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《微波技术与天线》课程教学大纲

课程代码： 030341001

课程英文名称：Wicrowave Technology and Antennas 课程总学时：56 讲课：52 实验：4 上机：0 适用专业：电子信息工程 大纲编写（修订）时间：2011.9

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

微波技术与天线是无线电技术的一个重要组成部分，是电子信息工程、通信工程等信息技术类专业的一门技术基础课。通过本课程的学习，要求了解微波技术与天线的基本概念、理论，掌握基本分析方法，同时培养正确的思维方式，提高分析问题的能力。为今后的学习和工作打下坚实的理论基础。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

要求掌握传输线理论、规则金属波导理论、微波网络理论、天线的辐射与接受的基本理论。 在教学环节中，重点讲授微波与天线的基本理论，同时简要介绍微波技术与天线在主要系统中的应用，力求基本理论讲解与工程实践并重。

（三）实施说明

1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

（四）对先修课的要求

高等数学、复变函数、数理方程与特殊函数、电路理论、电子线路、电磁场与电磁波

（五）对习题课、实践环节的要求

根据学习进度完成相应习题，循序渐进，逐步深入。对典型习题一定要掌握。 微波技术与天线实践性较强，实验要自己动手，进而达到理论联系实际的目的。

1．对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握典型器件的基

本实验方法，获得实验操作的基本训练。实验成绩作为评定课程成绩的一部分。 4．安排大作业，大作业成绩作为平时成绩的一部分。

（六）课程考核方式

1.考核方式：考查

2.考核目标：在考核学生对微波技术与天线基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力和计算能力

3.成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占20%，实验成绩占20%，期末考试成绩占60%。

（七）参考书目

（1）《微波技术与天线》，傅文斌编，机械工业出版社，2009

（2）《微波技术与天线》，刘学观编，西安电子科技大学出版社，2006 （3）《微波技术与天线》，毛钧杰编，科学出版社，2008 （4）《微波技术与天线》，周希朗编，东南大学出版社，2009 （5）《微波技术与天线》，王新稳编，电子工业出版社，2011

二、中文摘要

本课程是电子信息工程专业学生必修的一门主干技术基础课程。课程通过对微波技术与天线基本理论及分析方法的讲授，使学生掌握微波技术与天线的基本知识、基本原理和基本方法，并具有计算的能力。课程主要内容包括均匀传输线的基本理论，规则金属波导、微波网络理论、无源微波元器件、天线理论和相关应用等。

三、课程学时分配表

序号 1 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3 3.1 3.2 3.3 3.4 4 4.1 4.2 绪论 教学内容 均匀传输线理论 均匀传输线方程的建立及其求解 传输线的特征参量与状态参量 无耗传输线的状态分析 传输线的传输功率与损耗 阻抗匹配 阻抗圆图及其应用 规则金属波导 导波原理 矩形波导 圆形波导 金属谐振腔 平面传输线 带状线和微带线 耦合微带线 学时 2 14 3 2 3 1 2 3 14 4 6 2 2 4 2 2 讲课 2 14 3 2 3 1 2 3 14 4 6 2 2 4 2 2 实验 上机 5 5.1 5.2 5.3 6 6.1 6.2 7 7.1 7.2 7.3 7.1 微波网络基础 微波网络等效原理 阻抗、导纳和转移矩阵 散射矩阵 无源微波元件 连接匹配元件 功率分配元件 天线 概述 基本辐射单元的辐射 天线的基本参数 对称振子天线 6 2 2 2 6 2 2 10 1 3 2 2 6 2 2 2 4 2 2 8 2 2 四、教学内容及基本要求

第1部分 绪论

总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:

微波及其传输的特点、微波研究的主要内容，微波的发展及应用，微波传输的分析方法

第2部分 均匀传输线理论

总学时(单位：学时):14 讲课:14 实验:0 上机:0

第2.1部分 均匀传输线方程的建立及其求解。（讲课3学时） 具体内容:

