微波技术基础 教学大纲
微波技术基础 教学大纲
微波技术基础一、课程说明课程编号:140425Z10课程名称:微波技术基础/ Basic Technology of Microwave课程类别:专业选修课学时/学分:48/3先修课程:线性代数、数学物理方法、信号与系统、电磁场与电磁波适用专业:电子信息科学与技术教材、教学参考书:1、《微波工程基础》,李宗谦等编,清华大学出版社,20042、《微波原理与技术》,赵克玉,许福永编,高等教育出版社,20063、《微波技术基础》,徐锐敏,唐璞编,科学出版社,20094、《微波技术与与微波电路》,范寿康等编,机械工业出版社,2003二、课程设置的目的意义微波技术基础是电子信息科学与技术专业的一门专业课,广泛应用于当前的通信与广播电视等方面。
本课程主要研究微波的产生、变换、放大、传输、辐射、传播、散射、接收、检测、测量等方面的内容,使学生对微波的工程应用有初步的了解,为今后从事微波工程子系统和大系统打下基础,如微波通信、微波遥感、雷达、电子对抗、微波电磁兼容等等。
三、课程的基本要求本课程以路和场相结合的方法系统阐述了微波在各种传输线中的传输规律,包括电磁场理论概述、传输线理论、规则波导理论和平面传输线;在此基础上,介绍微波网络的各种网络参量、微波网络的性质;最后介绍常用微波无源器件及其应用及几个典型的微波系统和微波技术的应用。
课程教学内容组织上注重基础性、系统性和实用性,精炼传统内容,注重基本概念及对工程问题处理方法的讲述。
将“场”和“路”的概念有机地结合起来,使课程在连贯性、系统性和实用性方面更加突出,注重微波技术基本理论的透彻分析以及与实际应用的结合,学生对微波的工程应用有初步的了解,为今后从事微波工程子系统和大系统打下基础,使学生提高分析、判断和解决问题的能力,并将所学知识运用到实践中去,从而开拓他们的创新能力。
四、教学内容、重点难点及教学设计注:实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求本课程安排实验4个,学时数为8,学生通过实验了解一些微波器件的工作原理和使用方法,实验名称及要求如下:1、基本微波测量系统原理及使用方法:熟悉基本微波元件的作用;掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。
《微波技术》教学大纲
课程编号:课程名称:微波技术(Microwave Engineering)通信与电子技术专业《微波技术》教学大纲一、课程说明随着信息与通信技术的迅猛发展,“微波技术”日益成为通信与电子技术专业的一门重要的和不可或缺的专业课程。
本课程阐述微波技术的基本理论、基本知识和基本功理,主要讨论了均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础和微波元器件等内容。
学习本课程需要掌握电路原理、电磁场理论、线形代数等基础知识。
本课程的教学时间安排是:每周4节课,计划教学周数18周,总课时72学时。
二、学时分配表三、教学目的与要求本课程的教学目的是使学生掌握微波技术的基础知识、基本理论和基本原理以及典型的应用系统,为提高解决实际问题的能力和其他相关课程的学习打下必要的基础。
本课程的基本教学要求是使学生理解和掌握微波技术课程的主要内容,提高分析问题和解决问题及相关的实践能力。
为了保证教学目的与要求的完成,在本课程的教学过程中,要求学生做到以下几点:1、学习时要抓住基本概念、基本理论、基本原理和掌握分析计算方法;2、掌握一些课程,如电路原理、电磁场理论的基础知识;3、理解课程各部分内容之间的联系,善于自己综合归纳,并做好每次节后的习题与练习;4、善于思考,多提问题,培养自学能力和独立分析与解决问题的能力,在教师的指导下,有选择地参阅有关的参考书;本课程考核方式:书面考试(期中和期末考试),平时的作业。
