電磁波伝搬の基礎

概要

電磁気学の基本的概念を元に,情報や通信,エネルギーの伝達の観点から電磁波伝搬の基本的事項について述べる。 具体的には,マクスウェルの方程式の基礎となるベクトル解析,偏微分方程式の復習,マクスウェルの方程式から波動方程式の導出,その最も簡単な解である平面波の性質,境界面における電磁界の接続と反射・透過現象,また電磁波の放射,アンテナの基礎についてである。 光伝搬,有線・無線通信など電磁波の伝搬に関連した専門科目の基本的知識を提供する。 カリキュラム・ポリシーの「物質の理解と材料・デバイスの創成」,「ものづくりとシステムの創造」の切り口で電磁気学,電磁波を体系的に学び,その内容を理論・技術的に応用展開する能力を修得させる,学修を行う。

目標

電磁界とマクスウェル方程式を理解すること マクスウェル方程式から波動方程式の導出,電磁波の伝搬,電磁波の放射を理解すること 光通信,有線通信,無線通信分野における電磁波の基礎知識を修得すること ディプロマ・ポリシーの「物質の理解と材料・デバイスの創成」,「ものづくりとシステムの創造」の切り口で電気・電子工学,電磁波を学ぶことによって,科学・技術の諸問題を解決する力を身につけ,独創的な研究を推進し,科学・技術のさらなる発展へ貢献する能力,の修得を目標とする。

授業外の学習

【予習】(所要時間:各回80 分程度) ・授業で使用する配布資料を事前に読み,空欄の部分にどのような語句や数式が当てはまるか参考資料等で調べて予想を付けておく。 ・配布資料に関連する基本的知識が足りない場合は,「電磁気学」,「電磁波工学」などの参考書を読み理解する。 【復習】(所要時間:各回110 分程度) ・配布資料および自筆ノート・メモ等を利用し,講義内容を要約してみる。また,参考資料を使用して体系的な理解をする。 ・授業内で行った小テストを再度解いてみて,講義内容の知識を確認する。 ・発展的な理解をするために,参考資料の章末問題を解いてみる。 ・事前に抱いていた疑問点が解消されたか確認する。授業後に残った疑問点については,再度体系的な参考資料を使用したり,担当教員に質問したりして解消を図る。

所要時間: 190分