《电磁场理论与微波工程》教学大纲（本科）

《电磁场理论与微波工程》教学大纲课程英文名ElectromagneticField&MicrowaveEngineering课程代码C0807Y18学分3总学时48理论学时32实验/实践学时16课程类别学科基础课课程性质限选先修课程线性代数、信号与系统、数字信号处理适用专业电子信息科学与技术开课学院信息工程学院执笔人审定人王怡制定时间2018年4月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课：课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标(-)课程地位本课程是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业选修课程。它主要阐明宏观电磁场的基本规律、电磁传输理论、波导理论、微波网络和微波器件等，为后续课程提供必要的技术基础理论。其任务是：使学生掌握电磁场的基本结构，掌握电磁波传输的特点，矩形波导理论，微波系统网络和微波器件的结构等，建立概念间的联系，对电磁场和微波有比较完整的理解。为后续课程的学习打下基础。通过该课程专业知识的学习可以培养学生解决电磁场传输和微波工程问题的能力，并通过外文文献查阅和研究分析专业相关的微波工程问题并获得有效结论。该课程的电磁微波方面的学习使得学生能够从事电磁、微波等相关工作、了解电子信息技术领域相关行业的国际状况和最新动态。为后续的毕业设计和从事射频方面的工作奠定基础。(-)课程目标

课程目标毕业要求目标分类1.了解电磁场和电磁波两方面的基本概念和基本理论。掌握矢量分析，麦克斯韦方程和边界条件，基于麦克斯韦理论的静态场描述，电磁场的波动方程、坡印廷定理和唯一性定理，动态矢量位和标量位，理想介质中的SUPW,SUPW的反射和折射的概念。问题分析2.1记忆理解分析2.了解长线的概念，传输线方程及其解。掌握输入阻抗、反射系数和驻波比，均匀无耗传输线的工作状态，传输线的阻抗匹配，有耗传输线，微带线等。问题分析2.3设计/开发解决方法3.1分析应用3.了解矩形波导般分析。掌握矩形波导一一TE1O模,空腔谐振器等。问题分析2.1设计/开发解决方法3.1分析应用4.了解微波网络基础，匹配元件和连接元件，分路元件，定向耦合器，三分贝电桥，微波衰减器和滤波器设计/开发解决方法3.1分析应用研究4.4评价二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1、2、3、5及作业.矢量分析.静态电磁场.时变电磁场.传输线理论课程目标2讲授第4、5、6章及作业实验一、实验二.平面电磁波.传输线理论.微波传输线课程目标3讲授第7、8、9章及作业实验三、实验四.微波网络基础.常用微波元件.天线三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、U、L）毕业要求2毕业要求3毕业要求4课程目标1H课程目标2HM课程目标3MH四、课程主要内容与基本要求1、电磁场理论基础介绍正交坐标系和矢量分析的基本方法、基本定理；分析静电场、恒定电场的基本方程及其性质，讨论静态电场的边界条件，介绍电位、电偶极了•、静电场中的导体及电容、电场能量及电场力等；分析恒定磁场的基本方程及其性质，讨论恒定磁场的边界条件，介绍矢景磁位、电感、磁场能量及磁场力等；介绍静态场的边值问题；以麦克斯韦方程组为核心研究时变电磁场的性质，并分析其边界条件，介绍坡印亭矢量、交变场的位等。这部分是本课程的基础部分，重点掌握麦克斯韦方程组、坡印廷定理等。通过这部分的学习，能使学生的掌握有关电磁场信息获取和处理的基本原理。2、均匀平面波及在分界面的反射与折射理论介绍平面电磁波在无界媒质中的传播，包括平面波的性质、电磁波的极化、平面波在良介质及良导体中的传播特性等；研究电磁波在理想导体表面、理想介质分界面及导电媒质分界面的反射和折射，分析入射空间及透射空间场的性质。这部分是本课程前面电磁波在传输线中的传播特性，为后续章节的导行电磁波的性能分析铺垫传输方式的知识。3、导行电磁波介绍导行电磁波的种类、双导体传输线的性质，分析波导管中电磁场的分布规律、电磁波的传播特性，介绍导波传输系统、谐振腔的基本应用及基片集成波导的概念。理解矩形波导的一般分析，掌握矩形波导一一TE10模，了解圆波导，空腔谐振器，理解微带线。这部分是建立在笫2部分传输线的基础上，重点讲解矩形波导对信号传输的影响。4、无源微波器件了解微波网络基础，匹配元件和连接元件，分路元件，定向耦合器，三分贝电桥，微波衰减器和滤波器，微波铁氧体器件。通过这部分的内容学习，能使学生对电子信息技术电磁微波器件有基本了解。5、天线和电磁辐射理论介绍电磁波的辐射，包括电偶极子、磁偶极子辐射、电磁场的对偶性、对称振了天线的辐射特性、天线基本参数及应用等。对电磁辐射有初步的了解。通过这部分的内容学习，能使学生对电子信息技术电磁微波相关行业的国际状况有基本了解。五、课程学时安排（学时数不符）章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1矢量分析2作业1.1,1.14,1.15课程目标12静态电磁场2作业2.1,2.2,2.3,2.4课程目标23时变电磁场2作业3.5,3.11(1)(2)课程目标24平面电磁波8（包含4学时实验）作业4.2,4.16课程目标35传输线理论14（包含8学时实验）作业5.2,5.6课程目标1课程目标26微波传输线12（包含4学时实验）作业6.1,6.12课程目标37微波网络基础6作业7.12课程目标1课程目标38常用微波元件4课程目标29天线6作业9.1,9.7课程目标3六、实践环节及基本要求

序号实验项目学时基本要求学生任务实验性质实验类别1微波测试系统的安排及相波长的测量4了解和掌握基本的微波测试系统的组成和使用方法相波长测量综合性必做2晶体校正曲线的测4熟悉晶体二极管检波特性，掌握晶体校正曲线的测量晶体校正曲线综合性必做量方法的测量3微波驻波的测量4掌握测最电压驻波比的常用方法电压驻波比测量综合性必做4微波阻抗的测量4熟悉测量线测量阻抗的原理和方法阻抗测量验证性选做5功率与衰减的测最4掌握功率与衰减测量方法功率测量验证性选做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式、成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等点名记录作业批改成绩20%实验考核操作及实验报告点名记录报告批改成绩10%期末考核闭卷卷面成绩70%考核类别考查成绩登记