EI2420 Elektromagnetisk vågutbredning 7,5 hp

Electromagnetic Wave Propagation

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

    Elektroteknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

VT19 TEFRM för programstuderande

VT20 TEFRM för programstuderande

Lärandemål

Kursen behandlar metoder för att beskriva, beräkna och uppskatta strålande och spridda elektromagnetiska fält.

Mål

Efter fullgjord kurs ska teknologen kunna:

  • Använda Greensfunktioner till integralframställningar av elektromagnetiskt fält i externa och interna områden av godtycklig geometri.
  • Förklara uppskattningar och approximationer vid användande av integralframställningar av elektromagnetiska fält.
  • Relatera fältet till källorna.
  • Välja metod för att lösa integralekvationer för några typfall
  • Använda ekvivalensprincipen för strömmar för representation av elektromagnetiska fält
  • Konstruera och motivera approximationerna för en reflektorantenn.
  • Numeriskt beräkna strömfördelning, spridning och/eller reflektion samt transmission för tre typfall: trådantenn, skiktad sfär och dipol över ett horisontellt plan.
  • Framställa det utstrålade fältet medelst de elektromagnetiska multipolerna. (vektorklotytefunktioner)
  • Känna till och tillämpa approximationerna geometrisk optik och fysikalisk optik
  • Beräkna spridningstvärsnittet från ett objekt.
  • Analysera fältet från en dipol över ett ledande plan
  • Använda steepest descent, stationär fas och sadelpunktsmetoden för att approximera integral representationer av fält och välja vilken som ska tillämpas på givet problem.
  • Lösa problem med nollfältsmetoden och känna till och använda egenskaper hos T-matrisen
  • Härleda integralekvationerna i tidsdomän från en given tidsharmonisk integral ekvation. Känna till skillnader och likheter mellan behandling av tidsharmoniska och transienta förlopp.
  • Skriva utförliga inlämningsrapporter med motiveringar för beräkningar och förklaringar om simuleringsresultat i samband med laborationer.

Kursens huvudsakliga innehåll

Föreläsningar:

Lektionerna är upplagda efter boken Ström & Jonsson. Kursen behandlar spridning av fält för godtyckliga geometrier. Integralekvationer och representation för det elektromagnetiska fältet. Multipolfält. En viktig del är approximationsförfaranden för uppskattningar av fält, vilket studeras i flera typfall. Kursen behandlar fält från reflektorantenner, spridare, och ett markplans betydelse för strålande fält. Kursens är en på en avancerad nivå och förbereder för att arbeta med strålande fält, alternativt kan kursen användas som en forskningsförberedande kurs. Materialet ansluter till aktuella resultat i litteraturen.

Laborationer:

Övningar på några av kursens moment.

Behörighet

150 hp inom teknik eller naturvetenskap inklusive  elektromagnetisk fältteori motsvarande kurserna EI1200 och EI1210, eller istället kursen EI1240, samt engelska B eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Fysikens matematiska metoder
Komplex analys
EI2410 Fältteori för vågledare, rekommenderas
Viss kännedom om numeriska program, som Matlab

Litteratur

S. Ström and L. Jonsson, Electromagnetic Wave Propagation

Examination

  • TEN1 - Tentamen, 7,5, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Tre laborationer. En muntlig tentamina

Ges av

EECS/Energi och elektroteknik

Kontaktperson

Lars Jonsson

Examinator

Lars Jonsson <ljonsson@kth.se>

Övrig information

Skriftlig tenta,

Schemat är preliminärt, och kommer att korrigeras så att så många intresserade som möjligt kan delta efter tredje föreläsningen.

Påbyggnad

Doktorandkurserna EI3200, EI3300 etc.

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med VT2019.
Examinationsinformation gäller från och med VT2019.