本课程各章的教学要求和知识考核点如下:绪论主要掌握一些基本概念:什么是微波;微波在电磁波谱中的位置;微波的特点及特性微波技术、天线与电磁传播的相互关系;微波技术中常用的几种分析方法。
第一章均匀传输线理论本章用“路”的分析方法,首先建立传输线方程,导出传输线方程的解,引入传输线的重要参量——阻抗、反射系数及驻波比;然后分析无耗传输线的特性,给出传输线匹配、效率及功率容量的概念;最后介绍最常用的TEM传输线——同轴线。
《微波技术》课程教学大纲
《微波技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号:08030010课程中文名称:微波技术课程英文名称:microwave technology课程性质:专业指定选修课考核方式:考查开课专业:电子信息工程、通信工程、信息对抗技术开课学期:5总学时:40+16总学分:3.5二、课程目的和任务《微波技术》是研究微波信号的产生、放大、传输、发射、接收和测量的学科。
通过讲述传输线理论、理想导波系统理论、微波网络理论,使学生掌握传输线的工作状态和特性参量、波导的场结构和传输特性,了解常用微波元件的基本结构和工作原理,具有解决微波传输基本问题的能力。
三、教学基本要求(含素质教育与创新能力培养的要求)1.掌握传输线的基本理论和工作状态,具有分析传输线特性参量的基本能力,掌握阻抗圆图和导纳圆图的基本构成和应用,了解阻抗匹配的基本方法和原理。
2.掌握矩形波导的一般理论与传输特性,掌握矩形波导主模的场分布与相应参数,了解圆波导、同轴线、带状线和微带线等传输线的工作原理、结构特点、传输特性和分析方法。
3.掌握微波网络的基本理论,重点包括微波网络参量的基本定义、基本电路单元的参量矩阵、微波网络组合的网络参量、微波网络的工作特性参量,了解二端口微波网络参量的基本性质,具有分析二端口微波网络工作特性参量的基本能力。
4.掌握阻抗变换器、定向耦合器、微带功分器、波导匹配双T的结构特点、工作原理、分析方法及其主要用途,了解电抗元件、连接元件、衰减器和移相器、微波滤波器和微波谐振器等微波元件的结构特点和工作原理。
四、教学内容与学时分配第一章绪论(2学时)微波的概念及其特点,微波技术的发展和应用,微波技术的研究方法和基本内容。
第二章传输线理论(13学时)1.传输线方程及其求解2.传输线的特性参量3.均匀无耗传输线工作状态分析4.阻抗圆图及其应用5.传输线的阻抗匹配第三章微波传输线(9学时)1.理想导波系统的一般理论2.导波系统的传输特性3.矩形波导4.带状线5.微带线第四章微波网络(9学时)1.波导等效为平行双线2.微波元件等效为微波网络3.二端口微波网络4.基本电路单元的参量矩阵5.二端口微波网络的组合及参考面移动的影响6.二端口微波网络的工作特性参量7. 多端口微波网络第五章常用微波元件(7学时)1.阻抗变换器2.定向耦合器3.波导匹配双T4.微波滤波器第六章实验教学(16)五、教学方法及手段(含现代化教学手段)以课堂讲授为主,适当配合课堂讨论,充分使用多媒体教学;以学生自学为辅,学生可以通过网络课堂和微波网站在线学习。
微波技术基础复习大纲分析
微波技术基础1 绪论1、微波的频率(P1),微波的波段(P2)2 传输线理论2.1 传输线方程的解1、长线理论和相关概念2、长线方程(或传输线方程)的导出3、解长线方程得到电压波和电流波的表达式,三种边界条件会得到不同的表达形式 2.2 长线的参量1、长线的特性参数(特性参数指由长线的结构、尺寸、填充的媒质及工作频率决定的参量,和负载无关的参数)1)特性阻抗0Z (P15):0U U R j L LZ I I G j C Cωω+-+-+==-=≈+2)传播常数γ(P13):j γαβ=+,通常情况下衰减常数0α=,则j γβ=。
