについての基礎的事項を理解する。また、その応用として電波吸収体の設計の基礎などを通じて、理解を深める。
達成目標/Course objectives
電磁波の振る舞いについて理解を深めること、及び電波工学を理解するステップとすること。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class 【オンライン授業(オンデマンド型)での実施】
オリエンテーション
上記講義の概要について詳細に説明する。
事前学習/Preparation 電磁波に関する書籍に目を通しておくこと
事後学習/Reviewing 講義内容について復習すること。
2
授業計画/Class 電磁波の基礎知識
電磁波の発見により無線通信が始まり、その恩恵を受けて現在では、携帯電話、無線LAN、ETCなどが身近な生活に浸透してきた。ここでは、電磁波の歴史、周波数分類、用途などについて述べる。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
3
授業計画/Class マクスウェルの方程式と電磁気現象(その1)
マクスウェルの方程式や電磁気現象を学ぶにあたり、必要不可欠なベクトル解析について復習し、ポアッソンの方程式、ラプラスの方程式、ガウスの定理、ストークスの定理などを理解する。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
4
授業計画/Class マクスウェルの方程式と電磁気現象(その2)
静磁気現象とベクトルポテンシャル、アンペアの回路定理、ベクトルポテンシャル、ビオサバールの法則、ファラデイの電磁誘導法則などについて理解を深める。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
5
授業計画/Class 波動方程式
マクスウェルの方程式から波動方程式を導出し、それをを解くことにより波動についての理解を深める。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
6
授業計画/Class 平面波
マクスウェルの方程式から平面波の電磁界を導出し、TEM波や波動インピーダンスについて理解を深める。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
7
授業計画/Class 偏波と平面波合成
偏波の概念と平面波の合成について、偏波面、直線偏波、円偏波、楕円偏波などの理解を深める。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
8
授業計画/Class 電磁波のエネルギー
電磁波のエネルギーについて、電気エネルギー、磁気エネルギー、エネルギー流密度、ポインテイングベクトル、ポインテイングベクトルと電力、ポインテイングベクトルの複素数表示などについて理解を深める。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
9
授業計画/Class 電磁波の減衰
電磁波の減衰について、伝播定数、減衰定数、位相定数を導出し、導体表面における電磁波や表皮の深さについて理解を深める。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
10
授業計画/Class 中間試験
事前学習/Preparation 前半に学んだ内容について復習しておくこと。
事後学習/Reviewing 理解不足な点を復習すること。
11
授業計画/Class 境界における電磁波・電磁波の反射と屈折
異種の物質境界における電磁波について、その境界条件を誘電体面や金属面について考える。また、反射と屈折を考え、その反射係数や透過係数を導出する。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
12
授業計画/Class 電磁波の定在波
異種の物質境界(金属面や誘電体面)における電磁波について、定在波や定在波エネルギー、そして電圧定在波比などを導出する。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
13
授業計画/Class 伝送線路理論
電波と電気回路について、分布定数回路と集中定数、回路の特性インピーダンス、伝播定数、減衰定数、位相速度、反射係数などを理解する。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
14
授業計画/Class 伝送線路理論の応用
伝送線路理論の応用として、電波吸収体などの設計法を紹介し、伝送線路理論をより深く理解する。
伝送線路理論の応用として、シールド材などを説明する。
事前学習/Preparation テキストの授業計画範囲に目を通しておくこと。
事後学習/Reviewing 講義内容および演習課題について復習すること。
15
授業計画/Class 期末試験
事前学習/Preparation 中間試験以降に学んだ内容について復習しておくこと。
事後学習/Reviewing 理解不足な点を復習すること。
授業方法/Method of instruction
第1回授業はオンデマンド型(CoursePower)で行う。
第2回以降は対面授業(通常型)で実施する。
成績評価方法/Evaluation
1 100% 中間試験と期末試験
教科書/Textbooks
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1 自作のテキストを使用。
参考書/Reference books
 著者名
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タイトル
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出版社
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出版年
Published year
ISBN価格
Price
 
1 橋本修, 川崎繁男共著 新しい電波工学 培風館 1998.10 4563035297 2520円 蔵書情報 / Library information
2 橋本修著 電波吸収体のはなし 日刊工業新聞社 2001.6 4526047740 1800円 蔵書情報 / Library information