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Xidian University

微波技术与天线

Xidian University via XuetangX

Overview

一、课程的性质

 

“微波技术与天线” 是通信与电子信息专业本科生的专业基础课及专业重要选修课。课程团队的老师们紧跟电子信息技术、通讯技术、计算机技术等领域的最新发展,不断地在教材修订、教学内容、方法和手段等方面锐意改革,为学习对象提供了丰富的共享资源和学习的灵活性,使该课程的教学具有独具特色的教学模式。

 

二、课程的目标与任务

 

本课程的目标和任务是,使学生通过该课程的学习,掌握微波电路的“场”与 “路”的分析方法与基本理论,对微波无源电路(从传输线到各种微波无源元件的构成与机理)、微波系统的组成、天线辐射接收电磁波的工作原理和设计思想有一个系统充分的认识,使知识构成合理完善,并为后续的微波电子线路、电磁兼容原理与技术、雷达原理等课程的学习及今后从事微波通信系统的工程设计、天线理论研究与工程设计工作打下良好的基础。帮助学生了解微波技术与天线设计应用软件(Microwave office,HFSS),培养学生学习新知识、掌握新方法、新技能、解决复杂工程问题的能力。

 

三、本课程与其他课程的联系和分工

 

本课程的先修课程是:高等数学、普通物理、电路分析、工程数学、电磁场与电磁波等。后续课程有微波电子线路、电磁兼容原理与技术、电磁场数值分析、雷达原理、通信原理等课程。

 

四、教材及参考书

 

为了适应教学改革的需要和科学技术的发展,我们针对该课程,编写了《微波技术与天线》课程的教材,2003由电子工业出版社出版,2006年修订出版第2版,第2版入选“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”;2011年修订出版第3版和配套的学习指导书,第3版教材和学习指导书成套入选“普通高等教育‘十二五’国家级规划教材”,2013年入选工信部“十二五”规划教材,2015年获得陕西省普通高等学校优秀教材二等奖;2016年又继续修订出版第4版,2021年6月又对教材进行了修订,出版了第4版的修订版。

 

