《電磁場理論與微波》課程教學(xué)大綱

1、電磁場理論與微波課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼： 04140309 課程名稱： 電磁場理論與微波技術(shù)基礎(chǔ) 課程英文名稱: The theory of Electromagnetic field and Microwave 課程所屬單位 ：電氣信息工程系通信工程教研室 課程面向?qū)I(yè)：電子信息、通信工程課程類型： 必修 先修課程： 高等數(shù)學(xué) 場論 電路分析 模擬電路 學(xué)分：3.5 總學(xué)時：48 (其中理論學(xué)時： 40 實驗學(xué)時：8) 二、課程性質(zhì)與目的 本課程是工科電子類電子與信息工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握電磁場理論和微波理論與技術(shù)的基礎(chǔ)概念、基本理論和基本分析方法，培養(yǎng)

2、學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，為今后從事微波研究和工程設(shè)計工作以及電磁場與微波技術(shù)研究生專業(yè)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)內(nèi)容與要求電磁場理論（一）矢量分析（ 1學(xué)時 ）1亥姆霍茲氏定理2矢量數(shù)學(xué)基礎(chǔ)掌握：矢量表示法和代數(shù)運算。矢量場共同性質(zhì)。理解：散度定理、旋度定理、格林定理。重點:亥姆霍茲定理(公理化論證)（二）基本方程和原理（ 2學(xué)時 ）1麥?zhǔn)戏匠袒拘问郊斑吔鐥l件2能量關(guān)系、唯一性定理掌握：麥?zhǔn)戏匠探M及對應(yīng)規(guī)律，兩種媒介與界面處電磁場邊界條件。理解：輔助位函數(shù)表述場及場的唯一性定理。重點:麥克斯韋方程組,邊界條件。（三）平面波傳播（ 4學(xué)時 ）1理想介質(zhì)中波傳播特性,2色散、群速及

3、極化概念3理想導(dǎo)體,等離子體中波的傳播特性掌握：電磁場復(fù)矢量表述及場方程，理想介質(zhì)中波傳播特性，色散群速、極化概念。理解：集膚深度、色散問題、極化判定。重點:理想介質(zhì)中波傳播特性難點:導(dǎo)電媒質(zhì)中的色散問題，極化的判定。（四）平面電磁波對平面邊界入射（3學(xué)時）1垂直入射波的分析，沿任意方向的平面波2波入射多層邊界的等效分析法掌握：反射透射系數(shù)及反射場、透射場表述，駐波比，平面波對平面邊界的垂直入射。理解：等效分析法。重點:平面波對平面邊界的垂直入射（五）平面波對理想導(dǎo)體,介質(zhì)的斜入射（ 2學(xué)時 ）1垂直極化波斜入射2全折射全反射、菲涅耳定理掌握：相位匹配條件和斯奈爾定律、全折射和全反射定律理解：

4、菲涅耳原理重點:垂直極化波斜入射（六）傳輸系統(tǒng)中導(dǎo)行波（ 3學(xué)時 ）1縱向場法求矩形波導(dǎo)場分布2諧振腔內(nèi)場分布掌握：傳輸系統(tǒng)中方形波一般規(guī)則，矩形波導(dǎo)中波的傳播理解：縱向場法及諧振腔內(nèi)波的傳播重點:矩形波導(dǎo)場分布難點:縱向場法（七）時諧場位函數(shù)（ 1學(xué)時 ）1位函數(shù)定義方程、格林函數(shù)意義理解：位函數(shù)定義、格林函數(shù)意義（八）電流元、對稱振子輻射（2學(xué)時 ）1電流元輻射場分布2對稱振子等的場分布掌握：電流元輻射場定義及分布，對稱振子場分布理解：輻射方向圖含義、天線陣分析法重點：電流元輻射場分布形式難點：輻射方向圖（九）電磁波散射及初等天線理論（2學(xué)時 ）天線電參數(shù)概念、定義，傳輸方程2一定條件下散

