《微波技術(shù)與天線(xiàn)》課程教學(xué)大綱

《微波技術(shù)與天線(xiàn)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程中文名稱(chēng)微波技術(shù)與天線(xiàn)課程英文名稱(chēng)MicrowaveTechnologyandAntennas課程編號(hào)16651113課程模塊￡思想政治理論課￡通識(shí)教育課￡專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課eq\o\ac(□,√)專(zhuān)業(yè)課課程性質(zhì)￡必修￡限選eq\o\ac(□,√)專(zhuān)業(yè)任選￡任選總學(xué)時(shí)32講授學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)（專(zhuān)題輔導(dǎo)）學(xué)時(shí)0總學(xué)分2開(kāi)課單位電子與信息工程學(xué)院開(kāi)課系（室）通信工程系授課對(duì)象本科生適用專(zhuān)業(yè)通信工程專(zhuān)業(yè)二、課程簡(jiǎn)介和教學(xué)目標(biāo)1．課程簡(jiǎn)介微波技術(shù)與天線(xiàn)是通信工程專(zhuān)業(yè)本科生的專(zhuān)業(yè)任選課，課程內(nèi)容是通信工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生所應(yīng)具備知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握微波技術(shù)、微波網(wǎng)絡(luò)、微波元件與天線(xiàn)的基本概念、基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基本規(guī)律以及求解問(wèn)題的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生從“場(chǎng)”和“路”的角度分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際通信工程問(wèn)題，為今后學(xué)習(xí)其它后續(xù)課程或從事電子工程系統(tǒng)的研究和工程設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。2.教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1：掌握傳輸線(xiàn)、微波網(wǎng)絡(luò)、微波元件的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)以及分析方法，增強(qiáng)對(duì)采用“場(chǎng)”或“場(chǎng)”與“路”結(jié)合的基本規(guī)律分析和解決問(wèn)題的能力。教學(xué)目標(biāo)2：掌握天線(xiàn)的基本結(jié)構(gòu)、基本理論和分析方法，具有理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。教學(xué)目標(biāo)3（課程思政）：了解我國(guó)無(wú)線(xiàn)電通信的發(fā)展歷程，特別是八十年代之后，我國(guó)通信事業(yè)的飛速發(fā)展，5G,互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，大數(shù)據(jù)，量子通信，航天航空事業(yè)在國(guó)際上的領(lǐng)先技術(shù)等等，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)我國(guó)通信行業(yè)發(fā)展的自信心，具有強(qiáng)烈的愛(ài)國(guó)主義熱情，激發(fā)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的積極性。3．教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)1、21.1具有電路、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)等工程基礎(chǔ)知識(shí)，用于通信工程領(lǐng)域電子通信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案和模型的推理和驗(yàn)證。1.2具有數(shù)學(xué)、數(shù)理、自然科學(xué)、工程科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，能將其應(yīng)用于通信工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的建模、計(jì)算和推演；2.1掌握通信工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題分析的基本方法，應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，能夠識(shí)別和判斷復(fù)雜通信工程問(wèn)題的問(wèn)題關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并獲得有效結(jié)論；教學(xué)目標(biāo)38.1樹(shù)立正確的國(guó)家觀(guān)、民族觀(guān)、歷史觀(guān)、文化觀(guān)，踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀(guān)，理解個(gè)人與社會(huì)的關(guān)系，了解中國(guó)國(guó)情，具有勤儉、奮斗、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)的勞動(dòng)精神。三、理論教學(xué)表1理論教學(xué)安排序號(hào)章節(jié)（學(xué)時(shí)）學(xué)習(xí)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）教學(xué)方法、手段支撐教學(xué)目標(biāo)其他1第一章傳輸線(xiàn)理論（8學(xué)時(shí)）1．微波波段的劃分和特點(diǎn)；2．分布參數(shù)電路模型：傳輸線(xiàn)概念、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其傳輸模式，長(zhǎng)線(xiàn)的概念，分布參數(shù)電路的模型。3．長(zhǎng)線(xiàn)方程及其解：傳輸線(xiàn)方程及其通解，均勻傳輸線(xiàn)方程的定解，傳輸線(xiàn)的特性參數(shù)，4．