微波技术
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课程评价
spContent=微波是电磁波谱中极为重要的波段,是通往宇宙的窗口。微波技术是理论性与工程性、实践性较强的课程。本课程提供了一套崭新的学习手段和方法,使学习者熟练掌握微波技术的基本原理、基本知识和基本技能,解决电子信息类工程领域的微波信号传输和功率分配等问题,为从事微波工程领域应用打下坚实基础。
—— 课程团队
课程概述

本课程是工科电子类电子信息工程、通信工程、信息对抗技术和微电子科学与工程专业非微波工程专业的专业主干课。

  通过本课程的各教学环节,应使学生达到如下基本要求:

  1. 能够应用线性电路、电子线路、电磁场与电磁波等工程科学的基本原理对电子信息类工程领域复杂工程问题进行建模和分析。熟练运用微波技术知识,对电子信息类领域复杂工程问题中传输线特性参量、工作状态、矩形波导传输特性、二端口微波网络组合的网络参量、二端口微波网络的工作特性参量、二端口微波网络参量的性质等关键技术环节进行分析;掌握波导匹配双T的结构特点、工作原理,并能够对相应工程问题进行分析。

  2. 通过所学专业知识,能够理解现代技术、资源、工程工具和信息技术工具的使用及其适用范围,能够开发、选择与使用恰当的现代工具对电子信息类复杂工程问题进行预测、模拟和测量。熟练使用阻抗圆图和导纳圆图解决传输线参量求解、测量问题,掌握二端口微波网络散射参量的测量方法。掌握定向耦合器的结构特点、工作原理、分析方法及其主要用途,并能够进行测量特性。


授课目标
本课程的目标是使学生学会微波理论和技术的基础概念、基本理论和基本分析方法,能够运用微波技术理论知识分析、解决电子信息类工程领域的微波信号传输和功率分配等复杂工程问题,了解微波技术的前沿发展现状和趋势,为今后从事微波研究和工程设计工作打下良好的基础。
课程大纲

理论教学部分:

1  绪论

1.1.1微波的概念及其特点

1.1.2微波技术的发展和应用、微波技术的研究方法和基本内容

基本要求:理解微波的基本概念、特点;了解微波技术的发展、应用及研究方法。

2  传输线理论

2.1.1 传输线方程及其求解()

2.1.2 传输线方程及其求解()

2.2.1传输线的特性参量(一)(重点、难点)

2.2.2传输线的特性参量(二)(重点、难点)

2.3.1传输线工作状态分析(一)(重点、难点)

2.3.2传输线工作状态分析(二)(重点、难点)

2.3.3传输线工作状态分析(三)(重点、难点)

2.4.1阻抗圆图及其应用(一)(重点、难点)

2.4.2阻抗圆图及其应用(二)(重点、难点)

2.5.1传输线阻抗匹配(一)(难点)

2.5.2传输线阻抗匹配(二)(难点)

基本要求:理解传输线方程及其求解;掌握传输线的特性参量和工作状态,掌握阻抗圆图和导纳圆图求解传输线参量问题,理解阻抗匹配的基本方法和原理。

3  微波传输线

3.1 交变电磁场基本关系式

3.2.1理想导波系统的一般理论()(难点)

3.2.2理想导波系统的一般理论()(难点)

3.3导波系统的传输特性(重点、难点)

3.4.1 矩形波导()(重点、难点)

3.4.2 矩形波导()(重点、难点)

3.5 圆波导、同轴线

3.6 带状线、微带线

基本要求:掌握矩形波导的一般理论与传输特性,掌握矩形波导主模的场分布与相应参数,掌握矩形波导理论分析波导传输特性。

微波网络

4.1 引言、波导等效为平行双线

4.2 微波元件等效为微波网络

4.3.1 二端口微波网络()(重点)

4.3.2 二端口微波网络()(重点)

4.3.3 二端口微波网络()(重点)

4.4 基本电路单元的参量矩阵(重点、难点)

4.5 二端口微波网络的组合及参考面移动的影响(重点、难点)

4.6二 端口微波网络的工作特性参量(重点)

4.7 多端口微波网络

基本要求:掌握微波网络参量的基本定义、基本电路单元的参量矩阵、微波网络组合的网络参量、微波网络的工作特性参量,掌握应用简单二端口网络解决级联网络的工作特性问题的能力,掌握二端口微波网络参量的基本性质。

常用微波元件

5.1基本微波电子元件

5.2阻抗变换器(难点)

5.3定向耦合器和微带功分器(难点)

5.4波导匹配双T(重点、难点)

 

基本要求:掌握波导匹配双T的结构特点、工作原理、分析方法及其主要用途。理解阻抗变换器、定向耦合器的结构特点、工作原理、分析方法及其主要用途。

 

    实验教学部分:

1.  长线实验,观察双导线传输线负载端接不同负载时,沿线驻波分布;测量双导线传输线的负载阻抗;用单分支方法对负载阻抗进行匹配;用双分支方法对负载阻抗进行匹配(选作)。

基本要求:掌握双导线传输线上的三种工作状态;具有应用双导线理论测量并实现单枝节匹配的能力。

2.  二端口微波网络参量测量,利用三点法测量被测二端口网络的散射参量。

基本要求:掌握三点法测量二端口网络的散射参量,具备测量二端口网络S参量的能力。

3.  测量线调整与晶体检波器校准以及负载阻抗测量、定向耦合器特性的测量。利用驻波法,通过测量指示器读数与相对场强的关系曲线来对检波晶体进行定标利用终端短路线上驻波分布与终端负载阻抗的相互关系,通过测量驻波特性参量来测量负载阻抗;利用直接法测量定向耦合器的耦合度。

基本要求:了解微波测量系统和测量线的使用方法,掌握校准晶体检波器特性的方法。掌握用测量线测量阻抗的原理和方法,具备应用直接法测量定向耦合器的特性参量的能力。

 


预备知识

1、高等数学;

2、电路基础;

3、电磁场与电磁波。

证书要求

1、完成所有课程的学习;

2、完成章节测试题,占课程成绩40%,满分40分;

3、完成期末测试题,占课程成绩60%,满分60分。

4、课程成绩达到60-84分为合格,可获得合格证书;

5、课程成绩达到85分及以上为优秀,可获得优秀证书。



参考资料
  1. 赵春晖,张朝柱. 微波技术. 北京:高等教育出版社, 2007.

  2. 赵春晖,张朝柱,廖艳苹. 微波技术电子教案. 北京:高等教育出版社, 2008.

  3. 赵春晖,张朝柱,廖艳苹. 微波技术学习与解题指导.北京:高等教育出版社, 2008.

  4. 赵春晖,张朝柱,崔颖,廖艳苹. 微波技术测量与仿真. 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 2013.

  5. David M. Pozar著. 微波工程. 北京: 电子工业出版社,2006.

  6. 廖承恩. 微波技术基础[M]. 北京: 国防工业出版社,1984.

  7. 吴明英,毛秀华. 微波技术[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,1995.

  8.  梁昌洪. 简明微波[M]. 北京: 高等教育出版社,2006.

  9.  http://www.icourses.cn/coursestatic/course_4441.html

  10.  http://www1.hrbeu.edu.cn/xdjy/xnzy.html