电磁场与电磁波课程教学大纲 适用专业:(电气信息类,本科) 学制年限:四年 总学时:48学时 学分:3 制定者:梅延玲 审核人: 说明 1、课程的性质、地位和任务 该课程是电气信息类专业的专业基础课,电磁场在卫星通信、计算机通信、 移动通信等新兴学科领域得到了广泛的应用 2、课程教学的基本要求:通过本课程的学习,学生应掌握宏观电磁场的基 本属性和运动规律,掌握宏观电磁场的基本求解方法,了解宏观电磁场的主要应 用领域及其原理,训练分析问题、归纳问题的科学方法,培养用数学解决实际问 题的能力。 3、教法特点: 针对《电磁场与电磁波》课程的数学要求高、公式多、物理概念抽象、理论 难以掌握、学习易畏难等特点,该课程拟通过多种教学方法在教学过程中的结 合运用,使抽象的概念形象化,难懂的公式物理化,知识的掌握系统化,理论基 础与实际应用密切联系,激发学生兴趣,培养学生探索性学习素养,启迪学生 创新思想,促进学生知识拓展应用能力的提高。拟通过考试形式的改革,避免学 生死记硬背公式而淡化知识学习和能力培养的目的,促进学生在课程集中学习的 最后考前复习阶段,强化建立系统化理解掌握所学知识的学习方法,提髙学生对 知识的提炼、总结和归纳能力。 4、先修课程: 高等数学、电磁学、电动力学。 5、课程学时分配: 实验(上机)课 章次 课程教学内容 总学时理论课时 1 矢量分析 电磁场的基本规律 8 8 静态电磁场及其边值问题的 14 时变电磁场 5均匀平面波在无界空间中的传播 4
电磁场与电磁波 课程教学大纲 适用专业：（电气信息类，本科） 学制年限：四年 总 学 时： 48 学时 学 分： 3 制 定 者：梅延玲 审 核 人： 一、说明 1、课程的性质、地位和任务； 该课程是电气信息类专业的专业基础课，电磁场在卫星通信、计算机通信、 移动通信等新兴学科领域得到了广泛的应用。 2、课程教学的基本要求：通过本课程的学习 ，学生应掌握宏观电磁场的基 本属性和运动规律，掌握宏观电磁场的基本求解方法，了解宏观电磁场的主要应 用领域及其原理，训练分析问题、归纳问题的科学方法，培养用数学解决实际问 题的能力。 3、教法特点： 针对《电磁场与电磁波》课程的数学要求高、公式多、物理概念抽象、理论 难以掌握、学习易畏难 等特点，该课程拟通过多种教学方法在教学过程中的结 合运用，使抽象的概念形象化，难懂的公式物理化，知识的掌握系统化，理论基 础与实际应用密切联系 ，激发学生兴趣 ，培养学生探索性学习素养，启迪学生 创新思想，促进学生知识拓展应用能力的提高。拟通过考试形式的改革，避免学 生死记硬背公式而淡化知识学习和能力培养的目的，促进学生在课程集中学习的 最后考前复习阶段，强化建立系统化理解掌握所学知识的学习方法，提高学生对 知识的提炼、总结和归纳能力。 4、先修课程： 高等数学、电磁学、电动力学。 5、课程学时分配： 章次 课程教学内容 总学时 理论课时 实验(上机)课 时 1 矢量分析 4 4 2 电磁场的基本规律 8 8 3 静态电磁场及其边值问题的解 14 14 4 时变电磁场 4 4 5 均匀平面波在无界空间中的传播 4 4
6 均匀平面波的反射与透射 导行电磁波 464 464 电磁辐射 合计 48 6、考核方式: 考试 理论教学内容与学时安排 第 章矢量分析(学时) 1、矢量代数2、正交坐标系3、标量场的梯度4、矢量的环流、旋度5、矢量的通 量散度6、亥姆霍兹定理 基本要求:掌握标量的梯度,矢量的旋度,高斯定理。理解方向导数的含义, 亥姆霍兹定理。了解矢量在正交坐标系中的表示。 第二章电磁场的基本规律(8学时) 1、电磁场的源量2、电荷守恒定律3、库仑定律4、安培力定理5、电磁感应 定率6、麦克斯韦方程组7、电磁场的边界条件8、媒质的电磁特性,电位移矢量, 基本要求:掌握电流连续性方程,电磁场的性质,麦克斯韦方程组的两种表示 形式。理解各种带电体的电场分布,电流间的作用力,位移电流的性质,边界条 件的形式。了解电磁场的源量,媒质的极化与磁化。 第三章静态电磁场及其边值问题的解(14学时) 1.真空中静电场的基本方程2、电位函数、3、恒定电场,4、恒定磁场,5、恒 定电磁场能量6、唯一性定理7、边值问题的基本求解方法。 基本要求:掌握电位函数的物理意义及分布,恒定磁场的矢量磁位,能量密度, 唯一性定理,镜像法、分离变量法。理解利用虚位移法计算电场力与磁场力,导 体系统的电容、电感。了解有限差分法,利用矢量磁位计算场分布 第四章时变电磁场(4学时) 1、波动方程,2、电磁场能量守恒定率3、时谐电磁场 基本要求:掌握电磁场的波动方程,能流密度矢量,坡印廷定理,复数形式 的麦克斯韦方程组。理解电磁场的位函数,复介电常数的含义。了解达朗贝 尔方程。 第五章均匀平面波在无界空间中的传播(4学时) 1、理想介质中的均匀平面波2、电磁波的极化3、均匀平面波在导电媒质 中的传播 基本要求:掌握理想介质中的均匀平面波函数及传播特点,波的极化。理解 均匀平面波在导电媒质中的传播特点。了解均匀平面波在各向异性介质中的 传播特性。 第六章均匀平面波的反射与透射(4学时) 1、均匀平面波对分界平面的垂直入射2、均匀平面波对多层介质分界平面的 垂直入射3、均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射4、均匀平面波对 理想导体平面的斜入射。 基本要求:掌握均匀平面波对分界平面的垂直入射。理解均匀平面波对理想 介质、导体分界平面的斜入射。了解均匀平面波对多层介质分界平面的垂直 入射
