电磁场与微波技术基础.doc

天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：电磁场与微波技术基础 课程代码：0910 第一部分 课程性质与目标 一、课程性质与特点 电磁场与微波技术基础是高等教育自学考试通信工程专业的一门专业基础课，是在完成高等数学和高频电子线路课程的学习后开设的必修课程之一，本课程在整个课程体系中是后续众多通信专业课的生长点和发展的基础。 本课程重点论述了工程电磁场的基本理论和技术，内容涵盖了电场、磁场、时变场、电磁波、传输线、波导和天线等。通过学习可以使考生较全面的了解电磁场及微波领域的基本理论和基本内容，为今后学习和工作打下坚实的基础。 二、课程目标与基本要求 本课程的目标是使学生通过本课程的学习和辅导考试，进行有关工程电磁场基础理论和技术方面的培养和训练，使学生对电磁场、微波和天线领域有相当程度的了解，为今后学习和工作创造一个知识面宽广的环境。 课程基本要求如下： 熟悉工程电磁场中数学分析方法。 掌握静电场中电场、电位和电能的计算，了解静电场基本性质。 掌握恒定磁场中磁场和磁能的计算，了解引入矢量磁位的必要性并熟悉恒定磁场的基本性质。 掌握时变场中法拉第电磁感应定律和麦克斯韦关于位移电流的概念。 熟悉麦克斯韦方程组数学表达式及其物理意义。 熟悉电磁场中的边界条件及其应用。 掌握坡印廷矢量概念。 学习电磁波在两种不同介质界面上的垂直入射和斜入射，掌握有关公式。 学习传输线基本理论，掌握分布参数、特性阻抗、输入阻抗、反射系数、电压驻波比基本概念及相关表达式，熟悉传输线阻抗匹配的意义和应用。 10、学习波导中波型（TE模和TM模）的概念，了解矩形波导中模的截止频率和主摸传输的概念。 11、学习天线有关知识，了解天线的基本参数。 三、与本专业其他课程的关系 本课程在通信工程专业的教学计划中被列为专业基础课，安排在学完高频电子线路之后和通信专业课之前时间内开设。本课程的学习是后续通信专业课程（如移动通信、通信技术等）的基础。 第二部分 考核内容与考核目标 第一章 矢量分析 一、学习目的与要求 通过本章学习，熟悉矢量分析中矢量符号表示法，矢量加减运算、两矢量点积和叉积运算规则，三种坐标系（笛卡尔、圆柱和球坐标）表示方法和相互间的转换。 二、考核知识点与考核目标 （一）矢量表示方法，两矢量点积和叉积运算规则（重点） 识记：矢量是一个有方向和大小的物理量；矢量在正式出版书中和手写时不同表示方法；单位矢量含义；两矢量点积和叉积运算规则 理解：两矢量点积后为一个标量；两矢量叉积后仍为一个矢量 （二）三种坐标系中空间某点的表示方法及其相互转换（次重点） 识记：空间某点在笛卡尔坐标系、圆柱坐标系和球坐标系中的表示法 理解：每种坐标系中三个坐标变量的含义以及三种坐标系中，坐标变量之间的相互转换 应用：三种坐标系中微分线元、微分面元和微分体元的具体表达式；会进行矢量的加减、点积和叉积运算 第二章 库仑力和电场强度 一、学习目的与要求 通过本章的学习，掌握库仑力和电场强度的概念，并会计算电荷离散和连续分布情况下的电场强度。 二、考核知识点与考核目标 （一）库仑定律和电场强度（重点） 识记：库仑定律描写的是真空中两点电荷之间的相互作用力，式中各物理量的单位，电场强度基本概念 理解：库仑力和电场强度都是矢量，计算时，应用矢量合成法则 应用：计算多个点电荷在某处产生的电场强度 （二）电荷分布（次重点） 识记：体电荷、线电荷、面电荷的概念 理解：上述三种电荷分布情况下，求解电场的积分表达式，注意是矢量积分形式 应用：计算电荷在无限长直线上线分布和无限大平面上面分布情况下，利用电场积分表达式求得电场强度的大小和方向（有时可结合线性叠加原理解题） 第三章 电通量和高斯定理 一、学习目的与要求 通过本章的学习，掌握电通量和电通量密度的概念，熟悉高斯定理的数学表达式和含义，并在电荷分布对称性情况下，会运用高斯定理求得电场强度。 二、考核知识点与考核目标 （一）电通量和电通量密度（重点） 识记：电通量和电通量密度的定义 理解：电通量是标量，电通量密度是矢量 应用：电通量计算 （二）高斯定理（重点） 识记：高斯定理的数学表达式和含义 理解：高斯定理反映静电场是有源场，即电荷是产生电通量的源 应用：在电荷具有对称分布（轴对称或球对称）情况下，通过选取特殊高斯面，应用高斯定理直接求得电通量密度和电场强度 （三）电通量密度和电场强度之间的关系（次重点） 识记：在各向同性介质中， 理解：由电荷形态产生的电通量密度不是介电常数ε的函数，而电场是ε的函数 应用：在涉及多种电介质的问题中，根据，可由方便的求得 第四章 散度和散度定理 一、学习目的与要求 通过本章的学习，掌握散度的概念，并运用散度