哈尔滨工业大学

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课程概述

本课程是电子信息类本科专业的必修课程,内容包括:天线的基本概念和基本理论;常用线天线及其阵列的基本工作原理;面天线基础,包括面元的辐射特性、喇叭天线、旋转抛物面天线以及卡塞格伦天线等常用面天线的结构、工作原理和基本分析方法;天线主要电参数的测量原理和方法等。要求学生通过学习本课程掌握常用天线的基本概念、基本工作原理和基本分析及测量方法,为今后的学习和工作打下基础。

本课程采用的教材为马汉炎教授编著、哈尔滨工业大学出版社出版的《天线技术》,该教材的体例与国内许多本科教材一致,通用性很强,着重于基本概念的讲解,适合初学者学习。授课人提供与该教材相配套的辅导材料,包括对知识点的分析和大量的例题、习题及解答过程,便于学习者自学。

证书要求

60≤成绩<85者,获得合格证书,成绩≥85者,获得优秀证书。

预备知识

大学物理

电磁场与电磁波

微波技术

授课大纲

本课程的主要内容是天线的基本原理与基本分析方法、主要电参数和天线测试方法以及常用典型天线的特性等基本知识。重点为各种天线的特性及参数,难点为天线的工作原理。

绪论

教学内容:主要介绍天线的定义、分类和分析方法。介绍常见的天线形式和应用。

教学要求:掌握天线的定义、分类。了解天线的分析方法及常见的天线形式和应用范围。

第1章   基本振子辐射与发射天线及接收天线电参数

教学内容:主要介绍两种基本形式的天线单元——电基本振子和磁基本振子的辐射,并通过这两种天线单元引入发射天线电参数、互易定理、接收天线电参数等内容,介绍天线的技术指标。

教学要求:掌握电基本振子和磁基本振子的辐射场及电参数,了解天线的技术指标。

第2章   对称振子

教学内容:主要介绍一类常见的线天线——对称振子天线的分析方法,包括电流分布、辐射场、方向图、方向性系数、输入阻抗等。并着重介绍对称振子天线的馈电方法。

教学要求:掌握对称振子的电参数的计算方法,会选择合适的方法给对称振子馈电。

第3章   天线阵的方向特性

教学内容:主要介绍以无方向性天线和对称振子天线为单元组成的阵列,包括二元天线阵的方向特性、均匀直线天线阵、地面对天线性能的影响等内容,并举例介绍阵列天线的特点和应用领域。

教学要求:掌握二元天线阵和均匀直线天线阵的方向特性,理解地面对天线的影响与二元天线阵的关系。

第4章   常用线天线

教学内容:主要介绍工程中常用的若干种线天线,包括水平对称振子、直立振子、引向天线、对数周期天线、螺旋天线等,重点介绍它们的结构及辐射特性。

教学要求:了解常用线天线的结构和工作原理。

第5章   面天线辐射基础

教学内容:主要讲解等效原理和面元辐射场的表达式及辐射特性,介绍矩形口径均匀场、余弦场以及圆形口径场的辐射特性,并举例说明口径场相差对辐射场的影响。

教学要求:理解等效原理,掌握面元的辐射特性,了解常见口面场的辐射特性及口径场相差对辐射场的影响。

第6章   常用面天线

教学内容:主要介绍工程上常用的若干种面天线,包括喇叭天线、旋转抛物面天线、卡塞格伦天线,简要分析它们的工作原理,并说明其应用领域。

教学要求:了解常用面天线的结构特点及工作原理。

第7章   天线测量

教学内容:主要讲解天线测试条件,天线常用电参数如方向图、增益、输入阻抗与驻波比的测量方法,介绍现代天线测试设备及其使用方法。

教学要求:理解天线的测试条件,掌握天线的方向图和增益的测试方法,知道常用的现代化测试设备。

参考资料

教材:

1. 马汉炎. 天线技术(3版). 哈尔滨工业大学出版社. 2008

主要参考书:

1. 钟顺时. 天线理论与技术. 电子工业出版社. 2011

2. Constantine A. Balanis. Antenna Theory: Analysis and Design (Third Edition). John Wiley & Sons. 2005


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