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1、 微波技术与天线课程教学大纲 课程代码：030632008 课程英文名称：Microwave technologies and antennas 课程类别：专业基础非学位课 课程性质：选修课 适用专业：通信工程 课程总学时：56 讲课：40 实验：16 上机：0 大纲编写（修订）时间：2011.09 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程是通信工程专业的学生的专业基础课，是较重要的非学位选修课程。该课程是一门实践性很强的课程，也是有关的工程技术人员和相关专业的技术人员的需要掌握的重要内容，它是研究微波和无线电通信系统中的关于信号发射、传输、信号衰落、接收即信号传输与处理的一门科学
2、。（二）知识、能力及技能方面的基本要求 知识的应用结构是由课堂讨论、习题两部分组成。在知识方面，向学生介绍微波技术与天线的基本理论及其分析方法。能力方面首先要有自学能力，其次是形成思维有序、有据、会归纳的逻辑思维方法，以提高分析问题的能力。（三）实施说明（1）本着先易后难，循序渐进的原则，按照大纲基本要求实施教学过程，酌情安排各部分课时，课时分配表仅供参考。（2）传输线理论部分和天线的中地面反射的影响可根据学生数学基础适当增减，丰富教学方式，采用课堂讲授、研讨相结合，并适当采用多媒体进行辅助教学。（3）注意知识的内在联系，启发学生独立思考，提高解决问题能力。（四）对先修课的要求 其先修课程有：
3、高等数学、电路分析、电磁场与电磁波。（五）对习题课、实践环节的要求 对涉及到的每一章节的内容应选典型题进行课上讲解及留做课后作业，在习题的训练过程中加深对知识的理解和把握。要学会分析计算简单的典型问题。（六）课程考核方式 1.考核方式：闭卷，笔试。2.考试目标：在考核学生对微波技术与天线的基本知识、基本原理和设计方法的基础上，重点考核学生的分析能力、解决问题能力。3.成绩构成：最终理论考试（70%）、平时考核（15%）（包括中期考试、作业、小测验、提问等）、试验成绩（15%）的总和。（七）参考书目 1.王新稳等编著微波技术与天线电子工业出版社 2008.01 2.闻映红编著天线与电波传输理论修
4、订本 第四版 北京交通大学出版社 2007.08 二、中文摘要 本课程主要是使学生掌握微波与天线技术的基本理论、基本工作原理、分析微波传输线和天线的基本方法和基本的实验技能,为下一步深入学习后续课程打下必要的基础。培养学生解决和处理实际问题的思维方法与独立动手能力。三、课程学时总体分配表 序号 教学内容 学时 讲课 实验 上机 1 微波技术概述 2 2 0 0 2 微波传输线理论 18 14 4 0 3 天线理论基础 10 6 4 0 4 发射天线的电参数 6 6 0 0 5 接收天线理论 8 4 4 0 6 天线阵 8 4 4 0 7 地面发射的影响 4 4 0 0 合计 56 40 16
5、0 四、教学内容及基本要求 第 1 部分 微波技术概述 总学时2 学时 讲课 2 学时 实验0 学时 上机0 学时 具体内容：1、微波及其特点 2、研究对象及应用 3、微波的发展简史回顾 重 点：微波的概念及特点 难 点：微波的共度性、非电离性及应用 习题内容：以教材的课后习题内容为主，参考书目习题为辅 第 2 部分 微波传输线理论 总学时 18 学时 讲课 14 学时 实验4 学时 上机0 学时 2.1 分布参数电路模型及长线方程 具体内容：1集总参数电路模型；2分布参数电路模型；3长线方程的建立。重 点：1分布参数电路模型；2长线方程的建立。难 点：分布参数电路模型。习题内容：以教材的课后
6、习题内容为主，参考书目习题为辅 2.2 长线方程的解 具体内容：1长线方程的通解；2已知始端条件的解；3已知终端条件的解；重 点：对长线方程进行求解 难 点：已知终端条件的解；习题内容：以教材的课后习题内容为主，参考书目习题为辅 2.3 传输线的特性参数 具体内容：1传输线的输入阻抗；2传输线的反射系数。重 点：传输线特性参数的概念及物理意义。难 点：传输线特性参数分析及求解。习题内容：以教材的课后习题内容为主，参考书目习题为辅 2.4 均匀无耗长线的行波状态与驻波状态 具体内容：1行波工作状态；2驻波工作状态(终端短路、终端开路)。重 点：行波工作状态与驻波工作状态的物理概念和工作特点。难
