厦门大学

微波技术基础

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课程概述

作为专业基础课,特别强调基本概念的掌握,也将利用新教学理念使同学们从繁复的公式海洋中解脱出来,充分提炼核心点。通过完成这门课程的学习,学生应能有如下能力:


  • 理解波长、工作频率和器件(设备)尺寸的关系;

  • 了解分布参数(电阻、电容、电感)、传输线理论经典解法;

  • 会使用史密斯圆图进行基本的传输线计算;

  • 器件匹配技术:包括L型网络、单枝节/双枝节调配器和四分之一波长转换器;

  • 掌握经典金属波导导行系统的求解方法

  • 掌握印刷微带结构的耦合线和传导型微波耦合器的相关基本概念;

  • 理解并使用基本矩阵(Z,Y,ABCDS)的二端口参数模型来分析微波电路;

  • 使用信号流程图来呈现简单的微波电路并计算性能参数,如反射系数。

  • 了解各类谐振器等在微波及射频频段的实现方法;

  • 射频微波EDA初步


 

对微波现代化应用有框架认识。

 

每单元安排有一定量的作业,要求独立按时完成。强调培养学生自觉获取知识的能力和融会贯通的能力,通过课程教学初步实践由传统的单向知识传授的“教学型”教学模式向互动学习和研究模式相结合的“研究型”教学模式的转化,鼓励学生检索最新科研动态结合微波基础知识进行分析解答。

授课目标
使学生能够全面系统地掌握在现代微波工程领域分析问题和解决问题的基本原理和方法,了解现代一线科研人员及工程技术人员使用的微波EDA工具,了解近代电磁场数值分析技术,为射频电路设计、现代光电子器件设计与开发、无线通信技术、光纤通信、卫星通信等相关领域的课程学习和科研工作打下坚实的基础。
证书要求

课程成绩满分100分,由四个部分组成:在线自学和课程讨论占20%单元作业成绩占20%单元测试成绩占30%,期末考试成绩占30%。完成全部的课程学习,由任课教师签发课程结业证书,其中 60  ≤  成绩 < 80 者获得合格证书,成绩 ≥ 80 者将获得优秀证书。

预备知识

普通物理、电磁场与电磁波(电动力学)

授课大纲

主要内容:

第一章 引论部分(6学时第1~2周】

微波在现代科技中的应用概述,电磁波的特点归纳、微波发展状况。全书教学安排及学习方式指导,导行系统基本理论,小结、应用拓展视频讲座。

第二章 传输线理论(16学时) 第2~6周】

A:传输线体系基本概念、基本方程的建立、无耗线分析、有耗线分析

B:史密斯圆图与应用、阻抗匹配、网络流图分析技术,小结、阶段讨论

第三章 规则金属波导(10学时) 第6~8周】

A:基本概念、矩形波导、场图

B:圆形波导、同轴线分析、归纳与类比、功率分析、正规模特性、导模的激励方式,小结

第四章 微带线理论与应用(6学时) 第9~10周】

基本概念、模型及分析方法、应用实例,小结、阶段讨论、应用拓展视频讲座

第五章 微波网络基础(6学时) 第10~11周】

等效电路与阻抗特性微波阻抗矩阵及散射矩阵微波ABCD阵及传输散射矩阵,小结

第六章 微波谐振器件(4学时) 第12周】

微波谐振器件的构成、与传统器件的类比、等效参数、稳定性分析、激励方式,小结、阶段讨论


以上各章节均提供有现代科技应用相关的系列讲座视频选看,辅助掌握学习内容并提升学习兴趣。

参考资料

§ 林为干著:《微波理论与技术》,北京:科学出版社,1979年;
§  R.E.柯林著,吕继尧译:《微波工程基础》,人民邮电出版社,1981年;
§  鲍家善等著:《微波原理》,高等教育出版社,1985年;

§ 周建华、游佰强译:《工程电磁学基础》,机械工业出版社,2006年;

§  Bhag Singh Guru etal:“Electromagnetic Field Theory  Fundamentals”, PWS Publishing Company (机械工业出版社原版影印),1998年;
 §  Wayne Tomasi:“Electronic Communications Systems  Fundamentals Through Advanced”, Pearson  Education(电子工业出版社原版影印),2002年;
 §  Joseph A  Edminister:“Schaum’s Outline Theory and Problems of Electromagnitics”,1995年;
 §   Amn Yariv:“Optical Electronics in Modern  Communications”,1997年。

 §   厦门大学微波与 天线团队精品课程网站系列课程:http://boya.xmu.edu.cn/INDEX1.HTM 

常见问题

1. 为什么要学习微波技术?

课程教学第一章将给你启蒙解答,丰富的应用类视频讲座将提升你的学习动力及兴趣;教学团队同期在爱课程网站有国家视频公开课:《电磁波的应用》提供参考。

2. 哪些专业需要学习微波技术?

高等院校电子信息类(电子、通信、光学工程、应用物理等),由于此课程的教学采用由浅入深的引导教学,教学团队将努力帮助你高效提升基础需求。

3. 微波技术课程学习会很难吗?

传统的微波技术教学有较多的详实推导论证和公式,我们期望利用MOOC的优势,按知识要点、线条性思维方式,由浅入深地介绍这门课的核心内涵,力求听众能够掌握这个重要的专业基础课,提高对现代科技的观察视野。

4. MOOC 开设的微波技术和高校常规开设的区别在哪里?

MOOC的微波技术教学主题内容涵盖了本科教学对应专业的内容。教学充分发挥了MOOC灵活机动的优势,给同学们更多的自由学习空间,添加了很多常规教学课时无法一一例举的应用供学生选看,兼顾了不同层次的需求;此外也为已经走上工作岗位由于各种原因需要补充这方面知识的一线科技工作者提供学习平台。

5.在电子通信科研设计一线的科技工作者常用的微波EDA软件有哪些?

在课程教学中有专门辅导视频介绍了这方面的内容,射频微波EDA、计算电磁学是现代科技发展的重要方向。

6.微波涉及到哪些相关的交叉学科?

微电子、材料(新型人工电磁材料)、化学化工(新微观特性分析、辅助工艺技术)、生物医电、导航、遥感遥测等学科。