《微波技术与天线》教学大纲

一、课程性质、地位和作用

《微波技术与天线》是电子信息科学与技术专业的一门重要技术基础课，属于专业核心必修课。是在学习了“电路分析基础”和“电磁场与电磁波”等课程基础上，深入学习无线电频谱中极为重要的波段—微波领域的重要课程，是理论与工程性、实践性较强的课程。本课程的任务是使学生获得微波技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析和解决实际问题的能力，为今后的深入学习和实际运用打好基础。

二、课程教学对象、目的和要求

本课程适用于电子信息科学与技术本科专业。课程教学目的、要求：

1．掌握传输线的基本理论、传输特性及圆图的应用和阻抗匹配。

2．掌握微波传输线的工作原理，结构特点，传输特性和分析方法，传输线主要包括：矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线等。

3．掌握微波网络分析的基本方法，重点是散射参量矩阵[S]的物理意义和应用。

4．掌握常用微波元器件的结构特点、工作原理和分析方法及其用途；这些元器件主要包括：电抗元件、连接元件、衰减器和移相器、阻抗变换器、定向耦合器、微带功分器、波导匹配双T、微波滤波器和微波谐振器等。

5．熟悉各种微波谐振器的基本结构及其参数计算方法。

6．掌握天线的基本特性参量的物理意义，了解一些常用的天线设备。

三、相关课程及关系

本课程的先修课程包括“微积分”、“电路分析基础”、“电磁场与电磁波”等，本课程的学习应在学生掌握一定数理、电子知识的基础上进行。与此同时，本课程为后续的“射频电路”、“微波电路与器件”等课程打下必要的基础。

四、课程内容及学时分配

总学时：56学时（理论讲授：48学时，实验：8学时）

（一）绪论：2学时

1、微波的概念

2、微波的特点

3、微波的历史回顾及现代应用

基本要求：了解微波频段的划分、微波技术的研究对象、内容，课程的性质、特点、任务和学习方法。

（二）传输线理论：12学时

1、传输线方程及其求解

2、传输线的特性参量（Ⅰ）

3、传输线的特性参量（Ⅱ）

4、均匀无耗传输线工作状态分析

5、阻抗圆图及其应用

6、传输线的阻抗匹配 

基本要求：了解分布参数，传输线的阻抗特性，行波系数和驻波系数等概念；掌握行波系数和驻波系数的计算、史密斯圆图、传输线的阻抗匹配、支节匹配、线路间的阻抗匹配；理解传输线方程、正弦波解与传输特性，终端短路与开路、终端接纯电抗负载、行驻波、沿线电压电流分布特性。 

（三）微波传输线：8学时

1、交变电磁场基本关系式

2、导波系统的传输特性

3、常用微波集成传输线（Ⅰ）

4、常用微波集成传输线（Ⅱ）

基本要求：理解矩形波导、圆波导中TE波、TM波的波场结构、传输特性、壁电流、波导的激励与耦合；了解同轴线，微带线、带状线，平面传输线等的特性。

（四）微波网络基础：6学时

1、网络的基本概念

2、二端口微波网络和多端口微波网络

3、二端口微波网络的工作特性参量

基本要求：掌握波导与长线的等效、阻抗矩阵、导纳矩阵；了解散射矩阵、转移参数矩阵、传输矩阵。

（五）微波元件：8学时

1、波导中的电抗元件、连接元件和终端负载

2、衰减器、移相器和阻抗变换器

3、定向耦合器和微带功分器

4、微波谐振器和微波滤波器

基本要求：掌握波导模式激励装置、常用微波元件，了解微波滤波器。

（六）天线：12学时

1、天线概述

2、天线基础理论（Ⅰ）

3、天线基础理论（Ⅱ）

4、线天线

5、面天线

6、一些常用天线设备

基本要求：掌握天线基本理论，了解常用天线设备。

五、实践教学环节

本课程有实践环节，实验课程8学时，内容涉及：

1、Smith阻抗圆图的Matlab仿真         2学时

2、传输线上电磁波的参数测量            2学时

3、双口网络[S]参量的测量               2学时

4、天线的特性参量测量                  2学时

详见《微波技术与天线课程实验教学大纲》。

六、作业（习题）要求

要求每章节结束后布置相应的作业，作业量以中等程度学生在一小时左右完成为宜。

七、考核

本课程采用闭卷考试，内容包括教学大纲所列全部内容，以大纲所列重点为主。

八、教材与主要参考书

（一）推荐使用教材：刘学观等编《微波技术与天线》西安电子科技大学出版社

（二）主要参考书目：廖承恩编《微波技术基础》国防工业出版社

赵春晖著《现代微波技术基础》哈尔滨工程大学出版社