1、电磁场与微波技术课程教学大纲编 号：B002D040 英文名称：Electromagnetic Fields & Microwave Technology适用专业：电子信息工程责任教学单位：电子工程系 电子信息工程教研室总 学 时：48（其中实验学时：8）学 分：3考核形式：考查课程类别：专业课修读方式：必修教学目的：本课程主要研究电磁场与电磁波的基本属性、描述方法、运动规律、与物质的相互作用及其应用。要求学生通过本门课程的学习，能够系统地掌握电磁场与电磁波的基本概念，基本性质、基本规律以及求解电磁场问题的基本方法；掌握传输线的一般理论和波导的有关知识。同时能为学生进行科学研究和实际工作提供适
2、用的理论基础和解决实际问题的方法。本科课程的主要教学方法：以讲授、讨论为主，实践教学为辅。本课程与其他课程的联系与分工：本课程应在模拟电子技术、高频电子线路等课程后开设。讲授时要求学生了解当今信息化社会的发展的基础上，掌握电磁场的基本理论，掌握微波传输技术。主要教学内容及要求：第一部分 矢量分析与场论教学重点：矢性函数的微分、导数及积分公式；场的基本概念。教学难点：场的基本概念。教学要点及要求：熟悉重要的矢性函数的微分、导数及积分公式；理解场的基本概念；理解数量场（或标量场）的方向导数和梯度的概念；理解矢量场的通量和散度的概念；理解矢量场的环量和旋度的概念。第二部分 静电场 教学重点：高斯定理
3、，电位的概念，真空中静电场的基本方程。教学难点：高斯定理，电位的概念。教学要点及要求：了解电场强度的矢量表示形式；掌握库仑定律；掌握真空中的高斯定理；理解电位的概念； 熟悉静电场力做功的特点；熟悉真空中静电场的基本方程；了解电介质的极化机制；熟悉静电场的边界条件；了解电容和能量的一般计算方法；了解唯一性定理。第三部分 恒定电流的磁场 教学重点：毕奥萨伐尔定律，磁通连续性原理，恒定电流磁场的边界条件及所表示的意义。教学难点：毕奥萨伐尔定律，磁通连续性原理。教学要点及要求：掌握毕奥萨伐尔定律的简单计算；理解磁通连续性原理；掌握全电流定律公式；理解磁介质的磁化；熟悉恒定电流磁场的完整方程组； 理解恒
4、定电流磁场的边界条件及所表示的意义；了解自感和互感的定义及其计算；了解磁场能量的计算。第四部分 时变电磁场 教学重点： 法拉弟电磁感应定律，位移电流，正弦电磁场的复数表示法。教学难点：正弦电磁场的复数表示法。教学要点及要求：掌握法拉弟电磁感应定律的简单计算；理解位移电流的概念；熟悉麦克斯韦方程组；了解电磁场的本构关系；理解时变电磁场的边界条件及所表示的意义；理解能流的概念；掌握坡印廷定理；掌握正弦电磁场的复数表示法；了解时变电磁场的波动方程。第五部分 均匀平面波 教学重点：均匀理想介质的均匀平面电磁波方程及其基本性质；直线极化和椭圆极化；均匀平面波向理想介质表面垂直入射时的基本特性；均匀平面波
5、向理想介质和导体表面斜入射时的基本特性。教学难点：均匀理想介质的均匀平面电磁波方程及其基本性质；直线极化和椭圆极化；教学要点及要求：熟悉均匀理想介质的均匀平面电磁波方程及其基本性质；了解有耗媒质中的均匀平面波的解答及其特性；熟悉导体中均匀平面波的特性；掌握直线极化和椭圆极化；理解均匀平面波向理想导体表面垂直入射时的驻波解；了解均匀平面波向理想介质表面垂直入射时的基本特性；了解均匀平面波向理想介质和导体表面斜入射时的基本特性。第六部分 传输线理论 教学重点：无耗传输线基本方程；无耗传输线的基本特点；无耗传输线的工作状态；掌握阻抗圆图和导纳圆图；掌握简单的阻抗匹配计算。教学难点：无耗传输线基本方程
6、。教学要点及要求：了解分布参数及其电路的基本概念熟悉无耗传输线基本方程及其解；熟悉无耗传输线的基本特点；熟悉无耗传输线的工作状态掌握阻抗圆图和导纳圆图；掌握简单的阻抗匹配计算。第七部分 微波传输线 教学重点：矩形波导中传输模式的纵向传输特性、场结构；带状线、微带传输线、耦合带状线和微带线的结构及其特性阻抗；圆波导。教学难点：矩形波导中传输模式的纵向传输特性、场结构。教学要点及要求：了解带状线、微带传输线、耦合带状线和微带线的结构及其特性阻抗；了解金属波导内的场分布、传输模式；熟悉矩形波导中传输模式的纵向传输特性、场结构；了解矩形波导中传输模式的管壁电流、传输功率和功率容量；了解圆波导。学时分配
7、表：学时分配序号 教学内容理论 实践学时小计 备注1 第一章 矢量分析与场论 4 42 第二章 静电场 4 43 第三章 恒定电流的磁场 6 64 第四章 时变电磁场 8 85 第五章 均匀平面波 6 66 第六章 传输线理论 8 87 第七章 微波传输线 4 8 12合 计 40 8 48实验要求：第一次实验（2 学时）实验的名称：微波传输实验实验的目的：了解微波传输信号的基本原理；了解波传播的条件及波在金属板上的反射。实验的内容和要求：观察、测试微波传输特性。使用的设备和仪器：微波实验系统第二次实验（2 学时）实验的名称：微波测量系统的认识与调试实验的目的：了解微波测量系统的构成。了解反射速调管振荡器特性。实验的内容和要求：分析、调测试微波测量系统。使用的设备和仪器：微波实验系统第三次实验（2 学时）实验的名称：电压驻波比测量实验的目的：熟悉和掌握测量线的使用方法；掌握测量大、中电压驻波比的测量原理和方法。实验的内容和要求： 根据所学理论知识，测量大、中电压驻波比。使用的设备和仪器：微波实验系统第四次实验（2 学时）实验的名称：阻抗测量及匹配技术实验的目的：掌握用测量线测量阻抗的原理和方法；熟悉史密斯圆图的使用。实验的内容和要求：使用仪器设备进行阻抗测量，并分析匹配条件。使用的设备和仪器：微波实验系统
