P4 通信システム P4.1 ディジタルフィルタの設計とその応用 P4.2 伝送線路のFDTD解析 P4.2 H4.1 P4.1 H4.1 アナログ 信号 サンプリング AD 変換 ディジタル 信号処理 変調 伝送 ディジタル信号処理の更なる理解のために 離散フーリエ変換による信号解析の理解 ディジタルフィルタの設計と性能評価 伝送線路における信号伝搬の解析手法の体得
P4.1 ディジタルフィルタの設計とその応用 1. ディジタルフィルタの基礎 （１）線形と非線形特性を持つディジタルフィルタの理解 （２）離散フーリエ変換による信号解析 2. ディジタルフィルタの設計とその応用 （１）フーリエ級数法による設計 （２）周波数サンプリング法による設計 どちらか好きな方を選択 具体的には、低域・高域・帯域通過フィルタを設計し、 離散フーリエ変換によりその入出力特性を調べる。 注意：Ｃ言語を利用して、実験を行う。
P4.1 ディジタルフィルタの例 時間領域 周波数領域 ローパスフィルタ 時間領域 ※C言語で実装する 周波数解析 （フーリエ変換） 振 幅 時間 [ms] 周波数 [Hz] ローパスフィルタ 振 幅 時間領域 時間 [ms] 周波数 [Hz] ※C言語で実装する
P4.2 伝送線路のFDTD解析 2線式伝送線路 上記線路の 微小区間の等価回路 （分布定数回路） 電信方程式 i(t,z) 信号源 入 力 v(t,z) 出 力 ～ 2線式伝送線路 z=z z=z+dz 負荷 z=0 z=l C dz L z z+dz i v 上記線路の 微小区間の等価回路 （分布定数回路） 電信方程式 本実験では、分布定数回路で表される伝送線路における信号伝搬の様子をFDTD法を用いて解析する基礎技術を体得する。
FDTD（Finite-Difference Time-Domain）法 特徴 原理が簡単 汎用性を持つ 精度が高い 非線形問題も解析可能 広帯域性を持つ 伝送路の 電信方程式 微分を差分化する 時空間を離散化 信号を離散化 初期条件, 境界条件を用いて 電圧・電流を逐次に計算する
解析結果例：信号が線路を伝わる様子 v(t,z) ～ 負荷