İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Uygulamalı Elektromagnetik Teori Course Name Applied Electromagnetic Theory Kodu (Code) TEL503E Lisansüstü Program (Graduate Program) Dersin Türü (Course Type) Yarıyılı (Semester) Güz Fall Kredisi (Local Credits) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Ders Seviyesi (Course Level) 3 7.5 YL (M.Sc.) Telekomünikasyon Programı Telecommunications Zorunlu (Compulsary) Dersin Dili (Course Language) İngilizce (English) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Maxwell ve Dalga denklemleri. Elektromanyetik teorinin temel teoremleri. Homojen olmayan ve tabakalı ortamlarda dalgalar. Skaler ve vektörel dalga denklemleri için Green fonksiyonları. Silindirik ve Küresel Dalga Fonksiyonları, Green Fonksiyonları ve İntegral Denklemler, Kaynakların Spektral Gösterilimi, Dalga Kılavuzu Yapıları, Kanonik Saçılma Problemleri, Saçılma ve Difraksiyon Problemleri, Sayısal Yöntemler. Maxwell's and wave equations. Fundamental Theorems of Electromagnetic Theory, Waves in Inhomogeneous and Stratified Media. Green s functions for scalar and vectorial wave equation. Green's functions and integral equations. Spectral Represantation of Sources. Cylindrical and spherical wave functions. Wave Guiding Structures. Canonical Scattering Problems. Scattering and diffraction problems, Numerical Methods. 1.Elektromagnetik teorinin matematik temellerinin ileri düzeyde öğrenilmesi. 2.Elektromagnetiğin çeşitli uygulamaları için araştırmaya temel olacak kavram ve yöntemlerin öğrenilmesi 3.Karmaşık yapıdaki elektromagnetik problemlerin çözümünde kullanılan temel analitik ve sayısal çözümlerin öğrenilmesi 1. To teach the mathematical background of the electromagnetic theory in advanced level. 2. To teach the fundamental concepts and methods of electromagnetic theory which are required for advanced research. 3. To teach the analytical and numerical techniques for the solution of complex electromagnetic problems Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar; 1. Elektromanyetik teorinin matematik altyapısını kavrar ve temel çözümleri öğrenirler 2. Dalga denkleminin çeşitli koordinat sistemlerindeki çözümlerini özel fonsiyonlar yardımıyla ifade edebilirler 3. Elektromagnetikte kullanılan Green fonksiyonlarını ve bunlar yardımıyla problemleri integral denklemlerle ifade edebilmeyi öğrenirler. 4. Silindir, küre veya bu şekillerden oluşturulmuş tabakalı ortamlara ilişkin kanonik saçılma problemlerinin temel çözümünü yapabilirler 5. Dalga Kılavuzu yapılarını analiz edebilirler. 6. Elektromagnetikte uygulanan bazı sayısal yöntemlerin temel yapısını bilirler. M.Sc./Ph.D. students who successfully pass this course gain knowledge, skill and competency in the following subjects; 1. Mathematical backgrounds and the methods of the EM theory, Fundamental solutions. 2. Solution of the wave equation in basic coordinate systems, knowledge on special functions which are the solutions of wave equation. 3. Green s functions which are used in electromagnetic theory, formulation of the problems by integral equations using Green s functions 4. Solving the fundamental scattering problems related to canonical structures such as cylinder and sphere or the media stratified by cylindrically or spherically. 5. Analysing waveguiding structures. 6. Knowledge on some numerical techniques applied for the solution of electromagnetic scattering problems.