3)相速度p v 和相波长p λ(P14):通常2p p v fπλλβ===根据相速度的定义2p f v ωπββ==,而LC β=(P13),因此p v LC= 在这里出现了波的色散特性的描述。
2、长线的工作参数1)输入阻抗in Z :()()()()000tan tan L in L U z Z jZ z Z Z I z Z jZ z ββ+==+这个公式有多种变形: ① ()()()000tan tan Z z jZ dZ z d Z Z jZ z dββ++=+当2d n λ=*时,()()Z z d Z z +=,均匀无耗线具有2λ的周期性。
当24d n λλ=*-时,()()20Z z d Z z Z +*=,均匀无耗线具有4λ的阻抗变换特性。
(感性↔容性,开路↔短路,大于0Z ↔小于0Z ) 当终端0L Z Z =时,任意位置的输入阻抗都为0Z 。
② 输入导纳()()()()000tan 1tan L in L inI z Y jY z Y Y U z Y jY z Z ββ+===+,其中001Y Z =,1L L Y Z =(P20) 2)反射系数()z Γ(这里反射系统通常指电压反射系数):()()()200j zL L U z Z Z z eU z Z Z β--+-Γ==+(反射系数是一个复数) (电流反射系数()()()()200j zL i L I z Z Z z e z I z Z Z β--+-Γ===-Γ+)由于0L j L L L L Z Z e Z Z φ-Γ==Γ+,因此()()2L j z L z e βφ--Γ=Γ(P21)输入阻抗和反射系数之间的关系:()()()011z Z z Z z +Γ=-Γ,()()()0Z z Z z Z z Z -Γ=+。
微波技术基础修订版教学设计
微波技术基础修订版教学设计一、课程背景微波技术是一门独立的学科,其在通信、雷达、导航等领域具有广泛的应用。
本课程旨在让学生从理论认识微波技术到应用实践中掌握该领域的相关知识。
二、教学目标1.掌握微波技术的基本概念、原理、特点及其在通信、雷达、导航等领域中的应用。
2.熟悉微波电路的设计方法和基本系统的组成。
3.深入了解微波射频器件的特性、制作工艺和测试方法。
4.掌握微波天线的基本概念、特点和设计方法。
5.能够独立完成一个简单的微波电路设计和测试实验。
三、教学内容第一讲微波天线和传输线理论基础1.微波信号的基本特性。
2.微波天线的基本理论和特点。
3.传输线的基本理论和应用。
4.实验:基本传输线参数的测试。
第二讲微波导波管和铁氧体元器件1.微波导波管的基本原理和性能。
2.铁氧体元器件的基本结构和特性。
3.微波开关和滤波器的设计和实现。
4.实验:微波导波管和铁氧体元器件的特性测量。
第三讲微波功率放大器和混频器1.微波功率放大器和混频器的基本原理和实现方法。
2.微波功率放大器和混频器的组成和工作原理。
3.微波混频器的设计和实现。
4.实验:微波功率放大器和混频器的特性测量。
第四讲微波射频器件和调制解调技术1.微波射频器件的制作工艺和特性。
2.微波射频调制解调技术的基本原理和应用。
3.实验:微波射频器件的制作和调制解调实验。
四、教学方法本课程采用理论讲授和实验实践相结合的方式,采用小组讨论、课堂互动等教学方法,强调学生的参与和自主学习。
理论讲解中重点讲解微波技术的基本概念、原理和特点;实验部分强调实践能力的培养,学生需按照实验指导书进行实验操作,重点是实验数据的处理和结果分析。
五、考核方式本课程的考核方式采用闭卷笔试和实验报告相结合的方式,笔试占50%的成绩,实验报告占50%的成绩。
六、教材及参考书目1.《微波技术导论》,周立功,电子工业出版社。
