spContent=本课程是电子信息与通信类专业的一门非常重要的专业基础课,课程的理论性和逻辑性较强,对培养学生正确的思维方法和严谨的科学态度有很大的帮助。
本课程是电子信息与通信类专业的一门非常重要的专业基础课,课程的理论性和逻辑性较强,对培养学生正确的思维方法和严谨的科学态度有很大的帮助。
—— 课程团队
课程概述
本课程的内容包括矢量分析与场论、宏观电磁现象的基本定律、静电场及其边值问题的解法、恒定电场与恒定磁场、电磁波的辐射、均匀平面波的传播、均匀波导中的导行电磁波、均匀传输线中的导行电磁波。
本课程的任务是在大学物理的电磁学基础上进一步阐述宏观电磁现象的基本规律,介绍其在工程应用方面的基本知识,以培养学生能应用场的观点和方法对通信领域中的电磁现象、电磁过程进行定性分析与判断的能力以及进行定量分析的基本技能,为学生今后解决工程实际问题打下基础。通过本课程的学习,将使学生较为完整地掌握和了解电磁场与电磁波的基本理论和分析方法,了解电磁场理论在无线技术领域中的地位和应用,为后续专业课程打好良好的基础。
成绩 要求
课程大纲
矢量分析和场论
课时目标:熟练掌握矢量的代数运算、标量场的梯度、矢量场的散度与旋度运算;理解矢量场的中唯一性定理和亥姆霍兹定理的重要意义。
第1课时 矢量的代数运算
第2课时 矢量的微分运算
第3课时 矢量分析和场论教材视频
宏观电磁场现象的基本定律
课时目标:掌握电荷密度、电场强度、极化强度、电位移矢量、电流强度、磁感应强度、磁化强度、磁场强度等物理量的基本概念,掌握库仑定律等电磁场基本定律和麦克斯韦方程组以及边界条件。
第1课时 基本电磁物理量
第2课时 电磁场基本定律
第3课时 麦克斯韦方程组
第4课时 时变电磁场的边界条件
第5课时 宏观电磁场现象的基本定律教材视频
静电场及其边值问题的解法
课时目标:掌握静电场的基本方程和边界条件,掌握电位的基本概念,会利用直接积分法求解简单的问题,会熟练求解直角坐标中的分离变量法的二维问题;会熟练利用镜象法求解平面与导体球的镜象问题。
第1课时 求解静电场的基本理论
第2课时 静电场边值问题的直接积分法
第3课时 分离变量法基本概念
第4课时 直角坐标系中分离变量法求解实例
第5课时 圆柱坐标系和球面坐标系中分离变量法求解实例
第6课时 镜像法
第7课时 静电场及其边值问题的解法教材视频
恒定电场与恒定磁场
课时目标:掌握恒定电场的基本方程与边界条件以及静电比拟法,掌握恒定磁场的基本方程和边界条件,掌握矢量磁位的基本概念;会利用矢量磁位求解恒定磁场的简单的问题。
第1课时 求解恒定电场的基本理论和方法
第2课时 求解恒定电磁场基本理论和方法
电磁波的辐射
课时目标:掌握时谐电磁场的基本方程和边界条件的不同形式;掌握位函数的定义及其与电磁场的关系;掌握坡印廷矢量基本概念和坡印廷定理的主要内容;了解电磁场波动方程和达朗贝尔方程的不同形式;了解基本辐射单元的性质;了解对称天线和直线阵的辐射特性。
第1课时 求解时谐电磁场的基本理论
第2课时 基本辐射单元的辐射场
第3课时 对称天线和直线阵的辐射特性
第4课时 电磁波的辐射教材视频
均匀平面波的传播
课时目标:掌握均匀平面波、色散、波的极化、趋肤深度、表面阻抗、临界角、布儒斯特角等基本概念,掌握均匀平面波在无界理想介质和导电媒质中的传播特性,会判断波的极化方式,会分析均匀平面波对不同媒质分界面上的入射、反射和折射现象。
第1课时 均匀平面波的电磁场
第2课时 均匀平面波的传播特性和参数
第3课时 均匀平面波对不同媒质分界面的垂直入射
第4课时 均匀平面波对不同媒质分界面的斜入射
第5课时 均匀平面波的传播教材视频
均匀波导中的导行电磁波
课时目标:了解均匀波导的一般分析方法;了解均匀波导的传播模式和传播特性的概念、分析和计算;掌握矩形波导传播特性的分析和计算;了解、传输功率及损耗的基本概念。
第1课时 导行电磁波的一般分析方法
第2课时 矩形波导中的导行电磁波
第3课时 圆形波导中的导行电磁波
第4课时 传输功率与传输损耗
均匀传输线中的导行电磁波
课时目标:了解传输线以及传输线方程的基本概念;了解电压、电流、输入阻抗和反射系数的基本概念和计算;了解简单形式的传输线的分析;了解行波、驻波、匹配、驻波比等基本概念;了解史密斯圆图的基本概念。
第1课时 传输线理论的基本概念和特征参数
第2课时 均匀传输线的稳态解和工作参数
第3课时 无耗均匀传输线的三种工作状态
第4课时 史密斯圆图
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