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| 科目一覧へ戻る | 2021/09/22 現在 |
| 科目名（和文） ／Course |
波動情報工学特論 |
|---|---|
| 科目名（英文） ／Course |
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| 時間割コード ／Registration Code |
81A11001 |
| 学部（研究科） ／Faculty |
情報系工学研究科 博士後期課程 |
| 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 |
○大久保 賢祐 |
| オフィスアワー ／Office Hour |
大久保 賢祐( 前期：月曜５限＠2410研究室 後期：火曜４限＠2410研究室 その他，在室中はいつでも) |
| 開講年度 ／Year of the Course |
2021年度 |
| 開講期間 ／Term |
前期 |
| 対象学生 ／Eligible Students |
1年,2年,3年 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 更新日 ／Date of renewal |
2021/02/25 |
|---|---|
| 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 |
近年，空隙を有する環状の金属共振器と細線を交互に配置した周期構造をもつ人工媒質(メタマテリアル)がマイクロ波に対して負の屈折率特性を示すことが見いだされた．さらに等価回路的手法を用い，従来の分布定数線路に直列容量および並列インダクタンスを周期的に装荷した構造による右手?左手系複合伝送線路(Composite Right/Left-Landed Transmission Line: CRLH-TL)によってLHMが構成できることが報告された．これを機にLHMの特性を利用した新たなマイクロ波回路および機能素子への研究が活発化し，これまでにLHMの後退波特性を利用したマイクロ波カプラや漏波アンテナ等が報告されている．本講ではCRLH-TLを中心にLHMを伝搬する電磁波の性質およびマイクロ波?ミリ波機能素子への応用について学習する. |
| 履修に必要な知識?能力?キーワード ／Prerequisites and Keywords |
メタマテリアル，左手系媒質，右手?左手系複合 伝送線路，負の屈折，スーパーレンズ |
| 履修上の注意 ／Notes |
電磁気学，電気回路，電磁波工学の知識が必要です． |
| 教科書 ／Textbook(s) |
英文の関連資料を配布する. |
| 参考文献等 ／References |
1. C. Caloz and T. Itoh, Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications, Wiley-Interscience, 2006. ISBN 0-471-66985-7. 2. G.V.Eleftheriades, K.G.Balmain, Negative-Refraction Metamaterials: Fundamental Principles and Applications, Wiley-Interscience, 2005. ISBN 0-471-60146-2. 3. Capolino, Filippo【編】/萩行 正憲/石原 照也/真田 篤志【監訳】，メタマテリアルハンドブック 基礎編?応用編，講談社．基礎編：ISBN978-4-06-156517-3, 応用編：ISBN978-4-06-156518-0. |
| 自主学習ガイド ／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework |
学部での電磁気学，電磁波工学等の講義の復習が大切である．分布定数線路を理解するとCRLH-TLの理解が容易になる． |
| 資格等に関する事項 ／Attention Relating to Professional License |
特に無し |
| 備考 ／Notes |
| 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 | [授業概要説明] ガイダンスおよび，メタマテリアルとその応用分野について説明する. |
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| 2 | 2 | [メタマテリアルの歴史と分類] メタマテリアルの歴史と分類について説明する. |
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| 3 | 3 | [マクスウェル方程式と構成関係式] マクスウェル方程式と構成関係式について説明する. |
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| 4 | 4 | [位相速度?群速度] 位相速度?群速度について説明する. |
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| 5 | 5 | [メタマテリアルの基礎1] 負の屈折率，エバネセント波の増幅について説明する. |
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| 6 | 6 | [メタマテリアルの基礎2] スーパーレンズについて説明する. |
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| 7 | 7 | [メタマテリアルの基礎3] 左手系媒質の反射と透過について説明する. |
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| 8 | 8 | [メタマテリアルの基礎4] スプリットリング共振器と細線で構成された左手系媒質について説明する. |
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| 9 | 9 | [CRLH-TL型メタマテリアル1] 左手系媒質と伝送線路理論について説明する. |
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| 10 | 10 | [CRLH-TL型メタマテリアル2] 右手?左手系複合伝送線路(CRLH-TL)について説明する. |
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| 11 | 11 | [CRLH-TL型メタマテリアル3] ブロッホインピーダンスについて説明する. |
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| 12 | 12 | [CRLH-TL型メタマテリアル4] CRLH-TLを用いた漏波アンテナについて説明する. |
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| 13 | 13 | [CRLH-TL型メタマテリアル5] CRLH-TLを用いたマイクロ波カプラについて説明する. |
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| 14 | 14 | [CRLH-TL型メタマテリアル6] フェライトを用いたCRLH-TLについて説明する. |
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| 15 | 15 | [変換電磁気学] 変換電磁気学，透明マントについて説明する. |
| 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 | 左手系の伝搬，すなわち負の屈折率をもつ媒質においても，電界べクトル，磁界べクトルおよび波数べクトルはマクスウェル方程式を満たし電磁波が伝搬をすること，を理解すること. | ○ | ○ | |||||
| 2 | 後退波特性および負の屈折による集光作用について理解すること. | ○ | ○ | |||||
| 3 | CRLH-TL型メタマテリアルの構成法を理解すること. | ○ | ○ |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
定期試験 ／Exam. |
授業中の発表 | レポート | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 左手系の伝搬，すなわち負の屈折率をもつ媒質においても，電界べクトル，磁界べクトルおよび波数べクトルはマクスウェル方程式を満たし電磁波が伝搬をすること，を理解すること. | ○ | ○ | ||||
| 2 | 後退波特性および負の屈折による集光作用について理解すること. | ○ | ○ | ||||
| 3 | CRLH-TL型メタマテリアルの構成法を理解すること. | ○ | ○ | ||||
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評価割合（％） ／Allocation of Marks |
50 | 50 | |||||