1)了解传输线的种类及特点，掌握长线与短线的区别；

2)了解传输线分布参数电路模型及典型传输线分布参数的计算公式； 3)理解传输线方程的建立及其正弦波解； 重 点:

传输线方程的建立及其正弦波解 难 点:

传输线方程的建立 习 题:

传输线上电压电流的计算、分布参数的计算

第2.2部分 传输线的特征参量与状态参量（讲课2学时） 具体内容:

1) 理解传输线的特性阻抗、传输常数及波长与相速的概念，掌握无耗传输线的特征参量计算

2) 掌握传输线输入阻抗的计算；

3）熟练掌握反射系数、驻波比、行波系数的计算及其各参数之间的关系 重 点:

输入阻抗、反射系数、驻波比、行波系数的计算及其各参数之间的关系 难 点: 驻波比的理解 习 题:

反射系数、驻波比的计算

第2.3部分 无耗传输线的状态分析（讲课3学时） 具体内容:

1）了解无耗传输线各种状态的定义、条件及其特点

2) 掌握行波状态电压、电流及阻抗的分布

3）掌握短路线、开路线电压、电流及阻抗的计算和分布特点 4）端接纯电抗负载与传输线的等效

4）理解行驻波状态电压、电流及阻抗的分布特点 重 点:

掌握短路线、开路线电压电流及阻抗的分布特点 难 点:

行驻波状态电压、电流及阻抗的分布特点 习 题:

无耗传输线状态参量的计算

第2.4部分 传输线的传输功率与损耗（讲课1学时） 具体内容:

1）掌握传输线的传输功率与损耗计算公式 2) 理解功率容量的概念 重 点:

传输功率、回波损耗和插入损耗的计算。 习 题:

传输功率、回波损耗和插入损耗的计算

第2.5部分 阻抗匹配（讲课2学时）

具体内容:

1）了解传输线的阻抗匹配、支节匹配的方法及相关计算

2) 掌握λ/4阻抗变换器法及相关计算 重 点:

λ/4阻抗变换器法 难 点:

串联单支节和并联单支节的阻抗匹配的计算 习 题:

λ/4传输线阻抗匹配计算

第2.5阻抗圆图及其应用（讲课3学时）

具体内容:

1）理解阻抗圆图构成的基本思想及三族圆的基本特征；

2) 熟练掌握阻抗圆图计算传输线输入阻抗、反射系数及驻波比等 重 点:

利用阻抗圆图计算阻抗和导纳 难 点:

理解三族圆的基本特征

习 题:

利用圆图计算传输线输入阻抗、反射系数及驻波比等

第3部分 规则金属波导

总学时(单位：学时):12 讲课:12 实验:0 上机:0 第3.1部分 导波原理（讲课,4学时） 具体内容:

1)了解导行电磁波的基本形式

2）理解导行电磁波的纵向场分析方法 3）掌握导行电磁波的传播模式 4）掌握各种模式电磁波的传播特性 重 点:

导行电磁波的传播模式及其传播特性 难 点: 纵向场分析方法

第3.2部分 矩形波导（讲课6学时）

具体内容:

1) 理解用分离变量法求解矩形波导中TE波和TM波的纵向场； 2) 掌握TE波和TM波六个场分量的表达式

3) 掌握矩形波导电磁波传输特性及其传输条件 4) 矩形波导中主模的场结构及传播特性

重 点:

矩形波导传输条件及传输特性 难 点:

纵向场求解矩形波导中的场量表达式 习 题:

矩形波导传输特性计算

第3.3部分 圆形波导（讲课2学时）

具体内容:

1)了解圆形波导中TE波和TM波的表达式及其传播特点。 2)了解圆形波导中常用的三种模式。 重 点:

圆形波导的传播参数及特点 难 点:

圆形波导TE波和TM波的表达式 第3.4部分 金属谐振腔（讲课2学时）

具体内容: 1)了解金属谐振腔的基本特性及其参量。 2) 掌握矩形谐振腔基本参数的计算 重 点:

矩形谐振腔基本参数的计算