《微波技術(shù)與天線》教學(xué)大綱一、課程概述《微波技術(shù)與天線》是電子信息類專業(yè)電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程等方向的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課。主要面向三年級(jí)本科學(xué)生，在第7學(xué)期開設(shè)。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將系統(tǒng)掌握傳輸線理論、導(dǎo)波理論、微波網(wǎng)絡(luò)理論、微波常用元器件、天線理論及其在雷達(dá)工程、通信工程中的應(yīng)用等知識(shí)。先修課程包括工程數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路分析、信號(hào)與系統(tǒng)、電磁場與電磁波等。二、課程目標(biāo)課程在教學(xué)中堅(jiān)持學(xué)為主體、教為主導(dǎo)，全面落實(shí)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育理念，著力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員應(yīng)系統(tǒng)掌握微波技術(shù)與天線的基本概念、基本參數(shù)和微波元器件及天線的結(jié)構(gòu)及工作原理，為學(xué)員掌握和研究專業(yè)知識(shí)夯實(shí)理論基礎(chǔ)；通過理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，提高學(xué)員分析問題、解決問題的能力，著力培養(yǎng)學(xué)員較強(qiáng)的專業(yè)基本技能、初步的實(shí)際工作能力和一定的科學(xué)研究能力；引導(dǎo)學(xué)員聚焦行業(yè)發(fā)展、積極思考、深入探究，形成良好的專業(yè)素養(yǎng)，具備較強(qiáng)的創(chuàng)新精神。三、課程內(nèi)容要求及學(xué)時(shí)安排課程總學(xué)時(shí)60學(xué)時(shí)，其中理論課學(xué)時(shí)50學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)10學(xué)時(shí)。章節(jié)（專題）內(nèi)容要點(diǎn)教學(xué)要求（一）緒論（2學(xué)時(shí)）微波的基本概念*微波的特點(diǎn)微波技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展微波技術(shù)的發(fā)展歷史掌握微波的概念及特點(diǎn)；理解微波技術(shù)的定義及應(yīng)用發(fā)展；了解微波技術(shù)的發(fā)展史。（二）傳輸線理論（12學(xué)時(shí)）分布參數(shù)及傳輸線等效電路模型（1）分布參數(shù)及其電路（2）傳輸線的等效電路模型△傳輸線方程及其解*（1）傳輸線方程（2）均勻無耗傳輸線方程的解△均勻無耗傳輸線的基本特性（1）傳輸特性參數(shù)*（2）輸入阻抗和反射系數(shù)*（3）駐波系數(shù)和行波系數(shù)*（4）傳輸功率（5）左手傳輸線（選講）均勻無耗傳輸線工作狀態(tài)的分析*（1）行波工作狀態(tài)（2）駐波工作狀態(tài)（3）行駐波工作狀態(tài)史密斯圓圖（1）阻抗圓圖的構(gòu)成*（2）導(dǎo)納圓圖的構(gòu)成（3）圓圖的應(yīng)用△阻抗匹配（1）阻抗匹配的概念*（2）阻抗匹配方法理解傳輸線等效電路模型；掌握傳輸線方程及其解；掌握傳輸線特性參量及工作狀態(tài)參量的定義和計(jì)算；掌握均勻無耗長線三種工作狀態(tài)的特點(diǎn)；知道有耗傳輸線的特性與計(jì)算方法；掌握?qǐng)A圖的構(gòu)成原理及阻抗匹配的概念；理解掌握史密斯圓圖的應(yīng)用和阻抗匹配方法。（三）微波傳輸線（8學(xué)時(shí)）導(dǎo)行電磁波的一般分析理論矩形波導(dǎo)*（1）矩形波導(dǎo)的傳輸模式及其場分布△（2）矩形波導(dǎo)傳輸特性（3）矩形波導(dǎo)主模的場結(jié)構(gòu)（4）矩形波導(dǎo)表面電流分布（5）矩形波導(dǎo)傳輸功率和功率容量（6）矩形波導(dǎo)尺寸的設(shè)計(jì)圓波導(dǎo)*（1）圓波導(dǎo)中的場分布△（2）圓波導(dǎo)中三個(gè)主要模式同軸線（1）同軸線的主模及傳輸特性*（2）同軸線的尺寸設(shè)計(jì)考慮微帶傳輸線（1）微帶線的主模及傳輸特性（2）微帶線的色散特性和尺寸設(shè)計(jì)考慮其它微波傳輸線簡介了解導(dǎo)行電磁波的一般分析理論；掌握導(dǎo)波傳輸特性參數(shù)的定義及計(jì)算；掌握矩形波導(dǎo)的主模式的場結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及傳輸特性；理解圓波導(dǎo)三種常用模式和同軸線的主模傳輸特性；理解微帶線的傳輸模式及傳輸特性參數(shù)；了解其他傳輸線的結(jié)構(gòu)和工作特性。