5、射截面的推導(dǎo)，雷達(dá)方程掌握：方向性系數(shù)、有效面積等電參數(shù)概念理解：傳輸方程，互易定理，雷達(dá)散射截面重點；電參數(shù)概念，雷達(dá)散射截面難點：傳輸方程，散射截面推導(dǎo)微波技術(shù)基礎(chǔ)（一）引論（2學(xué)時）1教學(xué)內(nèi)容：了解微波及其特點；了解微波技術(shù)的應(yīng)用；掌握導(dǎo)行波及其一般傳輸特性；2教學(xué)重點：導(dǎo)行波及其一般傳輸特性3教學(xué)難點：導(dǎo)波場的分析（二）傳輸線理論（4學(xué)時）1教學(xué)內(nèi)容：掌握傳輸線方程及其解；理解分布參數(shù)阻抗；掌握無耗傳輸線工作狀態(tài)分析；了解有耗線的特性與計算；掌握史密斯圓圖；掌握阻抗匹配。2教學(xué)重點：傳輸線方程及其解；分布參數(shù)阻抗；無耗傳輸線工作狀態(tài)分析，史密斯圓圖；阻抗匹配。3教學(xué)難點：傳輸線方程及其

6、解，史密斯圓圖的應(yīng)用。（三）規(guī)則金屬波導(dǎo)（3學(xué)時） 1教學(xué)內(nèi)容：掌握矩形波導(dǎo)的分析；了解圓波導(dǎo)的分析。2教學(xué)重點：矩形波導(dǎo)3教學(xué)難點：導(dǎo)模的場結(jié)構(gòu)（四）毫米波介質(zhì)波導(dǎo)與光波導(dǎo)（3學(xué)時）1教學(xué)內(nèi)容：理解表面波及其特性； 掌握簡單介質(zhì)波導(dǎo)。2教學(xué)重點：表面波及其特性3教學(xué)難點：接地介質(zhì)基片上的表面波的分析（五）微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（3學(xué)時）1教學(xué)內(nèi)容：了解微波接頭的等效網(wǎng)絡(luò)； 理解一端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性；掌握阻抗和導(dǎo)納矩陣；掌握散射矩陣；了解轉(zhuǎn)移參數(shù)矩陣；理解傳輸散射矩陣；掌握信號流圖法。2教學(xué)重點：微波接頭的等效網(wǎng)絡(luò)；一端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性阻抗和導(dǎo)納矩陣；散射矩陣；信號流圖法。3教學(xué)難點：散射矩陣；信號流圖

7、法。（六）微波諧振器（2學(xué)時）1教學(xué)內(nèi)容：了解微波諧振器的基本特性與參數(shù)；掌握傳輸線諧振器。2教學(xué)重點：微波諧振器的基本特性與參數(shù)；傳輸線諧振器。3教學(xué)難點：傳輸線諧振器。（七）常用微波元件（3學(xué)時）1教學(xué)內(nèi)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教學(xué)重點：一端口元件，二端口元件，三端口元件。3教學(xué)難點：三端口元件。四、學(xué)時分配學(xué)時分配表序號教學(xué)內(nèi)容(按章填寫)學(xué) 時課堂講授實驗課習(xí)題課討論課其它1矢量分析12基本方程和原理23平面波傳播44平面電磁波對平面邊界入射35平面波對理想導(dǎo)體,介質(zhì)的斜入射226傳輸系統(tǒng)中導(dǎo)行波37時諧場位函數(shù)18電流元、對稱振子輻射29電磁波散射及初等天線理論2210微波技術(shù)引論211傳輸線理論4212規(guī)則金屬波導(dǎo)313毫米波介質(zhì)波導(dǎo)與光波導(dǎo)314微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)315微波諧振器2216常用微波元件3小計408比例83.3%16.7%合計48五、教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)要求：課堂講授；習(xí)題課，各章布置35道習(xí)題，使學(xué)生能夠掌握大綱所要求的教學(xué)內(nèi)容。六、課程考核辦法：考試，