Syllabus

  • 第一周第一章 传输线理论与微波传输线(第1讲,第2讲)
    • 1.1 微波波段的划分及特点
    • 1.2 长线理论的基本概念
    • 1.3 传输线方程
    • 1.4 均匀传输线方程的通解与定解
    • 1.5 传输线的特性参数(1)——特性阻抗与传播常数
  • 第二周第一章 传输线理论与微波传输线(第3讲)
    • 1.6 传输线的特性参数(2)——相速与相波长
    • 1.7 传输线的工作状态参数(1)——输入阻抗
    • 1.8 传输线的工作状态参数(2)——反射系数
    • 1.9 传输线的工作状态参数(3)——驻波系数 ρ 和行波系数 K
  • 第三周 第一章 传输线理论与微波传输线(第4讲)
    • 1.10 均匀无耗长线的工作状态 1. 行波工作状态
    • 1.11 均匀无耗长线的工作状态 2、驻波工作状态—终端短路时
    • 1.12 均匀无耗长线的工作状态2、驻波工作状态 —终端开路和接纯电抗负载时
    • 1.13 均匀无耗长线的工作状态3、行驻波工作状态1
  • 第四周第一章 传输线理论与微波传输线(第5讲,第6讲)
    • 1.14 均匀无耗长线的工作状态3、行驻波工作状态2
    • 1.15 均匀无耗长线的工作状态3、行驻波工作状态3—传输功率
    • 1.16 例题讲解(1)
    • 1.17 例题讲解(2)
    • 1.18 圆 图— 1. 圆图的构成原理
    • 1.19 圆 图— 3.阻抗圆图—史密斯圆图(1)
    • 1.20 圆 图— 3.阻抗圆图—史密斯圆图(2)
    • 1.21 圆 图— 6. 阻抗圆图的导纳运算
  • 第五周第一章 传输线理论与微波传输线(第7讲)
    • 1.22 圆 图— 7. 圆图应用举例
    • 1.23 长线的阻抗匹配(1)
    • 1.24 长线的阻抗匹配(2)
    • 1.25 长线的阻抗匹配(3)例题讲解
  • 第六周第一章 传输线理论与微波传输线(第8讲,第9讲)
    • 1.26 导波系统一般分析
    • 1.27 导行波特性
    • 1.28 分离变量法求解纵向分量
    • 1.29 边界条件求解
    • 1.30 矩形波导主模TE10模
    • 1.31 矩形波导TE10模表面电流分布
    • 1.32 矩形波导功率衰减和尺寸选择
    • 1.33 矩形波导例题
  • 第七周第一章 传输线理论与微波传输线(第10讲,第11讲)
    • 1.34 圆波导场方程
    • 1.35 圆波导特性与三种常见的波型
    • 1.36 带状线
    • 1.37 微带线
    • 1.38 耦合带状线与耦合微带线
    • 1.39 耦合带状线与耦合微带线(2)
  • 第八周第二章 微波网络(第12讲,第13讲)
    • 2.1(1) 微波网络的基本概念
    • 2.1(2) 传输线等效为双线
    • 2.2 Z参数与Y参数
    • 2.3 转移参数
  • 第九周第二章 微波网络(第14讲,第15讲)
    • 2.4(1) 散射参数定义
    • 2.4(2) 散射参数的定义与物理意义
    • 2.5(1) 散射参数的性质
    • 2.5(2) S 矩阵与归一化阻抗矩阵、导纳矩阵关系
    • 2.6 双端口网络S参数的讨论
    • 2.7 双端口网络S参数的讨论(2)
    • 2.8 散射参数—例题讲解
  • 第十周第二章 微波网络(第16讲)
    • 2.9 双端口网络的功率增益
    • 2.10 双端口网络的工作特性参数
    • 2.11 回波损耗和反射损耗
  • 第十一周第三章微波元件( 第17讲,第18讲)
    • 3.1 波导中的膜片与销钉
    • 3.2 并联双枝节或双螺钉调配器的工作原理
    • 3.3 单节阻抗变换器
    • 3.4 多节阻抗变换器的原理
    • 3.5 设计微波元件的基本原则
    • 3.6 功分器原理与设计
    • 3.7 定向耦合器的技术指标与四端口网络的性质
    • 3.8 定向耦合器的网络分析与平行耦合线定向耦合器
  • 第十二周第三章 微波元件( 第19讲,第20讲)
    • 3.9 平行耦合线定向耦合器的组合、分支定向耦合器与混合环的结构分析
    • 3.10 波导双T
    • 3.11 例题讲解
    • 3.12 微波谐振器的一般概念与特性参数
    • 3.13 传输线型谐振器的等效电路分析
    • 3.14 几种实用的微波谐振器简介
    • 3.15 微波滤波器与微波铁氧体元件简介
  • 第十三周第四章 天线基本理论(第21讲,第22讲)
    • 4.1 天线基本概念
    • 4.2 电基本振子的辐射场
    • 4.3 电基本振子的远区场的方向性
    • 4.4 磁基本振子的辐射场
    • 4.5 磁基本振子的辐射功率与辐射电阻
    • 4.6 对称振子的辐射场
    • 4.7 对称振子的方向性
    • 4.8 对称振子的辐射功率和辐射电阻
  • 第十四周第四章 天线基本理论(第23讲,第24讲)
    • 4.9 方向性系数
    • 4.10 天线效率与增益
    • 4.11 天线的有效长度与等效阻抗
    • 4.12 天线阵的方向性均匀直线阵
    • 4.13 常见均匀直线阵
    • 4.14 二元天线阵
    • 4.15 理想地面对天线方向性的影响
  • 微波技术与天线期末考试

    Taught by

    Xinwen Wang , Xi Chen, and Nan Wang

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