《微波技术与天线》课程教学大纲

《微波技术与天线》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称微波技术与天线课程英文名称MicrowaveTechnologyandAntennas课程编号16651113课程模块£思想政治理论课£通识教育课£专业基础课eq\o\ac(□,√)专业课课程性质£必修£限选eq\o\ac(□,√)专业任选£任选总学时32讲授学时32实验（专题辅导）学时0总学分2开课单位电子与信息工程学院开课系（室）通信工程系授课对象本科生适用专业通信工程专业二、课程简介和教学目标1．课程简介微波技术与天线是通信工程专业本科生的专业任选课，课程内容是通信工程专业本科学生所应具备知识结构的重要组成部分。通过本课程学习，使学生掌握微波技术、微波网络、微波元件与天线的基本概念、基本理论、基础知识、基本规律以及求解问题的基本方法，培养学生从“场”和“路”的角度分析问题和解决问题的能力，引导学生将所学知识应用于解决实际通信工程问题，为今后学习其它后续课程或从事电子工程系统的研究和工程设计打下良好的基础。2.教学目标教学目标1：掌握传输线、微波网络、微波元件的基本理论和基础知识以及分析方法，增强对采用“场”或“场”与“路”结合的基本规律分析和解决问题的能力。教学目标2：掌握天线的基本结构、基本理论和分析方法，具有理论联系实际、解决实际问题的能力。教学目标3（课程思政）：了解我国无线电通信的发展历程，特别是八十年代之后，我国通信事业的飞速发展，5G,互联网时代，大数据，量子通信，航天航空事业在国际上的领先技术等等，增强学生对我国通信行业发展的自信心，具有强烈的爱国主义热情，激发学生对专业学习的积极性。3．教学目标与毕业要求指标点的支撑关系教学目标支撑毕业要求对应指标点教学目标1、21.1具有电路、电子技术、计算机技术、信号与系统等工程基础知识，用于通信工程领域电子通信及网络系统方案和模型的推理和验证。1.2具有数学、数理、自然科学、工程科学的基础知识，能将其应用于通信工程领域复杂工程问题的建模、计算和推演；2.1掌握通信工程领域复杂工程问题分析的基本方法，应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，能够识别和判断复杂通信工程问题的问题关键环节，并获得有效结论；教学目标38.1树立正确的国家观、民族观、历史观、文化观，践行社会主义核心价值观，理解个人与社会的关系，了解中国国情，具有勤俭、奋斗、创新、奉献的劳动精神。三、理论教学表1理论教学安排序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他1第一章传输线理论（8学时）1．微波波段的划分和特点；2．分布参数电路模型：传输线概念、结构特点及其传输模式，长线的概念，分布参数电路的模型。3．长线方程及其解：传输线方程及其通解，均匀传输线方程的定解，传输线的特性参数，4．传输线的输入阻抗与反射系数：传输线的输入阻抗，反射系数，驻波系数，行波系数。5．均匀无耗长线的工作状态：行波工作状态，驻波工作状态，行驻波工作状态。6．长线的阻抗匹配：阻抗匹配的概念，无反射匹配的方法。7．带状线和微带线：结构，传输模式。8．耦合带状线和耦合微带线：耦合带状线与耦合微带线的结构。采用多媒体，课堂讲授+板书，课堂互动教学目标1、32第二章微波网络（4学时）1．网络的基本概念：端口与参考面，微波网络的分类。2．微波元件等效为网络：波导传输线等效为双线，归一化电压与电流；不均匀区域等效为网络，微波网络的特性，Z与Y的关系。3．双端口微波网络的Z、Y、A参数：阻抗参数与导纳参数；转移参数A及其性质和应用。4．散射矩阵：散射参数S的定义；S参数的性质；双端口网络S参数的讨论。采用多媒体，课堂讲授+板书教学目标1、33第三章微波元件（4学时）1．阻抗匹配与变换元件：波导中膜片和销钉的补偿法，螺钉调配器补偿法，λ/4阻抗变换法；抗流连接。2．定向耦合器：定向耦合器的分类；混合环的结构及其参量矩阵；无耗互易三端口网络的性质，微带三端口功分器；ET、HT分支的结构，普通双T接头的结构，匹配双T的特性。采用多媒体，课堂讲授+板书教学目标1、34第四章天线基本理论（16学时）1．天线基本概念：天线的定义，天线的分类。2．电基本振子（电流元）的辐射场：电基本振子的近区场（感应场）、远区场（辐射场）、中间区；电基本振子的辐射功率、辐射电阻。3．对称振子的辐射场：对称振子的电流分布；对称振子的远区场、方向性、辐射功率和辐射电阻。4．发射天线的电参数：天线的方向性，归一化方向图函数，方向图参数，方向系数；天线效率，天线增益系数；天线的极化特性；天线的工作频带宽度；天线的有效长度；天线的输入阻抗。5．接收天线理论：天线接收无线电波的物理过程；接收天线的分析；接收天线的等效电路，有效接收面积；接收天线的电参数；接收天线的方向性及对方向性的要求，干扰。6．天线的方向性、均匀直线阵：天线阵的定义及作用；直线阵的结构及其辐射场，方向图乘积定理；均匀直线阵的结构，辐射场，方向图函数；边射直线阵的特点及方向图函数，原型端射直线阵的特点及方向图函数，相位扫描直线阵的方向图函数，强端射直线阵的方向图函数；均匀直线阵的栅瓣，间距的选择。7．二元天线阵、理想地面对天线的影响：二元天线阵的结构特点，方向性；理想地面对天线方向性的影响。8．天线阵的阻抗：耦合振子的等效电路及阻抗，无源振子、反射器与引向器，折合振子。9．面天线：惠更斯—菲涅耳原理与惠更斯元，面天线的辐射场与辐射积分，常用面天线简介。10．通信系统中常用天线：引向天线，螺旋天线，微带天线，手机天线，移动通信中的基站天线，智能天线。11．电波传播概论：电波在自由空间的传播，介质对平面波的影响，地波传播，天波传播，视距传播，散射传播。12．贵州射电望远镜—天眼的建设。（课程思政）采用多媒体，课堂讲授+板书教学目标2、3四、实验教学（本课程无实验）五、考核与成绩评定方法表2课程考核及评价细则成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则支撑教学目标平时成绩作业、考勤、课堂纪律40作业的解题过程、解题结果等；是否缺课、迟到和早退；课堂表现等教学目标1、2期末考试成绩期末考试60闭卷笔试，评分标准教学目标1、2六、建议教材及相关教学资源[1]王新稳，李延平，李萍．《微波技术与天线》（第三版）[M]．电子工业出版社．2012年[2]刘学观，郭辉