2010版微波技术与天线教学大纲_免费下载.doc

微波技术与天线课程教学大纲课程代码： 030341001课程英文名称：Wicrowave Technology and Antennas课程总学时：56 讲课：52 实验：4 上机：0适用专业：电子信息工程 大纲编写（修订）时间：2011.9一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标微波技术与天线是无线电技术的一个重要组成部分，是电子信息工程、通信工程等信息技术类专业的一门技术基础课。通过本课程的学习，要求了解微波技术与天线的基本概念、理论，掌握基本分析方法，同时培养正确的思维方式，提高分析问题的能力。为今后的学习和工作打下坚实的理论基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求要求掌握传输线理论、规则金属波导理论、微波网络理论、天线的辐射与接受的基本理论。在教学环节中，重点讲授微波与天线的基本理论，同时简要介绍微波技术与天线在主要系统中的应用，力求基本理论讲解与工程实践并重。（三）实施说明1教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。2教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。（四）对先修课的要求高等数学、复变函数、数理方程与特殊函数、电路理论、电子线路、电磁场与电磁波（五）对习题课、实践环节的要求根据学习进度完成相应习题，循序渐进，逐步深入。对典型习题一定要掌握。微波技术与天线实践性较强，实验要自己动手，进而达到理论联系实际的目的。1对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 3每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握典型器件的基本实验方法，获得实验操作的基本训练。实验成绩作为评定课程成绩的一部分。 4安排大作业，大作业成绩作为平时成绩的一部分。 （六）课程考核方式1.考核方式：考查2.考核目标：在考核学生对微波技术与天线基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力和计算能力3.成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占20%，实验成绩占20%，期末考试成绩占60%。（七）参考书目 （1）微波技术与天线，傅文斌编，机械工业出版社，2009（2）微波技术与天线，刘学观编，西安电子科技大学出版社，2006（3）微波技术与天线，毛钧杰编，科学出版社，2008（4）微波技术与天线，周希朗编，东南大学出版社，2009（5）微波技术与天线，王新稳编，电子工业出版社，2011二、中文摘要本课程是电子信息工程专业学生必修的一门主干技术基础课程。课程通过对微波技术与天线基本理论及分析方法的讲授，使学生掌握微波技术与天线的基本知识、基本原理和基本方法，并具有计算的能力。课程主要内容包括均匀传输线的基本理论，规则金属波导、微波网络理论、无源微波元器件、天线理论和相关应用等。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1绪论222均匀传输线理论14142.1均匀传输线方程的建立及其求解332.2传输线的特征参量与状态参量222.3无耗传输线的状态分析332.4传输线的传输功率与损耗112.5阻抗匹配222.6阻抗圆图及其应用333规则金属波导14143.1导波原理443.2矩形波导663.3圆形波导223.4金属谐振腔224平面传输线444.1带状线和微带线224.2耦合微带线225微波网络基础665.1微波网络等效原理225.2阻抗、导纳和转移矩阵225.3散射矩阵226无源微波元件6426.1连接匹配元件226.2功率分配元件227天线10827.1概述17.2基本辐射单元的辐射37.3天线的基本参数27.1对称振子天线2四、教学内容及基本要求第1部分 绪论总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容: 微波及其传输的特点、微波研究的主要内容，微波的发展及应用，微波传输的分析方法第2部分 均匀传输线理论 总学时(单位：学时):14 讲课:14 实验:0 上机:0第2.1部分 均匀传输线方程的建立及其求解。