2.《微波射频技术基础》,刘秀峰,中国科学技术出版社。
3.《微波通信》,张俊华,中国电力出版社。
《微波技术基础》教案.docx
橹电场的爲斯足理及徽茨方咨…教案教师所在学院:信息与通信工程学院通信网中心教师姓名:乔耀军课程名称:电磁场与微波技术授课学院:国际学院授课班级:电信工程及管理专业,07B01, 07B02, 07B03班授课题目:静电场的高斯定理及散度方程1.教学目的:1)了解高斯定理及散度方程的推导过程;2)理解高斯定理及散度方程的物理意义;3)掌握利用高斯定理求解具有对称性的场分布问题的方法和技巧。
2.教学内容及过程:1)通过复习在大学物理中学过的库伦定律、叠加原理、和电场强度的内容,使学生能回顾起已经学过的基础知识。
(10分钟)库伦定律:是最基本的试验定律,咯册厲描述真空中2个静止的点电荷之间的作用力,与其距离的平方成反比,与2个电荷的带电量成正比。
电荷1对电荷2的作用力的方向由电荷1指向电荷2。
强调:库伦力的实际方向还要结合两个电荷带电量的代数符号;勺为真空中的介电常数,如果不是真空,就用相应介质的介电常数£来代替爲=s俱“R;库伦定律与万有引力定律4兀匕• R-形式上相同,二者都是自然界中基本的试验定律。
(板书:在黑板的左侧上边写出库伦定律公式)。
叠加原理:实验定律,离散电荷丘连续电荷恥蛊J執库伦定律给出了2个点电荷之间的作用力,描述出一个电荷对置于其周围的另外一个电荷有力的作用。
但是,这个力是如何(Howto )作用的?(板书:在库伦定律边上写出How to?)引入场的概念,是通过“场”来作用的,场是一种客观存在的物质。
那么一个电荷对置于其周围的另外的带电体有多大(How much )的作用力?(板书写上How much?)人们定义了一个新的场量:电场强度: Electro - static force F on test charge qTest Charge q(板书:把此公式写到库伦力的下面),电场场强度等于单位电荷受到的电场力。
真空中点电荷周围的电场强度—•-耳。
(板书:把此公式写到电场强度公式的下面)。
大纲电磁场与微波技术课程教学大纲
电磁场与微波技术课程教学大纲英文名称:Electromagnetic field and Microwave Technology课程编码:1007101学时:64学时学分: 4学分课程性质:学科基础课课程类别:理论课先修课程:大学物理,工程数学(矢量分析与场论,数学物理方程)开课学期:第五学期(秋季学期,三年级第一学期)适用专业:通信工程、电子信息工程一、课程的性质与任务电磁场与微波技术是电子信息工程和通信工程专业的重要专业基础课,其概念、理论与方法,是电信科学领域深层次研究的重要支撑点。
利用电磁波作为信息传送的载体,是信息科学发展中质的飞跃,本课程从工程应用的角度讲述电磁场及导行电磁波的基本规律,为学生学习后续课程及日后从事通信工程的相关领域工作打下坚实的基础。
二、教学目标与要求希望通过本课程的学习,使学生建立起电磁场与电磁波的基本概念,要求学生掌握电磁场与微波技术的基本概念、基本原理、基本分析方法。
了解微波技术的应用现状和最新发展。
三、课程的基本内容与教学要求引言[教学目的与要求]:引言的主要教学目的是:使学生了解开设电磁场与微波技术的意义和目的,了解该课程所要讲授的主要内容、教学安排和具体要求,了解学习该课程宜采用的学习方法和注意的问题,必须掌握和本课程相关的数学基础知识。
[本章主要内容]:1.1 课程的性质和主要内容1.2 电磁场与电磁波1.3 矢量运算与场的数学描述[本章重点]:1.建立电磁场与电磁波基本概念。
2.认识到学习本课程的重要性。
3. 矢量代数和场的数学描述。
[本章难点]:1.矢量代数和场的数学描述,包括梯度、散度和旋度定义和矢量微分运算公式。
