微波技术B11课程大纲

1《微波技术B》教学大纲学时：56学分：3.5开课学期：第5学期一、课程目的与任务1、本课程为电子信息工程专业和电子信息科学与技术专业的通识必修课程。2、本课程与培养目标的关系是：《微波技术》是电子信息科学与技术专业和电子信息工程专业的一门专业基础课。本课程主要使学生掌握有关微波技术的一些基本理论、基本概念和基本分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续相关专业课程的学习及今后从事微波技术领域的工作打下良好的基础。3、课程主要讲述的内容为：微波波段的范围和特点、微波传输线理论、常见微波传输线的传输特性分析、微波网络理论、阻抗变换元件和匹配、微波谐振腔、基本微波元件。二、课程目标与要求1、知识目标：本课程理论性较强,概念较抽象,应用数学知识较多，本课程的学习要求学生在原有电磁场理论的基础上，重点掌握传输线理论及圆图的应用、常用微波传输线导行波模式和传输特性、微波网络基本理论，并对微波波段的特点以及一些常用的微波元件的结构、特性有一定的了解。同时本课程开设了一定学时的实验，使学生对微波系统和元件有一定的感性认识，在课后辅以一定量习题，进一步加强对基本理论与概念的理解与巩固。2、能力目标：本课程强调基本概念的理解和分析问题能力的培养。通过本课程的学习，使学生掌握微波技术的基本概念和基本分析方法，具备基本的微波技术问题的分析思路和用“场”的概念解决问题的能力，培养相关专业领域的分析、解决问题的能力和基本的实验技能。3、素质目标：具备基本的微波技术概念、理论和分析方法，建立分布参数电路分析的基本思路，为后续相关专业课程的深入学习和今后从事微波技术领域的工作打下基础。三、与其它课程的联系和分工本课程是电子信息科学与技术和电子信息工程专业的专业基础课。《电磁场与电磁波》是《微波技术》的基础，这两门课的内容既前后衔接，又相对独立，可合并使用，也可单独使用。其后续课程包括《微波电子技术》、《天线与电波传输》、《卫星通信与导航》等。四、课程的内容与学时分配章节主要教学内容总学时数讲授时数实验时数课外时数第一章绪论221第二章传输线理论201642第三章微波传输线141224第四章微波网络基础662第五章阻抗变换元件及匹配441第六章谐振腔441第七章微波元件64222总学时数56488附：实验教学内容及具体要求实验学时8课程性质必修本课程实验教学目的和基本要求使学生能及时掌握和巩固在课堂上所学的基本原理和基础理论，掌握基本微波仪器设备的结构特点和使用方法，掌握常用微波参量的基本测量原理和方法，培养学生综合分析问题和解决问题的能力，提高学生动手实验和实践的能力，提高使用微波仪器设备的技能。序号实验项目名称实验学时实验类别必做选做实验内容简述1、微波元件，系统认识及使用，微波仪器设备的调试2演示与验证√微波测量系统中微波元件及仪器设备的认识与调试2、驻波测量2验证√测量不同终端负载时的输入驻波比3、阻抗测量2综合√测量任意终端负载阻抗4、阻抗调配2综合√掌握阻抗调配原理及方法实验的考核实验操作+实验报告指导书要求注：实验类别分：演示、验证、综合、设计性、其它五种；必做与选做栏以“√”表示。五、课程教学内容及具体要求第一章绪论教学目标：本章学习主要让学生了解本课程的特点、地位，熟悉微波的特点、基本分析方法和应用，提高学生的学习兴趣。教学要求：了解微波技术的应用和发展情况；理解分布参数电路分析与集中参数电路分析的不同点；掌握微波波段的范围，微波的特点，教学重点：微波的特点教学难点：微波的特点；分布参数电路分析方法的不同内容概要和方法设计：微波波段的范围和特点、微波技术的应用和发展。第二章传输线理论教学目标：传输线理论是研究微波技术的基础。本章研究TEM波传输的理论，即长线理论。通过本章的学习，使学生建立传输线分布参数等效电路的概念，会用“路”的观点研究微波传输线的基本传输特性，学会化场为路的工程计算方法。熟练掌握表征传输线基本特性的各参量，可对不同的工作状态进行分析，能熟练应用圆图分析传输线，建立阻抗匹配的概念并掌握基本方法。3教学要求：掌握传输线的基本概念，传输线分布参数等效电路的建立和传输线方程的求解；掌握均匀无耗传输线不同工作状态的分析；能熟练运用圆图对传输线的相关问题求解；理解阻抗匹配的概念，掌握阻抗匹配的基本原理和方法。教学重点：传输线分布参数的等效电路；传输线方程的建立和求解；均匀无耗传输线不同工作状态的特点和传输特性；阻抗、导纳圆图的构成及特殊点、线、面的物理意义；应用圆图对各种传输线问题的求解；阻抗匹配的概念和基本方法。教学难点：传输线方程的建立和求解；均匀无耗传输线三种工作状态的传输特性分析；圆图的应用；阻抗匹配的方法。内容概要和方法设计：（1）传输线的基本概念及传输线方程的建立；（2）TEM波传输线的传输特性；（3）均匀无耗传输线的工作状态分析及特点；（4）圆图在传输线计算中的应用；（5）阻抗匹配技术。第三章微波传输线教学目标：通过应用以经典的麦克斯韦方程为核心的场与波的理论，树立“场”的观点的分析方法，解决微波系统中的实际问题。