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授業情報／Course information

科目一覧へ戻る 2020/10/22 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 計算電磁気学
科目名（英文）
／Course
時間割コード
／Registration Code		 61211301
学部（研究科）
／Faculty		 情報系工学研究科 博士前期課程
学科（専攻）
／Department		 システム工学専攻
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○岸原　充佳
オフィスアワー
／Office Hour		 岸原　充佳(月曜5限2409室)
開講年度
／Year of the Course		 2020年度
開講期間
／Term		 前期
対象学生
／Eligible Students		 1年,2年
単位数
／Credits		 2
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2020/02/18
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 電磁波回路の諸問題を解決する方法として、Maxwellの方程式に基づく様々な数値アルゴリズムを取り上げて解説する。また、簡易な計算機シミュレーションを通して、電磁波の伝搬特性、電磁波回路の周波数特性などの評価例を紹介する。
履修に必要な知識・能力・キーワード
／Prerequisites and Keywords		 履修に必要な知識・能力：C言語を習得していることが望ましい。
キーワード：数値解析アルゴリズム、FDTD法、C言語、電磁波散乱問題、アンテナ
履修上の注意
／Notes		 前回までに学習した内容を必ず復習した上で出席すること。
教科書
／Textbook(s)		 使用しません。プリント配布。
参考文献等
／References		 K.S. Kunz, R.J. Luebbers, The Finite Difference Time Domain Method for Electromagnetics, CRC Press
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 予め次回の授業箇所を指示するので、テキスト(プリント)の該当箇所を熟読して授業に臨むこと。また、テキストにある「PROBLEM SET」を解いてみること。
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
備考
／Notes
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配付資料
／Handouts
1 1 [概要]
授業の概要説明とMaxwell方程式の復習を行う。		 FDTD法に関するテキストを配布する。
2 2 [無線通信における電磁波回路の役割]
アンテナなど無線通信に使われる電磁波回路について説明する。
3 3 [主な数値解析アルゴリズム]
電磁波回路特性や伝搬特性の解析に使用される主な数値解析手法を紹介する。
4 4 [FDTD法の基本概念]
有限差分時間領域法による偏微分方程式の解法について説明する。
5 5 [Maxwell方程式の離散化]
Maxwell方程式を離散化し、FDTD法を適用する。
6 6 [空間と時間のステップ]
Maxwell方程式へFDTD法を適用した場合の空間と時間の離散化間隔について議論する。
7 7 [境界条件１]
計算領域の端部における吸収境界条件について議論する。(1次元空間)
8 8 [境界条件２]
完全整合層について議論する。(2次元空間)
9 9 [波源]
ガウシアンパルス、正弦波、およびハードソース、ソフトソースの違いと役割を説明する。
10 10 [電磁界分布と周波数特性]
散乱電磁界のシミュレーション、および周波数特性の計算方法を示す。
11 11 [シミュレーション課題の説明]
C言語によるFDTDシミュレーションプログラムの作成方法について説明する。		 プログラム作成 シミュレーション課題
12 12 [応用(1) ]
障害物による電磁波の散乱		 プログラム作成
13 13 [応用(2) ]
アンテナの放射特性		 プログラム作成
14 14 [応用(3) ]
受動回路素子		 プログラム作成
15 15 [総括]
これまでの授業内容を総括する。
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識・理解
／Knowledge & Undestanding		 技能・表現
／Skills & Expressions		 思考・判断
／Thoughts & Decisions		 伝達・コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude
1 電磁波回路の役割を理解する。 ○
2 FDTD法によるMaxwell方程式の解法を理解する。 ○ ○
3 電磁波の伝搬特性，解析方法を学ぶ。 ○ ○
4 様々な電磁波回路の周波数特性を学ぶ。 ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.		 レポート 発表
1 電磁波回路の役割を理解する。 ○
2 FDTD法によるMaxwell方程式の解法を理解する。 ○ ○
3 電磁波の伝搬特性，解析方法を学ぶ。 ○ ○
4 様々な電磁波回路の周波数特性を学ぶ。 ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 70 30

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