（四）微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（8學(xué)時(shí)）微波網(wǎng)絡(luò)概念微波元件等效為微波網(wǎng)絡(luò)（1）微波傳輸線等效為雙線（2）不均勻區(qū)域等效為微波網(wǎng)絡(luò)△（3）微波網(wǎng)絡(luò)的特性雙端口微波網(wǎng)絡(luò)*（1）雙端口微波網(wǎng)絡(luò)的Z參量定義及特性（2）雙端口微波網(wǎng)絡(luò)的Y參量定義及特性（3）雙端口微波網(wǎng)絡(luò)的A參量定義及特性（4）雙端口微波網(wǎng)絡(luò)的S參量定義及特性（5）雙端口微波網(wǎng)絡(luò)的T參量定義及特性（6）雙端口微波網(wǎng)絡(luò)參量的互相轉(zhuǎn)換微波網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量（1）電壓傳輸系數(shù)（2）插入衰減*（3）插入相移*（4）輸入駐波比*了解微波網(wǎng)絡(luò)的基本理論、微波網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、微波網(wǎng)絡(luò)的等效分析方法；會(huì)使用微波網(wǎng)絡(luò)電路矩陣參數(shù)及其歸一化參數(shù)的定義、性質(zhì)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)計(jì)算；掌握散射參數(shù)定義、性質(zhì)、計(jì)算和測量；掌握雙端口網(wǎng)絡(luò)的插入衰減、插入相移、輸入駐波比等工作特性參量。（五）微波元件（8學(xué)時(shí)）微波元件分類阻抗匹配與變換元件（1）阻抗匹配與變換元件（2）微波連接元件和轉(zhuǎn)接器定向耦合元件*（1）定向耦合元件的技術(shù)指標(biāo)（2）平行耦合線定向耦合器（3）分支定向耦合器和混合環(huán)（4）十字縫定向耦合器（5）功分器（3）雙T和魔T△微波諧振器（1）微波諧振器概念（2）微波諧振器特性參數(shù)（3）微波諧振器的等效電路微波濾波器（1）微波濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)（2）微波濾波器分類及其實(shí)現(xiàn)鐵氧體元件的特性及應(yīng)用理解波導(dǎo)的連接元件、終端元件、阻抗匹配元件的結(jié)構(gòu)和工作原理；理解定向耦合元件的結(jié)構(gòu)、原理和技術(shù)指標(biāo)；理解平行耦合線定向耦合器、分支定向耦合器、混合環(huán)的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握十字縫定向耦合器、功分器的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握雙T、魔T的結(jié)構(gòu)和工作原理；理解微波諧振器、濾波器和鐵氧體元件的結(jié)構(gòu)和工作原理。（六）天線基本理論（12學(xué)時(shí)）天線的基本概念及分類基本振子輻射特性（1）電流元的輻射場*（2）磁流元的輻射場對(duì)稱振子天線（1）對(duì)稱振子的輻射場和方向性*（2）對(duì)稱振子的輻射功率與輻射阻抗天線基本電參數(shù)（1）方向性及方向圖參數(shù)*（2）方向性系數(shù)*（3）天線效率和增益*（4）天線極化、工作頻帶寬度*（4）有效長度（5）接收天線理論天線陣方向性分析及方向圖乘積定理*（1）方向圖乘積定理△（2）二元天線陣和方向性*（3）N元均勻直線陣常用線天線（1）八木天線*（2）對(duì)數(shù)周期天線*（3）基站天線面天線（1）面天線基本理論△（2）拋物面天線*（3）喇叭天線了解天線的基本概念及其分類；掌握基本振子、對(duì)稱陣子天線的分析方法和輻射特性；掌握天線基本電參數(shù)的概念和計(jì)算；掌握天線陣的方向性及方向圖乘積定理；掌握常用線天線中八木天線、對(duì)數(shù)周期天線的結(jié)構(gòu)和工作原理；理解面天線的分析方法及口徑輻射場的特點(diǎn)；掌握拋物面天線的結(jié)構(gòu)、原理；理解喇叭天線的結(jié)構(gòu)、原理。