掌握常用导波系统的电磁场分布特性和传输特性。教学要求：微波传输线是构成微波元件和微波系统的基础，本章要求了解各种的不同类型传输线的基本特点，掌握导行波电磁场分布的一般通解形式；掌握按纵向场分量分类的不同传输波型的电磁场分布特性；掌握常用微波传输线（矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线等）的结构特点、传输特性、电磁场分布特性和“场”分析方法；了解微带线的设计方法。教学重点：用电磁场理论分析任意截面形状的均匀波导的传输特性；规则金属波导（矩形波导、圆波导和同轴线）分析，包括描述导行波场分析和求解方法、不同传输模式场结构和管壁电流结构规律及特点等。教学难点：根据场理论分析导行波系统的传输特性及其电磁场的分布规律；金属波导中不同传输模式的场结构和传输特性。内容概要和方法设计：（1）交变电磁场基本关系式；（2）导行波的一般形式；（3）导行波按纵向场分量分类；（4）矩形波导、圆波导、同轴线、微带线中电磁场结构及传输特性；第四章微波网络基础教学目标：通过本章学习，理解微波元件等效为微波网络的原理，掌握二端口网络常用的矩阵参量的求解、物理意义与应用，掌握掌握网络工作特性与网络参量的关系。教学要求：理解微波网络的基本概念，了解微波均匀传输线和元件等效成网络的原理；熟练掌握常用的二端口网络五种矩阵参量的特性、相互关系与4应用；熟悉基本单元电路矩阵参量的求解；掌握网络（元件）的工作特性与网络参量的关系。教学重点：二端口网络五种矩阵参量的特性及应用；网络（元件）的工作特性与网络参量的关系。教学难点：二端口网络五种矩阵参量的特性、物理意义及应用。内容概要和方法设计：（1）微波网络的一般特性;（2）二端口微波网络的阻抗矩阵导纳矩阵和转移矩阵；（3）微波网络的散射矩阵；（4）二端口网络的传输矩阵；（5）单元电路的矩阵；（6）微波网络的工作特性参量分析。第五章阻抗变换元件及匹配教学目标：理解引入波导效阻抗概念来解决阻抗匹配问题的方法；掌握传输线中常见简单不均匀性的近似分析；了解常用阻抗和波型变换器的工作原理。教学要求：理解等效阻抗的概念；掌握传输线中简单不均匀性的近似分析与等效；理解几种主要的阻抗变换器和波型变换器的工作原理，了解它们的基本设计原则和思路。教学重点：等效阻抗的概念；传输线中简单不均匀性的近似等效；几种主要的阻抗变换器和波型变换器的工作原理教学难点：等效阻抗的概念；传输线中简单不均匀性的近似分析。内容概要和方法设计：（1）等效阻抗概念及（2）传输线中简单不均匀性的近似分析；（3）几种阻抗变换器和波型变换器的基本工作原理；第六章谐振腔教学目标：了解微波谐振腔的构成和基本特点，掌握常用传输线型微波谐振腔的谐振条件、分析方法、基本参量基和本特性。教学要求：了解微波谐振腔的构成和基本特点；掌握微波谐振腔的基本特性与参数；掌握几种主要的传输线型微波谐振腔的特性及设计原理；了解环形和介质谐振腔的基本特性。教学重点：微波谐振腔的构成和基本特点；几种主要传输线型微波谐振腔的特性及设计原理。教学难点：几种主要传输线型微波谐振腔的特性及设计原理。内容概要和方法设计：（1）谐振腔的基本构成、原理和特点；（2）同轴、矩形、圆柱谐振腔；（3）谐振腔的激励与耦合；（4）其他形式的微波谐振腔。第七章微波元件教学目标：微波元件是微波系统的重要组成部分，本章介绍一些常用的微波元件，并定性分析它们的工作原理和基本特性，使学生熟悉微波工程中常用的微波元器件的结构、工作原理、技术参数和特性。教学要求：了解微波元件的主要类型；掌握微波电抗元件的实现方法和工作原理；了解各种终端元件、连接元件、衰减器、移相器和微波铁氧体元件的5结构形式和工作原理；掌握功率分配器、匹配双T、定向耦合器的结构特点和基本工作特性。教学重点：微波电抗元件的实现方法和工作原理；功率分配器、匹配双T、定向耦合器的结构特点和基本工作特性教学难点：常用微波元件的工作原理和工作特性。内容概要和方法设计：（1）电抗元件、终端元件、连接元件；（2）衰减器相移器、功率分配器、定向耦合器等常用微波元件；（3）微波铁氧体元件。六、课程的教学方法设计本课程教学主要采用的方法黑板教学与多媒体教学相结合的方式，在教学过程中注意倡导和尝试问题式教学、案例式教学等新型教学方法。七、课程考核和计分方式1．考核方式：闭卷考试2．成绩记入：30%平时成绩（含实验成绩），70%课终考试成绩。3．平时成绩考查形式：到勤率占：100分×30%×10%=3分，平时作业占：100分×30%×40%=12分，实验占100分×30%×50%=15分八、主要参考书目和资料1．建议选用教材：孟庆鼐编，《微波技术》，合肥工业大学出版2．推荐参考书目:孟庆鼐编著，《微波技术实训》，合肥工业大学出版，2011.5廖承恩编著，《微波技术基础》，西安电子科技大学出版社，2006.8王新稳李萍编，《微波技术与天线》（第三版），电子工业出版社，2011.2刘学观郭辉萍，《微波技术与天线》（第三版）西安电子科技大学出版社，2012.83．与课程相关参考网站