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1、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
2、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
3、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，
4、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
5、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
6、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
7、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第 1 1 部分部分 绪论绪论 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第 2 2 部分部分 均匀传输线理论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
8、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
9、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
10、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第 3 3 部分部分 规则金属波导规则金属波导总学时(单位：学时):12
11、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
12、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第 4 4 部分部分 平面传输线平面传输线 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
13、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 第第 5 5 部分部分 微波网络基础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
14、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第 6 6 部分部分 无源微波元件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）
15、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 第第 7 7 部分部分 天线天线总学时(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、天线增益重 点:天线的方向性图、方向性系数、天线增益 难 点:天线的方向性图 习 题:天线方向性系数、天线增益相关计算 7.3 对称振子天线（讲课 2 学时） 具体内容： 1）了解对称振子天线的结构特点及振子上电流的分布。 2）掌握对称振子天线的辐射场的表达式及特点 3）掌握对称振子天线的方向性图、方向性系数、辐射功率、辐射电阻的计算重 点:对称振子天线的参数计算 难 点:对称振子天线的辐射场 实验：天线损耗测量编写人： 王秀莲 审核人： 胡玉兰批准人： 张文波
