《微波技术与天线》教学大纲

1、微波技术与天线Microwave Technology and Antennas一、课程基本情况课程类别：专业方向课课程学分： 3 学分课程总学时：48学时，其中讲课：32 学时，实验：16 学时，课外：18学时课程性质：选修开课学期：第5学期先修课程：模拟电子技术,电磁场理论适用专业：大气探测教材：微波技术与天线刘学观、郭辉萍编著，西安电子科技大学出版社，2012开课单位：大气物理学院大气探测系二、课程性质、教学目标和任务通过本课程的学习，使学生掌握微波技术与天线的基本理论及主要分析方法（包括传输线理论，导波理论，微带传输线理论，谐振腔理论，天线基本理论等），对微波网络基础、基本的微波元件及

2、各种类型的天线也有一定的了解，并熟悉当前流行的微波设计与仿真软件的原理、功能与应用。为以后大气微波探测设备如天气雷达原理等课程的学习和应用打下良好的基础。教学内容和要求1 传输线理论（5学时）(1)了解传输线的特性参量：传播常数、特性阻抗、波长、相速度等；传输线的输入阻抗、负载阻抗、反射系数及其之间的相互关系；阻抗圆图（Smith圆图）的建立及其应用、阻抗圆图的物理意义。（2）理解无耗传输线的三种工作状态（行波状态、驻波状态、行驻波状态）的分析；电压（电流）腹点（节点）的概念；电压（电流）最大点（最小点）的概念；电压驻波比与行波系数及其与反射系数的关系。阻抗匹配的概念，阻抗变换的几种基本方法；

3、(3)掌握传输线的基本概念与分类、分布参数的概念、传输线方程（电报方程）的建立及其解。重点：传输线的基本参数与工作状态。难点：传输线方程与求解。2 波导传输线（5学时）（1）了解同轴线中的TEM波；高次模TM波和TE波。（2）理解一般导行波的传输特性；截止波长、波导波长、波阻抗、相速、群速、色散特性；理解矩形波导和圆波导的电磁场解、TE模、TM模、截止波长（频率）、基模（主模）与高次模、模式的简并等概念；（3）掌握波导的定义；规则波导中电磁场的求解方法(直接求解法、赫兹矢量位法、纵向场量法)；导行波波型的分类：横电磁波(TEM波)、横电波(TE，H波)、横磁波(TM，E波)；重点：规则金属波导

4、传输系统的传输原理及特性。难点：波导传输的理论分析。3 微波集成传输线（3学时）（1）了解微带传输线的种类与特点。（2）理解耦合微带的主要特性、介质波导等；（3）掌握微带的主要特性与应用场合；重点：微波集成传输线的传输特性。难点：微波集成传输线特性分析。4 微波网络基础（3学时）（1）了解网络参量的性质及物理意义。网络方程；网络的简化；微波系统的分析方法：直接法、矩阵代数法、等效电源法、信号流图法。 (2) 理解网络参数：散射参量、阻抗参量、导纳参量； (3) 掌握微波元件等效为微波网络；微波网络的分类；等效的物理含义；等效电压；等效电流；等效阻抗；重点：微波网络分析的基本概念与方法。难点：多

5、端口网络工作特性的多参量分析。5 微波元器件（3学时）（1）了解微波元器件的种类；（2）理解功率分配元器件、微波谐振器件、微波铁氧体器件；（3）掌握连接匹配元件特点。重点：微波元器件种类与特性。难点：阻抗匹配。 6 天线基本理论（5学时）（1）了解天线的基本特点；（2）理解天线的基本电参数、接收天线理论；（3）掌握基本振子的辐射理论。重点：天线的功能与特性。难点：天线的辐射场。7 微波与天线应用（4学时）（1）了解微波与天线的关系与应用场合；（2）理解雷达系统、微波遥感系统、微波通信系统、移动通信基站天线与智能天线；（3）掌握各类天线：线天线、螺旋天线、行波天线、宽带天线、缝隙天线、微带天线、

6、面天线、引向天线与电视天线的特点；重点：微波在大气中的传输特性、天线种类与特性、大气探测中的常用天线。难点：微波在大气中的传输特性。8 微波设计与仿真（4学时）（1）了解微波设计与分析软件种类与特点；（2）理解利用应用微波设计与仿真软件进行微波电路与微带天线的设计与仿真。（3）掌握一种微波设计与仿真软件的种类、基本原理与功能；重点：常用微波设计与仿真工具。难点：微波仿真理论与方法。四、课程考核（1）作业和报告：作业：4 次（2）考核方式：（开卷考试、上机考试、课程论文）（3）总评成绩计算方式：（平时成绩、实验成绩、期末考试成绩等综合计算）五、参考书目1、天线(上、下册).电子工业大学出版社，克劳斯著，20112、微波技术与天线（第二版）. 东南大学出版社，周希朗，2009电磁场与电磁波.（第三版），