第一章电磁场与电磁波[教学目的与要求]:本章为整个课程的基础,基于电磁波作为信息载体的基本定位,本章中建立电磁场与电磁波的基本概念,讲述基本规律而不追求电磁学理论自身体系的完整。
具体要求为:使学生从物质和能量的角度了解电磁场的客观存在和数学描述等基本概念;使学生从电磁现象的实验定律和Maxwell方程关系以及电磁场和物质相互作用的角度理解Maxwell 方程作为描述宏观电磁现象基本规律的本质;使学生掌握电信技术中场与波的根本问题是通过求解一定边界条件下电磁场随时间变化和随空间分布的问题,主要是建立概念、训练方法和求算电路参量,而重点在正弦时变电磁场于无源区域和有源区域求解问题的研讨,为电磁波导行及辐射问题的研究作好铺垫;使学生了解电磁场理论和电路理论的关系。
电磁场与微波技术第二版教学大纲
电磁场与微波技术第二版教学大纲一、课程信息1.1 课程名称电磁场与微波技术1.2 学时与学分72学时,3学分1.3 先修课程电磁学、微积分、物理学1.4 授课对象电子、通信、计算机等相关专业的本科生1.5 课程简介本课程主要介绍电磁场理论及在微波技术中的应用,内容包括静电场、静磁场、时变电磁场及其电磁波的传播等。
本课程将以理论讲解和实践案例分析相结合的方式,让学生掌握电磁场和微波技术的基础知识和应用技能。
二、教材2.1 主教材电磁场与微波技术第二版,吴荣华著,中国科学技术出版社,2019年2.2 辅助教材1.微波工程,主编田俊鹏,清华大学出版社,2017年2.微波电路设计,谢学海,机械工业出版社,2018年三、课程内容3.1 静电场•电场的概念与性质•静电场的高斯定理和环路定理•电势与电势能•连续介质静电场的边值问题3.2 静磁场•磁场的概念与性质•静磁场的安培定理和环路定理•磁场中的基本电路•磁场能量3.3 时变电磁场•波动方程和电磁波的传播•时变电磁场的感应定律•介质中的电磁波•电磁波在导体中的传播3.4 微波技术•微波电路传输线路基础•微波天线和辐射系统•微波传输系统和雷达•微波器件,如隔离器、功分器、耦合器、变相器、滤波器等3.5 实践案例•静电场的数值计算•模拟静电场基础电路板设计•计算微波天线特性•使用ADS进行微波电路仿真•组成小组开发计算机控制雷达四、评分标准•平时考核:20%•作业、实验:30%•中期考核:20%•期末考试:30%五、教学方法本课程采用理论讲解和实践案例相结合的授课方式,注重学生的理论学习和实践经验的积累。
教师除了讲解基本原理外,还将根据学生实际情况经常性地开展案例分析、课程设计、实验操作等教学活动,加强学生的实践能力和团队协作能力,鼓励学生独立思考和创新。
六、教学进度第一周•课程简介•静电场第二周•静电场第三周•静磁场第四周•静磁场第五周•时变电磁场第六周•时变电磁场•微波技术第八周•微波技术第九周•微波器件第十周•微波器件第十一周•实践案例1:静电场的数值计算第十二周•实践案例2:模拟静电场基础电路板设计第十三周•实践案例3:计算微波天线特性第十四周•实践案例4:使用ADS进行微波电路仿真第十五周•实践案例5:组成小组开发计算机控制雷达第十六周•期末复习•期末考试七、教学要求7.1 学生要求学生应具备一定的电磁学和微积分知识,有一定的数学基础。
微波技术基础第三版课程设计
微波技术基础第三版课程设计一、课程概述微波技术作为现代通信技术的重要组成部分,已经广泛应用于通信、雷达、卫星导航等领域。
本课程旨在向学生介绍微波技术的基础知识和理论,使他们能够理解微波器件的工作原理,掌握微波电路的设计方法,为后续的微波系统设计打下坚实的基础。
本课程的重点包括微波传输线、微波电路元件、微波谐振、微波滤波器等内容。
二、课程教材和参考书目1. 课程教材本课程的教材是《微波技术基础》第三版,作者为程光著。
该书全面系统地介绍了微波技术基础知识和原理,适合作为本课程的主要教材使用。