傳輸線(xiàn)的輸入阻抗與反射系數(shù)：傳輸線(xiàn)的輸入阻抗，反射系數(shù)，駐波系數(shù)，行波系數(shù)。5．均勻無(wú)耗長(zhǎng)線(xiàn)的工作狀態(tài)：行波工作狀態(tài)，駐波工作狀態(tài)，行駐波工作狀態(tài)。6．長(zhǎng)線(xiàn)的阻抗匹配：阻抗匹配的概念，無(wú)反射匹配的方法。7．帶狀線(xiàn)和微帶線(xiàn)：結(jié)構(gòu)，傳輸模式。8．耦合帶狀線(xiàn)和耦合微帶線(xiàn)：耦合帶狀線(xiàn)與耦合微帶線(xiàn)的結(jié)構(gòu)。采用多媒體，課堂講授+板書(shū)，課堂互動(dòng)教學(xué)目標(biāo)1、32第二章微波網(wǎng)絡(luò)（4學(xué)時(shí)）1．網(wǎng)絡(luò)的基本概念：端口與參考面，微波網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)。2．微波元件等效為網(wǎng)絡(luò)：波導(dǎo)傳輸線(xiàn)等效為雙線(xiàn)，歸一化電壓與電流；不均勻區(qū)域等效為網(wǎng)絡(luò)，微波網(wǎng)絡(luò)的特性，Z與Y的關(guān)系。3．雙端口微波網(wǎng)絡(luò)的Z、Y、A參數(shù)：阻抗參數(shù)與導(dǎo)納參數(shù)；轉(zhuǎn)移參數(shù)A及其性質(zhì)和應(yīng)用。4．散射矩陣：散射參數(shù)S的定義；S參數(shù)的性質(zhì)；雙端口網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的討論。采用多媒體，課堂講授+板書(shū)教學(xué)目標(biāo)1、33第三章微波元件（4學(xué)時(shí)）1．阻抗匹配與變換元件：波導(dǎo)中膜片和銷(xiāo)釘?shù)难a(bǔ)償法，螺釘調(diào)配器補(bǔ)償法，λ/4阻抗變換法；抗流連接。2．定向耦合器：定向耦合器的分類(lèi)；混合環(huán)的結(jié)構(gòu)及其參量矩陣；無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，微帶三端口功分器；ET、HT分支的結(jié)構(gòu)，普通雙T接頭的結(jié)構(gòu)，匹配雙T的特性。采用多媒體，課堂講授+板書(shū)教學(xué)目標(biāo)1、34第四章天線(xiàn)基本理論（16學(xué)時(shí)）1．天線(xiàn)基本概念：天線(xiàn)的定義，天線(xiàn)的分類(lèi)。2．電基本振子（電流元）的輻射場(chǎng)：電基本振子的近區(qū)場(chǎng)（感應(yīng)場(chǎng)）、遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)（輻射場(chǎng)）、中間區(qū)；電基本振子的輻射功率、輻射電阻。3．對(duì)稱(chēng)振子的輻射場(chǎng)：對(duì)稱(chēng)振子的電流分布；對(duì)稱(chēng)振子的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)、方向性、輻射功率和輻射電阻。4．發(fā)射天線(xiàn)的電參數(shù)：天線(xiàn)的方向性，歸一化方向圖函數(shù)，方向圖參數(shù)，方向系數(shù)；天線(xiàn)效率，天線(xiàn)增益系數(shù)；天線(xiàn)的極化特性；天線(xiàn)的工作頻帶寬度；天線(xiàn)的有效長(zhǎng)度；天線(xiàn)的輸入阻抗。5．接收天線(xiàn)理論：天線(xiàn)接收無(wú)線(xiàn)電波的物理過(guò)程；接收天線(xiàn)的分析；接收天線(xiàn)的等效電路，有效接收面積；接收天線(xiàn)的電參數(shù)；接收天線(xiàn)的方向性及對(duì)方向性的要求，干擾。6．天線(xiàn)的方向性、均勻直線(xiàn)陣：天線(xiàn)陣的定義及作用；直線(xiàn)陣的結(jié)構(gòu)及其輻射場(chǎng)，方向圖乘積定理；均勻直線(xiàn)陣的結(jié)構(gòu)，輻射場(chǎng)，方向圖函數(shù)；邊射直線(xiàn)陣的特點(diǎn)及方向圖函數(shù)，原型端射直線(xiàn)陣的特點(diǎn)及方向圖函數(shù)，相位掃描直線(xiàn)陣的方向圖函數(shù)，強(qiáng)端射直線(xiàn)陣的方向圖函數(shù)；均勻直線(xiàn)陣的柵瓣，間距的選擇。7．二元天線(xiàn)陣、理想地面對(duì)天線(xiàn)的影響：二元天線(xiàn)陣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，方向性；理想地面對(duì)天線(xiàn)方向性的影響。8．天線(xiàn)陣的阻抗：耦合振子的等效電路及阻抗，無(wú)源振子、反射器與引向器，折合振子。9．面天線(xiàn)：惠更斯—菲涅耳原理與惠更斯元，面天線(xiàn)的輻射場(chǎng)與輻射積分，常用面天線(xiàn)簡(jiǎn)介。10．通信系統(tǒng)中常用天線(xiàn)：引向天線(xiàn)，螺旋天線(xiàn)，微帶天線(xiàn)，手機(jī)天線(xiàn)，移動(dòng)通信中的基站天線(xiàn)，智能天線(xiàn)。11．電波傳播概論：電波在自由空間的傳播，介質(zhì)對(duì)平面波的影響，地波傳播，天波傳播，視距傳播，散射傳播。12．貴州射電望遠(yuǎn)鏡—天眼的建設(shè)。（課程思政）采用多媒體，課堂講授+板書(shū)教學(xué)目標(biāo)2、3四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)（本課程無(wú)實(shí)驗(yàn)）五、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定方法表2課程考核及評(píng)價(jià)細(xì)則成績(jī)組成考核/評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則支撐教學(xué)目標(biāo)平時(shí)成績(jī)作業(yè)、考勤、課堂紀(jì)律40作業(yè)的解題過(guò)程、解題結(jié)果等；是否缺課、遲到和早退；課堂表現(xiàn)等教學(xué)目標(biāo)1、2期末考試成績(jī)期末考試60閉卷筆試，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)1、2六、建議教材及相關(guān)教學(xué)資源[1]王新穩(wěn)，李延平，李萍．《微波技術(shù)與天線(xiàn)》（第三版）[M]．電子工業(yè)出版社．2012年[2]劉學(xué)觀(guān)，郭輝