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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
電気電子工学専攻
対象課程 科目名 単位数 科目コード 開講時期 授業科目区分
博士前期課程(修士課程)
通信・電波統合特論
Transmission and Electromagnetic Waves
4 2585-01 2022年度
前学期
関係科目
担当教員名
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.マイクロ波回路 2.分布定数回路 3.電磁波の放射 4.アンテナの特性 5.数値解析法 前半では,移動通信や無線LANなど各種の無線通信システムで用いられているマイクロ波回 路を取り扱う.基礎となる分布定数回路の考え方を習得するとともに,課題に基づき回路の 設計・製作・測定のプロセスを経験することにより高い周波数の信号を波として捉える感覚 を養う.後半では,アンテナについて,基礎理論と応用に関し学習する.電磁波放射理論と マイクロストリップアンテナなどの放射特性とそれらの解析法について学ぶとともに,簡単 なアンテナの具体的な設計を行い,特性解析,モデル試作・実験を行う.
授業の概要および学習上の助言
授業では以下の内容について扱う. 1.マイクロ波回路の基礎    (準備として)分布定数回路の取り扱い,インピーダンス整合,散乱(S)行列について理解する. 2.伝送線路と受動回路    近年主に用いられている平面構造の伝送線路およびそれを用いた代表的な受動回路について学ぶ. 3.アンテナ工学の基礎    電磁波の放射の基礎について学ぶとともに,インピーダンスや指向性など,アンテナ特性について理解する. 4.アンテナの数値解析    アンテナの数値解析法について学ぶ. 5.アンテナの測定法    アンテナの試作実験を行うための測定法に関する基礎知識を習得する. 6.試作実験    アンテナモデルを試作し,そのインピーダンス特性,指向性などの諸特性を測定する.
教科書および参考書・リザーブドブック
適宜資料を配布する.
履修に必要な予備知識や技能
マイクロ波回路を理解するためには分布定数回路の基本的な事項が身についていることが望ましいが,特に知識がなくても大 きな支障がないよう講義を進める.アンテナは電気回路の信号と空間中の電波との変換器として動作するので,入力インピー ダンス整合が必要である.一方、アンテナと空間の関係については指向性などの放射特性を把握する必要がある.それらのア ンテナの特性は電波工学,電気磁気学の知識をベースに理解することができる.したがって電波工学,電気磁気学については 十分復習しておくこと.授業では講義の他,マイクロ波回路とアンテナの特性解析,試作実験などを行う.
学生が達成すべき行動目標
No.
分布定数回路を伝わる波とその反射,透過の概念を理解し,基本的な計算ができる .
マイクロ波回路で用いられる代表的な回路要素についてその動作を説明できる.
簡単なマイクロ波回路を自ら設計・製作し,その測定ができる.
アンテナの役割と機能について説明できる.
アンテナの特性について説明でき,基礎的な計算ができる.
簡単なアンテナを自ら設計・製作し,その測定ができる.
達成度評価
評価方法 試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 0 20 20 40 20 0 0 100
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験
クイズ
小テスト
マイクロ波回路,アンテナ工学について,それぞれ理解度を確認する.
レポート マイクロ波回路,アンテナ工学について,それぞれ課題を課す.また設計・製作の過程や測定結果につい てまとめたレポートを評価する.
成果発表
(口頭・実技)
設計・製作したマイクロ波回路,アンテナについての発表内容を評価する.
作品 設計・製作したマイクロ波回路,アンテナの評価をおこなう.
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
分布定数回路を伝わる波とその反射,透過について理解し,整 合回路の設計ができる. 簡単なマイクロ波回路の設計,製作,測定ができる. アンテナの役割と機能について十分説明できる.電磁波の放射 について説明でき,基礎的な計算が正しくできる.アンテナの 指向性,利得,インピーダンスについて説明でき,基礎的な計 算が十分できる.アンテナ特性のコンピュータシミュレーショ ンによる解析について十分説明できる.アンテナのモデル試作 ・実験による特性解析について十分説明できる. 分布定数回路を伝わる波とその反射,透過について理解し,簡 単なマイクロ波回路の設計,製作ができる. アンテナの役割と機能について説明できる.電磁波の放射につ いて説明でき,基礎的な計算ができる.アンテナの指向性,利 得,インピーダンスについて説明でき,基礎的な計算ができる .アンテナ特性のコンピュータシミュレーションによる解析に ついて説明できる.アンテナのモデル試作・実験による特性解 析について説明できる.
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1 「マイクロ波回路」 分布定数回路の基礎,スミスチャート 講義 200
2 「マイクロ波回路」 インピーダンス整合,散乱行列,シグナルフローグラ フ,各種伝送線路と回路構造 講義 200
3 「マイクロ波回路」 各種マイクロ波受動回路,マイクロ波回路シミュレー タの使い方 講義と演習 200
4 「マイクロ波回路」 マイクロ波回路の設計 演習と実験 200
5 「マイクロ波回路」 マイクロ波回路の設計・製作 演習と実験 200
6 「マイクロ波回路」 マイクロ波回路の製作・測定 演習と実験 200
7 「マイクロ波回路」 成果発表,前半のまとめ 成果発表 200
8 「アンテナ工学」 放射の基礎、アンテナの特性 講義 200
9 「アンテナ工学」 各種アンテナ(1) 講義 200
10 「アンテナ工学」 各種アンテナ(2) 講義 200
11 「アンテナ工学」 アンテナの測定法 講義 200
12 「アンテナの数値解析法」 有限要素法によるアンテナ解析法 講義 200
13 「アンテナの試作実験」 アンテナ特性の測定・実験 演習と実験 200
14 「アンテナのまとめ」 成果発表 成果発表 200
15 自己点検授業 振返りと自己点検 200