2. 参考书目•《电磁场与微波技术基础》•《微波技术与天线设计》•《微波器件及其设计》三、课程内容与安排1. 第一讲微波基础重点介绍微波的定义、特性和发展历程;导波管和同轴线传输线的特点;微波电路中常用的参数和单位;微波信号的特点和传播方式。
2. 第二讲微波传输线讲述微波传输线的种类、特点和应用;以及微波传输线的阻抗匹配、功率传输和驻波比的计算方法,并介绍Smith图的基本原理。
3. 第三讲微波电路元件介绍微波电路元件的种类、特点和设计方法;以及微波功分器、混频器、放大器和倍频器的基本原理和设计方法。
4. 第四讲微波谐振器讲述微波谐振器的种类、特点和应用;以及微波谐振器的设计方法、参数计算和谐振回路的匹配方法。
5. 第五讲微波滤波器介绍微波滤波器的种类、特点和设计方法;以及微波滤波器的常见结构和特性参数、尺寸设计和谐振回路的匹配方法。
四、课程考核1.平时成绩:占总成绩20%;包括课堂作业、出勤、小组讨论等项目。
2.课程设计:占总成绩30%;由小组完成,要求设计一个微波电路,并进行仿真模拟和性能测试。
3.期末考试:占总成绩50%;考试形式为闭卷笔试,内容包括课程教材和课堂讲义之内的全部内容。
五、教学方法本课程采用理论讲解、案例分析、实验演示等多种教学方法,旨在帮助学生掌握微波技术的基础知识和应用能力。
同时,引导学生积极主动地学习,拓展他们的专业知识和实践能力,为今后的职业发展打下坚实的基础。
电磁场与微波技术教学大纲
《电磁场与微波技术》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程内容及基本要求第一章矢量分析1、理解标量场与矢量场的概念。
2、理解矢量场的散度和旋度、标量场的梯度概念。
掌握散度、旋度和梯度的计算。
3、理解亥姆霍兹定理的重要意义。
4、熟练掌握和应用散度定理和斯托克斯定理。
本章重点:掌握散度、旋度和梯度的意义和计算。
本章难点:理解散度定理和斯托克斯定理物理意义理解亥姆霍兹定理的重要意义第二章电磁场的基本规律1、理解电流连续性方程的意义2、掌握静电场的基本物理量和实验定律3、掌握恒定磁场场的基本物理量和实验定律本章重点:掌握和应用静电场和恒定磁场的实验定律本章难点:静电场和恒定磁场的实验定律的理解和应用第三章静态电磁场及其边值问题的解1、了解电介质的极化和磁介质的磁化。
2、理解恒定电场的概念;掌握恒定电场的基本方程和边界条件。
3、理解电位的概念;掌握电位与电场强度的关系;掌握电位的计算方法。
4、理解和掌握唯一性定理。
5、理解电场能量的概念,掌握静电场能量的计算方法。
6、掌握不同介质与界面上场的边界条件。
6、掌握静电场的基本方程;熟练运用高斯定律求解静电场问题。
7、掌握恒定磁场的基本性质、基本方程与边界条件;熟练运用安培环路定律求解具有一定对称性分布的磁场。
本章重点:1.掌握静电场的基本方程;熟练运用高斯定律求解静电场问题2.掌握不同介质与界面上场的边界条件3.掌握恒定磁场的基本性质、基本方程;熟练运用安培环路定律求解具有一定对称性分布的磁场。
本章难点:掌握静电场和恒定磁场的基本方程和求解第四章时变电磁场1、理解边界条件意义和使用。
2、掌握麦克斯韦方程。
3、掌握坡印廷定理和坡印廷矢量。
4、掌握电磁场的波动方程。
本章重点:1、掌握麦克斯韦方程。
2、掌握电磁场的波动方程。
本章难点:掌握麦克斯韦方程的应用第五章均匀平面波在无界空间中的传播1、了解波极化概念2、掌握均匀平面波在无界理想介质和无界有损耗媒质中的传播规律。
微波技术基础及应用教学设计
微波技术基础及应用教学设计引言微波技术以其高频、高速、高精度的特点,广泛应用于通信、雷达、天文、医学等领域。
因此,在电子信息工程及相关专业的教学中,微波技术作为重要的课程之一,扮演着不可替代的角色。
