電磁波工学 A5-0310

電磁波工学
A5-0310
教員名 : 伊藤 芳浩
E-mail：[email protected]
教員室 : C311（0144-67-8076）
Electromagnetic Wave Engineering
電気電子工学科５年
単位数・必修/選択・授業時間
２学修単位 A・必修・前期週３時間
授業の進め方
第２学年および第３学年で学んだ電気磁気学について、ベクトル解析を用いてより一般的に考察するとともに、巨視
的な電気磁気現象がすべてマクスウェルの方程式により説明されることを講義し、またマクスウェルの方程式を基本的
な電磁波動現象、および通信工学における伝送媒体に適用し、その理論・現象について教授する。
第４学年までに習得した微分積分、応用数学でのベクトル解析、電気磁気学、電気回路等の知識を前提とする。
履修上の注意
適宜行われる演習に備えて、普段から自学自習に努め、復習は欠かさず行うこと。
授
授
業
項
業
目
の
授業
時間
内
容
授 業 項 目 に 対 す る 達 成 目 標
１．ベクトル電磁気学
1-1 場の概念、基本法則の積分形と微分形の意味
1-2 静電界、定常電流界、静磁界
1-3 電磁界、変位電流、マクスウェルの方程式
1-4 境界条件、ポインティングベクトル
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場の概念や、電気磁気学における基本法則の物理的意
味を理解できる。
巨視的電磁現象が全てマクスウェルの方程式によって
表されることを理解できる。
２．波動方程式・平面波
2-1 波動方程式
2-2 平面波・位相速度
6
マクスウェルの方程式の最も簡単な解としての平面波
の表現及び性質を理解できる。
－－－ 前期中間試験 －－－
2
３．物質中における電磁波
3-1 平面波の反射と屈折
3-2 物体中の平面波
3-3 表皮効果
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境界条件を適用してスネルの法則やフレネルの公式を
導く過程を理解し、具体的問題に応用できる。
表皮効果がなぜ生じるのか理解でき、表皮の厚さを計
算できる。
４．電磁波の伝送
4-1 ＴＥＭ波の一般的性質
4-2 伝送線路の特性
4-3 同軸線路、導波管
－－－ 前期期末試験 －－－
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有線の伝送線路における往復線路の線路定数を計算で
きる。
導波管内での電磁波の振る舞いが理解できる。
導波管のモードについて理解できる。
電気磁気学、電気回路と関連する項目や本講義内容の
復習・予習、課題レポートや演習問題への取り組み、
自学自習時間
60
および中間・定期試験対策など、本講義の内容理解に
努めた時間を総合したものとする。
１）第２学年および第３学年で学んだ電気磁気学について、ベクトル解析を用いてより一般的に考察
することができ、巨視的電気磁気現象が全てマクスウェルの方程式により説明されることを理解
できる。
２）マクスウェルの方程式を基本的な電磁波動現象および通信工学における伝送媒体に適用し、電磁
波の伝搬・反射・屈折などの現象、伝送路における電磁波の伝搬について理解できる。
達 成 目 標
学習目標
Ⅱ
本科の点検項目（「環境・生産システム工学」教育プログラム学習・
D-ⅳ, E-ⅱ,H-ⅰ
教育到達目標）
JABEE 基準 1 学習・教育到達目標
評価の観点
(c),(d)(1),(e)
以下の観点で達成度の評価を行う。
１） 用語、公式、法則、定理等を正確に述べ、説明できるか。
（知識力と理解力
２） 問題の内容を適切に把握し、その問題を解くための公式、法則、定理等を適切に選択することが
できるか。
（把握力と構想力）
３） 式を正確に変形でき、適切に解くことができるか。
（計算力）
公式、法則、定理等に基づいた論証を適切に展開できるか。
（論理力）
関 連 科 目
電気回路Ⅲ、電気磁気学Ⅰ・Ⅱ、応用数学、通信工学Ⅰ・Ⅱ、応用物理、光エレクトロニクス
教
三輪 進 著「高周波の基礎」
科
書
参 考 図 書
東京電機大学出版局
鹿子嶋 慶一 著「光・電磁波工学」 コロナ社
砂川 重信 著「電磁気学の考え方」 岩波書店
John D. Kraus: “Electromagnetics”, McGraw-Hill Education.
講義及び試験の
内容水準確認の
ための参考資料
鹿子嶋 慶一 著「光・電磁波工学」 コロナ社
D.Dearholt, W.McSpadden :“Electromagnetic Wave Propagation”, Dover Pubns.
評価法及び基準
達成目標に関する内容の試験および課題レポートによって、評価の観点の１）～４）に基づいて総合
的に達成度を評価する。評価の割合は、定期試験 50％、中間試験 30％、演習および課題レポート 20％
とし、合格点は 60 点以上とする。再試験は実施することがある。この場合の評価点は 60 点を限度と
する。
備
考