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课程评价
spContent=《微波技术基础》是电子科学与技术、通信与信息工程等多个一级学科的重要专业基础课。通过此课程的教学使学生能够在《电磁场与电磁波》专业基础课程学习的基础上,全面系统地掌握现代微波、射频等工程领域分析问题和解决问题的基本原理和方法,为相关领域的后续课程学习和科研打下坚实的基础。
—— 课程团队
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:


Ø  理解波长、工作频率和器件(设备)尺寸的关系;

Ø  了解分布参数(电阻、电容、电感)、传输线理论经典解法;

Ø  会使用史密斯圆图进行基本的传输线计算;

Ø  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;

Ø  掌握经典金属波导导行系统的求解方法;

Ø  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;

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

Ø  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。

Ø  了解各类谐振器等在微波及射频频段的实现方法;

Ø  射频微波EDA初步

Ø  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。

课程大纲

第一章 引论部分:介绍全书教学安排,使学生初步了解微波的特点、导行波基本概念、导波类型、求解方法与一般传输特性、纵横关系、微波技术的发展和应用领域。

引言

知识点1: 微波的特性及应用

知识点2: 导行波概念

知识点3: 导波场的分析

知识点4: 色散关系式及本征值方程

知识点5:广义坐标系下横-纵向场关系式

知识点6:波导的种类与特点

知识点7:导波场的求解方法

知识点8:导行波的一般传输特性和本章小结

应用拓展系列(非必修,请根据兴趣点选择观看)

第一章测验

第一章习题

第二章 传输线理论 传输线的基本理论和传输特性及圆图的应用和阻抗匹配。包括传输线方程的建立及其求解、传输线的特性参量、均匀无耗传输线工作状态分析、有耗线分析、阻抗圆图及其应用、传输线的阻抗匹配等。

第二章测验

知识点1:传输线基本方程

知识点2:传输线的特性参量

知识点3:无耗线工作状态分析

知识点4:有耗线的特性计算

知识点5:史密斯原图

知识点6:阻抗匹配

第二章习题

第三章 规则金属波导基本概念、规则金属波导(矩形波导、圆波导和同轴线)分析,包括描述导波场分析和求解方法、导模场结构和管壁电流结构规律和特点、正规特性的横向模式理论和描述导模沿波导轴向传播特性的纵向传输两大部分。

章节概述引言

知识点1 : 矩形波导

知识点2 : 圆形波导

知识点3 : 同轴线

知识点4 : 波导正规模的特性

第三章测验

第三章习题

第四章 微带线理论简介 微带线基本概念、模型及分析方法。包括带状线和微带线、耦合带状线和耦合微带线、实用CAD软件介绍等。

章节概述应用领域

知识点1 : 带状线

知识点2 : 微带线及全波理论

知识点3 : 耦合线

知识4 : 其它平面传输线

章节小结

分析拓展(非必修,请根据兴趣点选择观看)

第四章单元测试

第四章习题

第五章 微波网络基础(教程第六章) 微波等效电路与阻抗特性。包括微波接头等效、一端口网络等效、福斯特电抗定理、[Z][Y][S][T][ABCD] 矩阵及其转换关系、微波网络的信号流图等。

知识点1:微波接头的等效网络

知识点2:一端口网络的阻抗特性

知识点3:微波网络的阻抗和导纳矩阵

知识点4: 微波网络的散射矩阵

知识点5:【ABCD】矩阵

知识点6: 传输散射矩阵

知识点7:微波网络的信号流图

本章要点总结

第五章习题

第五章单元测试

第六章 微波谐振器件(教程第七章) 微波谐振器的基本特性与参数、串并联谐振特性分析、传输线谐振器、螺旋谐振器、波导谐振器和介质谐振器等。

知识点1:微波谐振器概述

知识点2:微波谐振器的基本特性与参数

知识点3:串联和并联谐振电路

知识点4:传输线谐振器

知识点5:金属波导谐振腔

知识点6:介质谐振器

知识点7:法布里—珀罗谐振器

知识点8:谐振器的激励

前沿应用技术论坛1:微波器件与人工电磁材料(非必修)

前沿应用技术论坛2:典型微波器件-天线(非必修)

前沿应用技术论坛3: 奇妙的分形与微波(非必修)

前沿应用技术论坛4: 电磁波信号的获取(非必修)

第六章习题

第六章单元测验

预备知识

普通物理、电磁场与电磁波(或电磁场理论、或电动力学)

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15%(课程平台自动统计)单元作业成绩占25%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。

参考资料


Ø 廖承恩著:《微波技术基础》西安电子科技大学出版社,2011


Ø 游佰强、周建华译(U.S. INAN 等著):《工程电磁场与微波技术》,清华大学出版社,2017(将出版)


Ø 林为干著:《微波理论与技术》,北京:科学出版社,1979年;


Ø 吕继尧译 R.E.柯林著):《微波工程基础》,人民邮电出版社,1981年;


Ø 鲍家善等著:《微波原理》,高等教育出版社,1985年;


Ø 周建华、游佰强译(N.N.Rao 等著):《工程电磁学基础》,机械工业出版社,2006年;


Ø Bhag Singh Guru etal:《Electromagnetic Field Theory  Fundamentals, PWS Publishing Company (机械工业出版社原版影印)1998年;


Ø Wayne Tomasi:《Electronic Communications Systems  Fundamentals Through Advanced, Pearson  Education(电子工业出版社原版影印)2002年;


Ø Joseph A  Edminister:《Schaum’s Outline Theory and Problems of Electromagnetics,1995年;


Ø Amn Yariv:《Optical Electronics in Modern  Communications,1997年。


Ø 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。

7.是否有实验类的课程辅助课程教学?

已经在中国大学MOOC网站同时段开设了《电磁场与微波技术实验》独立课程,欢迎选课学习。