本文旨在介绍微波技术基础及应用教学设计,以期提高学生对微波技术相关知识的学习理解和实践能力。
教学内容1. 微波技术基础微波技术基础包括了微波器件、微波电路、微波天线等知识点。
在教学中,应注重梳理微波技术的基本概念和原理,引导学生掌握微波领域的重要研究方向,如:微波通信、微波雷达、微波辐射、微波医学等。
同时,通过上课和实验的结合,加深学生对微波频率和波长等概念的理解,帮助学生理解电磁波的性质及微波技术在实际应用中的重要性。
2. 微波功率合成器设计微波功率合成器在微波技术中有着广泛的应用,如在无线通信设备、微波雷达和微波光学等方面。
通过微波功率合成器的设计,可以深入了解微波技术的一些基本概念及原理,掌握微波电路的设计和分析方法。
在设计实践中,需要学生了解微波功率合成器的基本原理、常用设计技巧、设计流程等,同时辅以一定的仿真和实验操作,帮助学生加深对微波电路设计和微波信号处理的理解。
3. 微波天线及辐射微波天线及辐射是微波技术中的重点领域。
通过微波天线的设计和分析,可以帮助学生深入理解天线辐射的基本原理和方程,掌握天线参数选取的基准和方法,并且了解基本的微波辐射特性和波束控制技术。
在此基础上,通过实验操作和数据收集,可深刻了解微波辐射和天线性能的关系,以及微波天线在通信、雷达和卫星导航等领域的应用实践。
教学方法在微波技术基础及应用教学中,采用多种教学方法,如教学讲解,实验演示,系统性学习和独立解决问题等资料以加深学生对于微波技术的理解及其实际应用。
其中,实验环节是深入学习和理解微波技术的重要环节。
通过实验操作,学生可以将理论知识变为实际操作的技能,同时加深对微波电路和分析方法的认识。
教学目标本文的微波技术基础及应用教学目标主要包括:1.提高学生对于微波技术的基本概念、原理及其实际应用的理解;2.培养学生的微波电路设计、仿真分析和实验操作的能力;3.提升学生的微波信号处理和天线辐射技术能力;4.开发学生的学习兴趣和开拓思路,提高其对微波技术的研究能力;5.在微波技术的应用实践中,培养学生的创新意识和实践能力。
微波技术基础(目录大纲)
课程详情:微波技术基础(64讲)-西安电子科技大学梁昌洪等国家级精品课程“微波技术基础”简介“微波技术基础”课程在西安电子科技大学是早已闻名的精品课程。
60年代初在我校毕德显教授的有力指导和系统策划下,出现了蒋同泽的《长线》和吕海寰的《超高频技术》,这是全国最早的同类教材,对多所高校均有大的影响,只是当时军校的原因,没有正式出版。
文革结束后,廖承恩编写的《微波技术基础》一直是国内多所高校引用和执教的教材。
1988年梁昌洪的《计算微波》获全国优秀教材奖,同时实践的需要也希望把微波集成电路的进展,网络的统一思想,计算机的应用以及CAI的先进手段融入教学。
90年代后期根据上述思想,推出了《简明微波》作为教学改革和课程发展的一次有益尝试。
目前的“微波技术基础”是电子信息专业微波方向学生的骨干课程,其讲授的内容涵盖了微波技术所涉及的各个方面的基础知识,信息量大。
为该课程配套的电子工程学院实验中心微波实验室和国家电工电子基地条件优良,实验设备从传统微波实验的测量线到现代的网络分析仪一应俱全,并建设了微波技术虚拟实验室,学生可以在虚拟实验室中进行有效的工程实际经验的训练。
总的来说,西安电子科技大学的“微波技术基础”在长期教学实践和学科发展中,已经逐步形成了自身的特色。
总结起来主要有:(1)现代性在内容、方法讲述和实施等环节都要体现跟上时代的潮流。
在内容选择上紧密结合通信等学科的发展,引入微波集成电路,光纤、开腔等实践需求的领域和内容;在方法上复频率法,统一传输线理论,特性阻抗的微扰理论等等,都是梁昌洪教授和同事们在教学科研结合上的创新体会;讲述和实施的CAI和虚拟实验使教材的现代性有所增色。
(2)简明性本课程在简明扼要,通俗易懂上狠下功夫,使内容尽量集中于发展主线,脉络清晰,在教学上强调。