7、点：行波工作状态和驻波工作状态沿线各点电压、电流的计算。习题内容：以教材的课后习题内容为主，参考书目习题为辅 2.5 均匀无耗长线的驻波状态与行驻波状态 具体内容：1驻波工作状态（终端接纯电抗）；2行驻波工作状态。重 点：驻波工作状态与行驻波工作状态 难 点：驻波状态与行驻波状态下沿线各点电压、电流的计算 习题内容：以教材的课后习题内容为主，参考书目习题为辅 2.6 圆图 具体内容：1反射系数圆；2阻抗原图、导纳原图。重 点：圆图的概念 难 点：圆图的应用 习题内容：以教材的课后习题内容为主，参考书目习题为辅 2.7 长线的阻抗匹配 具体内容：1阻抗匹配的概念；2无反射匹配的方法。重 点：阻抗
8、匹配、共轭匹配、无发射匹配的概念 难 点：无反射匹配的方法 习题内容：以教材的课后习题内容为主，参考书目习题为辅 2.8 实验（一）史密斯原图设计(4 学时)具体内容：学习使用史密斯原图设计阻抗匹配网络 重 点：史密斯圆图阻抗匹配计算方法 第 3 部分 天线理论基础 总学时 10 学时 讲课 6 学时 实验 4 学时 上机 0 学时 3.1 麦克斯韦方程组 具体内容：1.法拉第电磁感应定律；2.安培环路定律；3.高斯定律；4.电荷守恒定理。重 点：麦克斯韦方程组的主要内容。难 点：麦克斯韦方程组的微分形式。习题内容：以参考书目习题为主。3.2 麦克斯韦方程组的求解 具体内容：1麦克斯韦方程组的
9、解法；2利用赫芝矢量法求解基本电流元天线的辐射场；重 点：基本电流元天线辐射的特性。难 点：利用赫芝矢量法求解麦克斯韦方程组 习题内容：以参考书目习题为主。3.3 均匀平面波的特性 具体内容：1.无耗媒质与有耗媒质的概念。2.导体与介质、趋肤深度。重 点：无耗媒质、有耗媒质、趋肤深度。难 点：均匀平面波的数学表达式。习题内容：以参考书目习题为主。3.4 实验（二）频谱分析仪使用(4 学时)具体内容：学习使用频谱分析仪，测量无线网络信号，分析信号参数 重 点：频谱分析仪的使用方法及测量信号的参数指标含义 第 04 部分 发射天线的电参数 总学时6 学时 讲课 6 学时 实验0 学时 上机0 学时
10、 4.1 辐射功率、辐射电阻、及天线的效率 具体内容：1 辐射功率；2 辐射电阻;3 天线的效率。重 点：辐射功率、辐射电阻、天线的效率。难 点：辐射功率、辐射电阻的计算方法。习题内容：以参考书目习题为主。4.2 天线的方向性和增益 具体内容：1天线的方向性函数、方向性系数；2天线的增益。重 点：天线方向性的描述、天线增益的物理概念及意义。难 点：天线方向性图的绘制。习题内容：以参考书目习题为主。4.3 天线的有效长度和天线的极化 具体内容：1天线的有效长度；2天线的极化。重 点：天线有效长度和极化的物理概念。难 点：天线有效长度的计算。习题内容：以参考书目习题为主。第 05 部分 接收天线理
11、论 总学时 8 学时 讲课 4 学时 实验 4 学时 上机 0 学时 5.1 天线接收电磁波的物理过程 具体内容：1.天线接收电磁波的物理过程；2.利用感生电动势法求解天线的感生电流；重 点：天线接收电磁波的物理过程。难 点：天线感生电流的求解。习题内容：以参考书目习题为主。5.2 接收天线的电参数 具体内容：1接收天线的电参数；2互易定理。重 点：互易定理。难 点：接收天线电参数的物理概念。习题内容：以参考书目习题为主。5.3 实验（三）天线端口损耗测量(4 学时)具体内容：使用频谱分析仪测量天线输入端口的返回损耗 重 点：天线输入端口的阻抗匹配，驻波比，返回损耗的参数指标含义 第 06 部
12、分 天线阵 总学时 8 学时 讲课 4 学时 实验 4 学时 上机 0 学时 6.1 耦合阵子 具体内容：1.两耦合振子的方向性；2.耦合振子的辐射阻抗；3.耦合振子的输入阻抗；重 点：两耦合阵子的方向性。难 点：耦合阵子的辐射阻抗和输入阻抗。习题内容：以参考书目习题为主。6.2 方向性相乘原理 具体内容：1 方向性相乘原理；2 均匀直线天线阵；重 点：1方向性相乘原理的概念；难 点：1利用方向性相乘原理求解均匀直线天线阵 习题内容：以参考书目习题为主。6.3 实验（四）微波通信系统设计(4 学时)具体内容：学习设计微波通信系统结构及组成框架 重 点：微波通信系统各组成部分结构、工作原理及系统构成 第 7 部分 地面反射的影响 总学时 4 学时 讲课 4 学时 实验 0 学时 上机 0 学时 7.1 镜像原理 具体内容：1 镜像原理；2理想导电地平面对偶极子天线的影响；重 点：镜像原理的内容与实质。难 点：2理想导电地平面对偶极子天线的影响；习题内容：以参考书目习题为主。7.2 非理想导电地面对偶极子天线的影响 具体内容：1非理想导电地面对偶极子天线的影响；2多径效应；重 点：1非理想导电地面对偶极子天线的影响的分析；2多径效应产生的原理；难 点：1非理想导电地面上偶极子天线辐射场的计算；习题内容：以参考书目习题为主。编写人：田野 审核人：王洪源 批准人：张焕君