《电磁场理论与微波》课程教学大纲

1、电磁场理论与微波课程教学大纲一、课程基本信息课程代码： 04140309 课程名称： 电磁场理论与微波技术基础 课程英文名称: The theory of Electromagnetic field and Microwave 课程所属单位 ：电气信息工程系通信工程教研室 课程面向专业：电子信息、通信工程课程类型： 必修 先修课程： 高等数学 场论 电路分析 模拟电路 学分：3.5 总学时：48 (其中理论学时： 40 实验学时：8) 二、课程性质与目的 本课程是工科电子类电子与信息工程专业的专业基础课。本课程的任务是使学生掌握电磁场理论和微波理论与技术的基础概念、基本理论和基本分析方法，培养

2、学生的分析问题和解决问题的能力，为今后从事微波研究和工程设计工作以及电磁场与微波技术研究生专业学习打下良好的基础。三、课程教学内容与要求电磁场理论（一）矢量分析（ 1学时 ）1亥姆霍兹氏定理2矢量数学基础掌握：矢量表示法和代数运算。矢量场共同性质。理解：散度定理、旋度定理、格林定理。重点:亥姆霍兹定理(公理化论证)（二）基本方程和原理（ 2学时 ）1麦氏方程基本形式及边界条件2能量关系、唯一性定理掌握：麦氏方程组及对应规律，两种媒介与界面处电磁场边界条件。理解：辅助位函数表述场及场的唯一性定理。重点:麦克斯韦方程组,边界条件。（三）平面波传播（ 4学时 ）1理想介质中波传播特性,2色散、群速及

3、极化概念3理想导体,等离子体中波的传播特性掌握：电磁场复矢量表述及场方程，理想介质中波传播特性，色散群速、极化概念。理解：集肤深度、色散问题、极化判定。重点:理想介质中波传播特性难点:导电媒质中的色散问题，极化的判定。（四）平面电磁波对平面边界入射（3学时）1垂直入射波的分析，沿任意方向的平面波2波入射多层边界的等效分析法掌握：反射透射系数及反射场、透射场表述，驻波比，平面波对平面边界的垂直入射。理解：等效分析法。重点:平面波对平面边界的垂直入射（五）平面波对理想导体,介质的斜入射（ 2学时 ）1垂直极化波斜入射2全折射全反射、菲涅耳定理掌握：相位匹配条件和斯奈尔定律、全折射和全反射定律理解：

4、菲涅耳原理重点:垂直极化波斜入射（六）传输系统中导行波（ 3学时 ）1纵向场法求矩形波导场分布2谐振腔内场分布掌握：传输系统中方形波一般规则，矩形波导中波的传播理解：纵向场法及谐振腔内波的传播重点:矩形波导场分布难点:纵向场法（七）时谐场位函数（ 1学时 ）1位函数定义方程、格林函数意义理解：位函数定义、格林函数意义（八）电流元、对称振子辐射（2学时 ）1电流元辐射场分布2对称振子等的场分布掌握：电流元辐射场定义及分布，对称振子场分布理解：辐射方向图含义、天线阵分析法重点：电流元辐射场分布形式难点：辐射方向图（九）电磁波散射及初等天线理论（2学时 ）天线电参数概念、定义，传输方程2一定条件下散

5、射截面的推导，雷达方程掌握：方向性系数、有效面积等电参数概念理解：传输方程，互易定理，雷达散射截面重点；电参数概念，雷达散射截面难点：传输方程，散射截面推导微波技术基础（一）引论（2学时）1教学内容：了解微波及其特点；了解微波技术的应用；掌握导行波及其一般传输特性；2教学重点：导行波及其一般传输特性3教学难点：导波场的分析（二）传输线理论（4学时）1教学内容：掌握传输线方程及其解；理解分布参数阻抗；掌握无耗传输线工作状态分析；了解有耗线的特性与计算；掌握史密斯圆图；掌握阻抗匹配。2教学重点：传输线方程及其解；分布参数阻抗；无耗传输线工作状态分析，史密斯圆图；阻抗匹配。3教学难点：传输线方程及其

6、解，史密斯圆图的应用。（三）规则金属波导（3学时） 1教学内容：掌握矩形波导的分析；了解圆波导的分析。2教学重点：矩形波导3教学难点：导模的场结构（四）毫米波介质波导与光波导（3学时）1教学内容：理解表面波及其特性； 掌握简单介质波导。2教学重点：表面波及其特性3教学难点：接地介质基片上的表面波的分析（五）微波网络基础（3学时）1教学内容：了解微波接头的等效网络； 理解一端口网络的阻抗特性；掌握阻抗和导纳矩阵；掌握散射矩阵；了解转移参数矩阵；理解传输散射矩阵；掌握信号流图法。2教学重点：微波接头的等效网络；一端口网络的阻抗特性阻抗和导纳矩阵；散射矩阵；信号流图法。3教学难点：散射矩阵；信号流图

7、法。（六）微波谐振器（2学时）1教学内容：了解微波谐振器的基本特性与参数；掌握传输线谐振器。2教学重点：微波谐振器的基本特性与参数；传输线谐振器。3教学难点：传输线谐振器。（七）常用微波元件（3学时）1教学内容：掌握一端口元件，掌握二端口元件，掌握三端口元件，了解四端口元件。2教学重点：一端口元件，二端口元件，三端口元件。3教学难点：三端口元件。四、学时分配学时分配表序号教学内容(按章填写)学 时课堂讲授实验课习题课讨论课其它1矢量分析12基本方程和原理23平面波传播44平面电磁波对平面边界入射35平面波对理想导体,介质的斜入射226传输系统中导行波37时谐场位函数18电流元、对称振子辐射29电磁波散射及初等天线理论2210微波技术引论211传输线理论4212规则金属波导313毫米波介质波导与光波导314微波网络基础315微波谐振器2216常用微波元件3小计408比例83.3%16.7%合计48五、教学环节与教学要求：课堂讲授；习题课，各章布置35道习题，使学生能够掌握大纲所要求的教学内容。六、课程考核办法：考试，