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微波技术与天线Ⅰ
Microwave Technology and AntennaⅠ
一、课程基本情况
课程类别:专业任选课
课程学分:3 学分
课程总学时:48学时,其中讲课:40学时,实验:8学时
课程性质: 必修
开课学期:第5学期
先修课程:《微积分》《电路分析基础》、《电磁场与电磁波理论》是理解本课程内容的基础。
适用专业: 电子信息工程、电子科学与技术、雷电防护科学与技术等专业本科生
教 材:微波技术与天线,西安电子科技大学出版,刘学观,2006,第二版。
开课单位: 电子与信息工程学院 电子信息系
二、课程性质、教学目标和任务
《微波技术与天线》是电子信息科学与技术专业的一门重要技术基础课,属于专业核心必修课。是在学习了“电路分析基础”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的波段—微波领域的重要课程,是理论与工程性、实践性较强的课程。本课程的任务是使学生获得微波技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生分析和解决实际问题的能力,为今后的深入学习和实际运用打好基础。
三、教学内容和要求
(一)绪论:2学时
1、微波的概念
2、微波的特点
3、微波的历史回顾及现代应用
重点:了解微波频段的划分、微波技术的研究对象、内容,课程的性质、特点、任务和学习方法。
难点:微波技术学习方法。
(二)传输线理论:10学时
1、传输线方程及其求解
2、传输线的特性参量(Ⅰ)
3、传输线的特性参量(Ⅱ)
4、均匀无耗传输线工作状态分析
5、阻抗圆图及其应用
6、传输线的阻抗匹配
重点:行波系数和驻波系数的计算、史密斯圆图、传输线的阻抗匹配、支节匹配、线路间的阻抗匹配。
难点:传输线的阻抗匹配、史密斯阻抗圆图和导纳圆图及其应用。
(三)微波传输线:8学时
1、交变电磁场基本关系式
2、导波系统的传输特性
3、常用微波集成传输线(Ⅰ)
4、常用微波集成传输线(Ⅱ)
重点:矩形波导、圆波导中TE波、TM波的波场结构、传输特性、壁电流、波导的激励与耦合;了解同轴线,微带线、带状线,平面传输和光纤等传输线结构的特性。
难点:矩形波导和圆波导中TE/TM模式场分布。
(四)微波网络基础:6学时
1、网络的基本概念
2、二端口微波网络和多端口微波网络
3、二端口微波网络的工作特性参量
重点:掌握波导与长线的等效、阻抗矩阵、导纳矩阵;了解散射矩阵、转移参数矩阵、传输矩阵。
难点:微波网络的散射矩阵和传输矩阵及其应用。
(五)微波元件:6学时
1、波导中的电抗元件、连接元件和终端负载
2、衰减器、移相器和阻抗变换器
3、定向耦合器和微带功分器
4、微波谐振器和微波滤波器
重点:掌握波导模式激励装置、常用微波元件,了解微波滤波器。
难点:元件阻抗匹配和功率分配。
(六)天线:8学时
1、天线概述
2、天线基础理论(Ⅰ)
3、天线基础理论(Ⅱ)
4、线天线
5、面天线
6、一些常用天线设备
重点:掌握天线基本理论,了解常用天线设备。
难点:天线的电参数计算。
五、实践教学环节
本课程有实践环节,实验课程8学时,内容涉及:
1、Smith阻抗圆图的Matlab仿真 2学时
2、传输线上电磁波的参数测量 2学时
3、双口网络[S]参量的测量 2学时
4、微波电视信号发送和接收系统 2学时
详见《微波技术与天线课程实验教学大纲》。
四、课程考核
(1)作业等:作业:6次,;
(2)考核方式:闭卷考试
(3)总评成绩计算方式:平时成绩占总成绩的15%,实验成绩占总成绩的15%,考试卷面成绩占总成绩的70%。内容包括教学大纲所列全部内容,以大纲所列重点为主。
五、参考书目
(一)推荐使用教材:刘学观等编《微波技术与天线》西安电子科技大学出版社
(二)主要参考书目:廖承恩编《微波技术基础》国防工业出版社
赵春晖著《现代微波技术基础》哈尔滨工程大学出版
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