（讲课3学时） 具体内容:1)了解传输线的种类及特点，掌握长线与短线的区别；2)了解传输线分布参数电路模型及典型传输线分布参数的计算公式；3)理解传输线方程的建立及其正弦波解；重 点: 传输线方程的建立及其正弦波解难 点: 传输线方程的建立习 题: 传输线上电压电流的计算、分布参数的计算第2.2部分 传输线的特征参量与状态参量（讲课2学时） 具体内容:1) 理解传输线的特性阻抗、传输常数及波长与相速的概念，掌握无耗传输线的特征参量计算2) 掌握传输线输入阻抗的计算；3）熟练掌握反射系数、驻波比、行波系数的计算及其各参数之间的关系重 点: 输入阻抗、反射系数、驻波比、行波系数的计算及其各参数之间的关系难 点: 驻波比的理解习 题: 反射系数、驻波比的计算第2.3部分 无耗传输线的状态分析（讲课3学时） 具体内容: 1）了解无耗传输线各种状态的定义、条件及其特点2) 掌握行波状态电压、电流及阻抗的分布3）掌握短路线、开路线电压、电流及阻抗的计算和分布特点4）端接纯电抗负载与传输线的等效4）理解行驻波状态电压、电流及阻抗的分布特点重 点:掌握短路线、开路线电压电流及阻抗的分布特点难 点:行驻波状态电压、电流及阻抗的分布特点习 题: 无耗传输线状态参量的计算第2.4部分 传输线的传输功率与损耗（讲课1学时）具体内容: 1）掌握传输线的传输功率与损耗计算公式2) 理解功率容量的概念重 点:传输功率、回波损耗和插入损耗的计算。习 题:传输功率、回波损耗和插入损耗的计算第2.5部分 阻抗匹配（讲课2学时）具体内容: 1）了解传输线的阻抗匹配、支节匹配的方法及相关计算2) 掌握/4阻抗变换器法及相关计算重 点:/4阻抗变换器法难 点: 串联单支节和并联单支节的阻抗匹配的计算习 题:/4传输线阻抗匹配计算第2.5阻抗圆图及其应用（讲课3学时）具体内容: 1）理解阻抗圆图构成的基本思想及三族圆的基本特征；2) 熟练掌握阻抗圆图计算传输线输入阻抗、反射系数及驻波比等重 点:利用阻抗圆图计算阻抗和导纳难 点: 理解三族圆的基本特征习 题:利用圆图计算传输线输入阻抗、反射系数及驻波比等第3部分 规则金属波导 总学时(单位：学时):12 讲课:12 实验:0 上机:0第3.1部分 导波原理（讲课,4学时）具体内容:1)了解导行电磁波的基本形式2）理解导行电磁波的纵向场分析方法3）掌握导行电磁波的传播模式4）掌握各种模式电磁波的传播特性重 点:导行电磁波的传播模式及其传播特性难 点: 纵向场分析方法第3.2部分 矩形波导（讲课6学时）具体内容:1) 理解用分离变量法求解矩形波导中TE波和TM波的纵向场；2) 掌握TE波和TM波六个场分量的表达式3) 掌握矩形波导电磁波传输特性及其传输条件4) 矩形波导中主模的场结构及传播特性 重 点:矩形波导传输条件及传输特性难 点:纵向场求解矩形波导中的场量表达式习 题: 矩形波导传输特性计算 第3.3部分 圆形波导（讲课2学时）具体内容:1)了解圆形波导中TE波和TM波的表达式及其传播特点。2)了解圆形波导中常用的三种模式。重 点: 圆形波导的传播参数及特点难 点: 圆形波导TE波和TM波的表达式第3.4部分 金属谐振腔（讲课2学时）具体内容:1)了解金属谐振腔的基本特性及其参量。2) 掌握矩形谐振腔基本参数的计算重 点: 矩形谐振腔基本参数的计算第4部分 平面传输线总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0第4.1部分 带状线和微带线（讲课2学时）具体内容:1）了解几种常见的平面传输线2）理解每种传输线构成及所传输的工作模式；3）掌握带状线与微带线的传输特性参量的计算公式重 点:带状线和微带线的设计第4.2部分 耦合微带线（讲课2学时）具体内容:耦合微带线的奇模和偶模分析第5部分 微波网络基础 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0上机:0第5.1部分 等效原理（讲课2学时）具体内容：了解电磁波辐射的基本概念 第5.2部分 阻抗、导纳和转移矩阵（讲课2学时）具体内容：掌握双端口网络的阻抗矩阵、转移矩阵的定义和物理意义。重 点: 双端口网络的阻抗矩阵、转移矩阵意义难 点: 微波元件等效为网络原理习 题: 阻抗矩阵、转移矩阵及散射矩阵的计算第5.3部分 散射矩阵（讲课2学时）具体内容：1）了解散射参量的定义及其物理意义。2）了解散射矩阵的性质重 点: 双端口网络的散射矩阵计算难 点: 散射矩阵的物理意义习 题: 基本电路单元的网络参量第6部分 无源微波元件 总学时(单位：学时):6 讲课:4 实验:2上机:0第6.1部分 连接匹配元件（讲课2学时）具体内容：1）了解终端负载元件、微波连接元件及阻抗匹配元件的结构特点及其应用。第6.2部分 功率分配元器件（讲课2学时）具体内容：1）了解定向耦合器、功率分配器及各种微波分支元件的结构特点及其应用重 点: 功率分配元器件难 点:定向耦合器实验：无源器件S参数测量第7部分 天线 总学时(单位：学时):10 讲课:8 实验:2上机:0第7.1部分 概述（讲课1学时）具体内容：1）了解天线的工作机理2）了解天线工作应具备的条件3）了解天线的种类第7.2部分 基本辐射单元的辐射（讲课3学时）具体内容：1）了解基本辐射单元的类型2）掌握基本电振子和磁振子的模型、辐射场特点第7.2部分 天线的基本参数（讲课2学时）具体内容：1）了解发射天线的主要参数。2）掌握天线的方向性图、方向性系数、天线增益