（七）實(shí)驗(yàn)教學(xué)（10學(xué)時(shí)）測量設(shè)備調(diào)整和波長測量電壓駐波比測量單口網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗測量雙口網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)測量天線的方向圖測量 了解3cm波導(dǎo)測量線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及使用方法，會(huì)用波導(dǎo)測量線測量波長（頻率）；會(huì)測量電壓駐波比，理解電壓駐波比的概念；會(huì)測量單口網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗，理解輸入阻抗特性；會(huì)測量散射參數(shù)，理解散射參數(shù)的物理意義；會(huì)測量天線遠(yuǎn)場方向圖，加深對(duì)“輻射特性”等基本概念的理解。注：“*”為教學(xué)重點(diǎn)，“△”為教學(xué)難點(diǎn)；三、課程設(shè)計(jì)思路（一）基本理念貫徹素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育教學(xué)理念，突出學(xué)員學(xué)習(xí)主體地位，強(qiáng)調(diào)學(xué)員在知識(shí)、能力和素質(zhì)三個(gè)方面的全面培養(yǎng)和協(xié)調(diào)發(fā)展。注重理論與工程實(shí)踐相融合，重視課內(nèi)課外相結(jié)合，靈活運(yùn)用多種教學(xué)模式和方法，積極采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，結(jié)合開放實(shí)驗(yàn)室、互聯(lián)網(wǎng)+、仿真計(jì)算等手段，設(shè)立各種可行的學(xué)習(xí)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。（二）主線框架1、優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容一是刪減和改進(jìn)一些陳舊的內(nèi)容，減少和改進(jìn)圓圖計(jì)算內(nèi)容；二是及時(shí)把高功率微波武器、等離子體天線、左手傳輸線和相控陣天線等最新技術(shù)引入課堂；三是針對(duì)微波元器件種類多、更新快的特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容上增加典型的工程應(yīng)用案例，減輕理論課程學(xué)習(xí)中的抽象性和盲目性。2、綜合應(yīng)用多種教學(xué)模式、方法和手段課程在教學(xué)實(shí)施過程中應(yīng)切實(shí)體現(xiàn)素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育理念，對(duì)接本科學(xué)歷教育要求，倡導(dǎo)翻轉(zhuǎn)課堂、探究式學(xué)習(xí)、混合式學(xué)習(xí)等現(xiàn)代教學(xué)理念和方法。根據(jù)不同教學(xué)單元教學(xué)需要，在教學(xué)中靈活應(yīng)用“問題式”、“啟發(fā)式”、“討論式”、“研究式”、“診斷式”、“辯論式”、“需求牽引式”、“虛擬仿真式”和“DAST式”等教學(xué)方法，注重應(yīng)用微課、在線課程、雙語教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)方式和手段，緊密結(jié)合工程應(yīng)用，啟發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)與學(xué)員的交流與互動(dòng)；倡導(dǎo)自主閱讀、在線學(xué)習(xí)、討論交流、專題研究等學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)員獨(dú)立思考、積極探索、勇于創(chuàng)新。四、考核方式包括形成性考核和終結(jié)性考核兩部分。形成性考核主要包括在線課程學(xué)習(xí)及測驗(yàn)、平時(shí)作業(yè)、課堂互動(dòng)/討論、課程實(shí)驗(yàn)等，占總成績比重為40%；終結(jié)性考核主要是課終筆試，占總成績比重為60%，筆試成績不及格的，課程成績記為不及格。五、教材選用（1）基本教材使用