Kaynaklar (References) En önemli 5 adedini belirtiniz 1. C. A. Balanis, Advanced engineering electromagnetics, New York : Wiley, 1989. 2. A. F. Peterson, S. L. Ray, R. Mittra, Computational Methods for Electromagnetics IEEE Press 1999. 3. R.G. Harrington; "Time Harmonic Electromagnetic Fields", McGraw- Hill Book Co; 1961. 4. I.A. Stratton; "Electromagnetic Theory", McGraw-Hill Book Co., 1941. 5. W Cho Chew, Waves and Fields in Inhomogeneous Media, IEEE Press, 1995 6. A. Ishimaru, Electromagnetic Wave Propagation, Radiation, and Scattering Prentice Hall, 1990 7. Hyo J. Eom Electromagnetic Wave Theory for Boundary-Value Problems: An Advanced Course on Analytical Methods" Springer, 2004. Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) DEGERLENDIRMELER ÖDEV VE PROJE AĞIRLIKLI OLACAKTIR THE COURSE WILL INCLUDE MANY HOMEWORKS Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) MATLAB TABANLI BAZI ODEVLER OLACAKTIR. THERE WILL BE MATLAB BASED HOMEWORKS. Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları 1 20 (Assessment Criteria) (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler 2 40 (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) 1 40 *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Elektromagnetiğe Giriş, Maxwell Denklemleri, Dalga Denklemi, Sınır Koşulları, 1 Elektromagnetiğin Temel Teoremleri 2 Dalga Denkleminin değişik koordinat sistemlerindeki temel çözümleri 1,2 3 Green Fonksiyonlarına Giriş, Dirac Distribüsyonu, Uzaysal impals cevabı 3 4 Skaler Dalga Denklemi için Green Fonksiyonunun Çeşitli Koordinat Sistemlerindeki İfadesi 2,3 5 Kaynakların Spektral Gösterilimi ve Green Fonksiyonları ile İlişkisi Tabakalı ortamlarda Green 3 Fonksiyonları 6 Green Fonksiyonları ve İntegral Denklemler 3,4 7 Dyadik Green Fonsiyonlarına Giriş 3 8 Dyadik Green Fonsiyonları 3,4 9 Temel kanonik Yapılara İlişkin Saçılma Problemleri, Dairesel Silindirden Saçılma, Watson 1,2,4 Transformu 10 Temel kanonik Yapılara İlişkin Saçılma Problemleri, Küreden Saçılma, Mie Serileri 1,2,4 11 Kılavuzlanmış Dalgalar, Kapalı yapılarda Green fonksiyonları, Ayrık Spektrum Problemleri 3,5 12 Saçılma Problemlerine Giriş, Karmaşık yapıdaki Cisimlerden Saçılma 3,4,6 13 Saçılma Problemlerinin İntegral Denklemlerle Formülasyonu 3,4,6 14 İntegral denklemlerin Sayısal Çözümleri (MoM) 6 COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Introduction to Electromagnetics, Maxwell s and Wave Equations, Boundary Conditions, 1 Fundamental Theorems of Electromagnetics 2 Solution of wave Equation in elementary coordinate systems. 1,2 3 Introduction to Green s Functions, Dirac Distributions, Spatial impuls concept 3 4 Green s functions for Scalar wave equation in Cartesian, cylindrical and spherical coordinates 2,3 5 Spectral Represantation of sources and Relationship between Green s Functions. Green s 3 Functions in Layered Media 6 Green s Functions and integral Equations 3,4 7 Introduction to Dyadic Green s Functions 3 8 Dyadic Green s Functions cntd. 3,4 9 Scattering Problems related to canonical structures, Scattering by circular cylinder and 1,2,4 Watson Transform 10 Scattering Problems related to canonical structures, Scattering by sphere and Mie Series 1,2,4 11 Guided Waves, Discrete Spectrum 3,5 12 Introduction to scattering problems related to complex structures 3,4,6 13 Integral equation formulation of scattering phenomenon 3,4,6 14 Numerical Methods for the solution of integral equations (MoM) 6
Dersin. Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Telekomünikasyon Mühendisliği alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve bu bilgileri kullanarak sorunları çözümleyebilme (bilgi ve beceri). ii. Telekomünikasyon Mühendisliği nin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme, edindiği bilgileri farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler üretebilme (beceri). iii. Telekomünikasyon Mühendisliği ile ilgili uzmanlık gerektiren sorunların çözümü için yeni yaklaşımlar geliştirebilme, sorumluluk alarak çözüm üretebilme ve uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). iv. Telekomünikasyon Mühendisliği nde edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). v. Telekomünikasyon Mühendisliği ndeki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını ulusal veya uluslar arası gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). vi. vii. viii. ix. İngilizce kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). Bilgisayar yazılımı ile birlikte bileşim ve iletişim teknolojilerini yüksek düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). Telekomünikasyon Mühendisliği ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme (Alana Özgü Yetkinlik). Telekomünikasyon Mühendisliği ile ilgili konularda uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). Katkı Seviyesi 1 2 3 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam Relationship between the Course and.. Program Program Outcomes i. Developing and intensifying knowledge that requires expertise in the area of Telecommunication Engineering, and gaining the skills necessary to analyze and solve problems using this knowledge (knowledge and skill) ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to Telecommunication Engineering, interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from Telecommunication Engineering and the knowledge from various other disciplines (skill). iii. Developing new approaches to solve the complex problems arising in Telecommunication Engineering, coming up with solutions while taking responsibility and carrying out a specific study independently. (Competence to work independently and take responsibility). iv. Assessing the knowledge and skill gained in the area of Telecommunication Engineering with a critical view (Learning Competence). v. Systematically transferring the current developments and one s own work in Telecommunication Engineering, to other groups in written, oral and visual forms (Communication and Social Competency). vi. Establishing written and oral communication in English (Communication and Social Competency). vii. Competence in using the computer software together with the information and communication technologies. (Communication and Social Competency). viii. The ability to control the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the Telecommunication Engineering related data taking into consideration scientific, cultural and ethical values and the ability to teach these values to others (Area Specific Competency). Level of Contribution 1 2 3
ix. Developing application plans concerning the subjects related to Telecommunication Engineering and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency). 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Ali Yapar Tarih (Date) 20 Haziran 2011 İmza (Signature)