電磁波工学

http://www.kayanolab.cei.uec.ac.jp/course.html

(a)主題:この科目は、無線通信方式の情報通信機器の最終段階に関する基本知識を学ぶ。電磁波をどのようにしてアンテナに送っているか、電磁波の物理的な基礎概念、アンテナの性質などについて、電磁波の伝送方式やアンテナの基本事項を学ぶ。
(b)達成目標:高周波信号伝送に必要な分布伝送線路理論、マクスウェル方程式の解析法、アンテナに関する基礎知識を身につける。

電磁気学および演習、ベクトルと行列第一・第二

基礎物理学第一・第二・第三、電気回路学および演習、基礎解析学

村野公俊著, 「基礎電磁波工学」、数理工学社
可能な範囲で図書館などで他の電磁波工学の書籍を各自参考にして下さい。たとえば
長谷部望著、「電波工学」、コロナ社
安達三郎著、「電磁波工学」、 コロナ社
など。

講義は, 以下の順序で進める.
以下の内容について講義を行う。
第一回 電磁波工学について、ベクトル解析
第二回 マクスウェルの方程式
第三回 波動方程式、ヘルムホルツ方程式
第四回 波動インピーダンス
第五回 平面波、偏波
第六回 ポインティングの定理
第七回 電磁波の境界条件
第八回 異なる媒質境界での平面波の反射
第九回 伝送線路の基礎、集中定数回路と分布定数回路
第十回 電信方程式、電圧定在波
第十一回 反射係数、伝送線路の入力インピーダンス
第十二回 ポテンシャルを用いた波動方程式
第十三回 電磁界の求め方
第十四回 電磁波の放射とアンテナ
第十五回 アンテナのパラメタ

使用する「道具」としての数学・ベクトル解析については各自で勉強しておくこと。授業内で全ての式の導出は行えないので、省いた箇所は各自で復習して導出しておく必要がある。資料を配布して理解度を高める方針であるが, 配布された資料の内容について予習, 復習をしておくように心がけてほしい.

[成績評価方法]
レポート、小テストと期末試験で評価する。割合は下記の通り:
レポート、小テスト:30%
期末試験:70%
追試験や追加レポート提出による単位認定は行わない。
※2025年度の期末試験は2025年3月4日段階では検討中であり, 他の評価(例えば期末試験に相当するレポート課題)をする場合がある.

[評価基準]
上記の配点で、60点以上をとること。
・マクスウェルの方程式の一般的な性質を説明できること
・各種媒質中の平面波の伝搬・反射について、性質を説明できること
・伝送線路、アンテナの基本的な式を説明できること

特に設けませんが, 事前にメールなどにより別途アポイントを取ること.

電磁波工学は情報化社会を担う無線通信機器に必要不可欠な知識です。ハード系を志す諸君には常識として知っておく必要がある大事な科目です。最近の電子機器は高速高周波化の傾向にあり、集中定数回路の知識だけでは製品の開発はできません。この授業においては、マイクロ波回路や電磁波関連事項の基礎的事項を習得することを目指すものです。

○授業形態: 対面
○使用ツール: Google classroom