微波与天线课程教学大纲.doc

《微波与天线》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程代码：ES326
2、课程名称：微波与天线/Microwave Techniques and Antennas
3、学时/学分：63学时/3.5学分
4、先修课程：工程数学、普通物理、电路基础、电磁场与波
5、面向对象：电子信息类各专业本科生
6、开课院（系）、教研室：电子信息与电气工程学院（电子工程系）、电磁场与微波技术教研室
7、教材、教学参考书：
教材：《微波技术与天线（修订版）》，赵姚同、周希朗，东南大学出版社，1995。
参考书：《微波工程基础》，R.E.柯林，吕继尧译 ，人民邮电出版社，1981年。
微波原理，鲍家善等，高等教育出版社，1985年。
二、本课程的性质和任务
本课程是通信工程、电子科学与技术本科专业的一门重要的学科基础课，是在学习了“电路基础”和“电磁场与电磁波”等课程基础上，深入学习无线电频谱中极为重要波段¾微波领域的重要科目，是理论与工程性、实践性较强的课程。要求学生掌握微波技术与天线的基本概念、基本理论及主要分析计算方法。为后续课程打下必要的理论基础，并具有将微波和天线技术应用于实际的能力。 
三、教学内容和要求
本课程主要内容包括传输线理论、规则金属波导、微波集成介质传输系统、微波谐振器、微波网络基础、微波无源元件、天线辐射与接收的理论基础、线天线和面天线。通过学习，要求学生以导行波和导模概念贯穿全书，围绕规则导行波系统理论基础和微波电路元件理论基础，全面掌握微波技术的基础理论、基本技术和基本方法，特别掌握好基本概念；通过天线原理的基本概念、基本原理和基本方法的学习，了解天线系统的性能，掌握提出问题、分析问题、解决问题的方法、为研究设计天线系统打下良好的基础。课程内容如下：
第一章 绪论(2)
1、微波波段的划分及其特点
2、微波的应用
3、天线的功能及分类
4、微波技术与天线课程的基本内容
要求：掌握微波的概念及其特点，微波技术的发展和应用领域。
第二章 传输线理论(10)
1、传输线的分布参数及其等效电路
2、传输线方程及其求解
3、输入阻抗和反射参数
4、均匀无耗传输线端接不同负载时的工作状态
5、传输线的传输功率
6、圆图
7、传输线的阻抗匹配
8、传输线上的瞬态现象
要求：能采用路的分析方法，导出用电压、电流表示的传输线的基本方程；在假定电压、电流时谐变化情况下求其稳态解，并对传输线的传输特性和工作状态予以讨论；能熟练地运用圆图进行阻抗计算和阻抗匹配。
第三章 规则传输系统(10)
1、柱形传输系统中的电磁场
2、导波的分类及其导波的特性
3、矩形波导
4、圆形波导
5、同轴线
6、脊形波导
要求：掌握矩形、圆形波导和同轴线的传输特性及场结构，了解脊形波导的工作频段、结构特征及分析方法。
第四章 微波集成介质传输系统（4）
1、TEM模和准TEM模传输线
2、非TEM模传输线
3、开放式介质波导
4、半开放式介质波导
要求：了解集成介质传输系统的主要类型，掌握TEM模和准TEM模传输线的主要特性和奇偶模分析方法。
第五章 微波谐振腔(6)
1、谐振腔的基本特性及其参量
2、矩形谐振腔
3、圆柱形谐振腔
4、同轴谐振腔
5、微带谐振腔
6、谐振腔的等效电路、耦合与激励
要求：掌握常用谐振腔的基本特性和分析方法，了解常用谐振腔的激励与耦合方法。
第六章 微波网络基础（8）
1、等效原理
2、阻抗、导纳和转移矩阵
3、散射矩阵
4、传输矩阵
5、基本电路的网络参量
6、二端口网络的工作特性参量
要求：熟悉等效原理和微波网络的各种矩阵参量、特性；重点掌握散射矩阵及其特性；了解微波网络的分析方法是“场”、“路”的分析方法和测量方法相结合的综合研究方法。
第七章 微波无源元件（6）
1、一端口互易元件
2、二端口互易元件
3、三端口互易元件
4、四端口互易元件
5、微波非互易元件—微波铁氧体器件
要求：了解微波元器件的分类方法，掌握各类无源元件的工作机理、等效电路及网络特性参量。
第八章 天线辐射与接收的理论基础（4）
1、基本振子的辐射场
2、天线的电参数
3、细振子天线
4、天线阵
5、接收天线
6、电波传播
要求：掌握电基本振子和磁基本振子的辐射场及其特性；明晰振子天线的辐射特性；了解天线阵的几何构型、阵元间距离和阵元激励的相对振幅和相位对阵列方向性的影响。
第九章 线天线（2）
1、直立振子天线
2、水平振子天线
3、引向天线
4、行波天线
5、宽频带天线
6、螺旋天线
要求：了解各型线天线的基本电性能和设计方法。
第十章 面天线（2）
1、平面口径的辐射
2、旋转抛物面天线
3、卡塞格伦双反射面天线
4、隙缝天线
5、微带天线
要求：掌握口径面辐射的求解方法和基本特性；了解抛物面天线和卡塞格伦天线的工作原理及主要电参数的工程计算方法。
四、实验（上机）内容和基本要求
结合理论课程教学内容，精心设计几个典型的实验范例，利用实验室拥有的微波仪器设备，进行微波系统基本参数的测量，包括波长(或频率)、相位、驻波比(或反射系数)、阻抗(包括阻抗匹配)、耦合系数和功率等，掌握微波测量的基本原理和基本方法，培养学生的实践技能，提高学生对高级微波测量仪器（如矢量网络分析仪）的认识与了解。
五、对学生能力培养的要求
1、课内教学活动对学生能力培养和安排
课堂教学54学时，侧重于知识介绍，紧密联系当前学科研究热点及学生生活中遇到的实际问题，以启发方式、讨论方式将知识学习过程与当前问题的解决方案的探寻过程融为一体，培养学生独立思考，发现问题、解决问题的方法与能力。
2、 课外对学生能力培养和安排
查询并阅读相关参考文献，完成课后思考题，鼓励学生开发与课堂教学内容相关的CAD软件和参与课余科研实践活动，培养学生自学、自研能力以及对社会的适应能力，为今后的科研和创新打下基础。
六、其它说明
1、课程参考网站：无
2、实验必须独立完成.
3、考试成绩除了笔试外，还包括平时的作业和讨论。