统一性传输线和波导的统一;圆波导和矩形波导的统一;网络理论对于微波技术基础的主线统一。
主题性在本课程执教过程中,大胆实施分讲制,每一讲都有一个主题,有一个“戏核”,每5-6讲为一个单元,每个单元都有一个脉络一个系统,整个课程有一条主线,即把网络方法和场论方法的有机结合。
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微波技术基础(Fundamentals of Microwave Technology)
教学大纲
课程编号:0221020 学分:4
课内时数:64 课程性质:必修
适用专业:电子信息工程专业先修课程:电磁场理论
开课时间:开课院系:电子工程学院
一、该课程的地位、基本要求、与其它课程的联系和分工
本课程是工科电子类电子与信息工程专业微波电信方向必修课的专业基础课。
本课程的任务是使学生会微波理论和技术的基础概念、基本理论和基本分析方法,培养学生的分析问题和解决问题的能力,为今后从事微波研究和工程设计工作以及电磁场与微波技术研究生专业学习打下良好的基础。
通过本课程的各教学环节,应使学生达到如下基本要求:
1、确立导行电磁波和导模概念,熟悉各个导行波场的求解问题和方法。
2、掌握传输线问题的计算方法与圆图的应用。
3、掌握矩形波导、圆波导和同轴线的导模及其传输特性;熟悉常用微波集成传输线(主要是带状线、微带线、耦合带状线和耦合微带线)的设计计算方法;熟悉介质波导和阶跃光纤的模式及其传输特性。
4、熟悉各种微波谐振器的基本结构及其参数计算方法。
5、熟悉微波网络各种波矩阵的特性与应用,特别是S矩阵和矩转移参数矩阵。
6、熟悉常用微波元件(包括铁氧体隔离器和环形器)的结构、工作原理与应用。
本课程的重点是:(1)传输线理论和圆图的应用;(2)几种主要导行系统(矩形波导、圆波导、同轴线、微带、阶跃光纤)与微波谐振器(矩形腔、圆柱形腔、同轴线腔、介质谐振器)的特性与涉及计算方法;(3)微波网络基本理论、S矩阵及其特性。
二、课程内容和学时安排
实验课4学时,机动2学时讲课学时,其中:
1、引论(2学时)
微波及其特点;微波技术的应用;导航波及其一般传输特性;
2、传输线理论(10学时)
传输线方程及其解;分布参数阻抗;无耗传输线工作状态分析;有耗线的特性与计算;史密斯圆图;阻抗匹配。
3、规则金属波导(6学时)
矩形波导;圆波导;同轴线;波导正规模的特性。
4、微波集成传输线(8学时)
计算传输线特性阻抗的保角变换法;带状线;耦合带状线和耦合微带线;其他型式平面传输线。
5、介质波导与光纤(4学时)
表面波及其特性;简单介质波导;介质镜像线;光纤;薄膜光纤波导和带状光波导。
6、微波网络基础(8学时)
微波接头的等效网络;一端口网络的阻抗特性;阻抗和导纳矩阵;散射矩阵;转移参数矩阵;传输散射矩阵;讯号流图法。
7、微波谐振器(10学时)
微波谐振器的基本特性与参数;传输线谐振器;金属波导谐振腔;介质谐振器;法布里-罗谐振器;谐振器的激励;谐振腔的微扰理论。
8、常用微波元件(6学时)
波导模式激励装置;常用微波元件;微波周期结构;微波铁氧体隔离器和环行器。
三、作业或实验要求
1、实验内容包括对基本微波测量系统的熟悉和调整、阻抗测量和阻抗匹配。
目的是验证理论,熟悉基本微波元件及其作用。
2、作业是本课程理论联系实际的重要环节,有助于学生消化课程的内容,学会微波技术的基本工程计算和设计方法。
作业应与讲课紧密配合。
四、考核方式
采取闭卷笔试与平时作业相结合的方法。
五、教材及参考书
教材:梁昌洪、官伯然《简明微波》
参考书:R.E.柯林:《微波工程基础》,吕继尧译,人民邮电出版社,1981年鲍家善等《微波原理》,高等教育出版社,1985年
廖承恩《微波技术基础》西安电子科技大学出版社1995年。