6 均匀平面波的反射与透射 4 4 7 导行电磁波 6 6 8 电磁辐射 4 4 合计 48 48 6、考核方式： 考试 二、理论教学内容与学时安排 第一章 矢量分析（4学时） 1、矢量代数2、正交坐标系3、标量场的梯度4、矢量的环流、旋度5、矢量的通 量 散度6、亥姆霍兹定理 基本要求：掌握标量的梯度，矢量的旋度， 高斯定理。理解方向导数的含义， 亥姆霍兹定理。了解矢量在正交坐标系中的表示。 第二章 电磁场的基本规律（8学时） 1、电磁场的源量 2、电荷守恒定律 3、库仑定律 4、安培力定理 5、电磁感应 定率 6、麦克斯韦方程组7、电磁场的边界条件8、媒质的电磁特性，电位移矢量， 基本要求：掌握电流连续性方程 ，电磁场的性质，麦克斯韦方程组的两种表示 形式。理解各种带电体的电场分布，电流间的作用力，位移电流的性质，边界条 件的形式。了解电磁场的源量，媒质的极化与磁化。 第三章 静态电磁场及其边值问题的解（14学时） 1.真空中静电场的基本方程 2、电位函数、3、恒定电场，4、恒定磁场，5、恒 定电磁场能量 6、唯一性定理 7、边值问题的基本求解方法。 基本要求：掌握电位函数的物理意义及分布，恒定磁场的矢量磁位，能量密度， 唯一性定理，镜像法、分离变量法。理解利用虚位移法计算电场力与磁场力，导 体系统的电容、电感。了解有限差分法，利用矢量磁位计算场分布。 第四章 时变电磁场（4学时） 1、波动方程，2、电磁场能量守恒定率 3、时谐电磁场 基本要求：掌握电磁场的波动方程，能流密度矢量，坡印廷定理，复数形式 的麦克斯韦方程组。理解电磁场的位函数，复介电常数的含义。了解达朗贝 尔方程。 第五章 均匀平面波在无界空间中的传播（4学时） 1、理想介质中的均匀平面波 2、电磁波的极化 3、均匀平面波在导电媒质 中的传播 基本要求：掌握理想介质中的均匀平面波函数及传播特点，波的极化。理解 均匀平面波在导电媒质中的传播特点。了解均匀平面波在各向异性介质中的 传播特性。 第六章 均匀平面波的反射与透射（4学时） 1、 均匀平面波对分界平面的垂直入射2、均匀平面波对多层介质分界平面的 垂直入射3、均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射4、均匀平面波对 理想导体平面的斜入射。 基本要求：掌握均匀平面波对分界平面的垂直入射。理解均匀平面波对理想 介质、导体分界平面的斜入射。了解均匀平面波对多层介质分界平面的垂直 入射
第七章导行电磁波(6学时) 1、导行电磁波2、矩形波导3、圆柱行波导4、同轴波导5、谐振腔6、传输线 基本要求:掌握三种类型电磁波的传输特性,电磁波在各种波导中的传输特 性。理解电磁波在各种波导中的主模及场分布。了解电磁波在谐振腔中的传 输,等效电路法分析传输线波的传输特性 第八章电磁辐射(4学时) l、滞后位2、电偶极子、磁偶极子的辐射3、天线的基本参数4、对称天线5、 天线阵 基本要求:掌握滞后位,天线的基本参数。理解电偶极子的辐射规律。了解 常用天线的辐射特性
第七章 导行电磁波（6学时） 1、导行电磁波2、矩形波导3、圆柱行波导4、同轴波导5、谐振腔6、传输线 基本要求：掌握三种类型电磁波的传输特性，电磁波在各种波导中的传输特 性。理解电磁波在各种波导中的主模及场分布。了解电磁波在谐振腔中的传 输，等效电路法分析传输线波的传输特性。 第八章 电磁辐射（4学时） 1、滞后位2、电偶极子、磁偶极子的辐射3、天线的基本参数4、对称天线5、 天线阵 基本要求：掌握滞后位，天线的基本参数。理解电偶极子的辐射规律。了解 常用天线的辐射特性
微波天线技术基础课程教学大纲 适用专业:(电气信息类,本科)学制年限:四年 总学时:40学时 学分:2.5 制定者:梅延玲 审核人: 、说明 1、课程的性质、地位和任务 该课程是电气信息类专业的专业方向课,随着信息时代的到来,作为信息主 要载体的髙频电磁波一微波,不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信等新兴学 科领域得到了广泛的应用,而且深入到各行各业。 2、课程教学的基本要求:通过本课程的学习,使学生了解微波在科学各领 域的应用,掌握微波在传输线和波导中的传输方式,学会使用圆图分析阻抗匹配 用场的理论分析各种模式的波的场结构;掌握微波网络中的等效概念,了解微波 网络的特点,学会使用和测量微波网络参量;掌握微波元件的工作原理及基本特 性;了解微波中各参量的测量方法;了解天线的基本构成、工作原理;掌握微波 通信的基本原理。使学生在学完本课程后,能够有基础深入学习和研究微波的具 体应用技术。 3、教法特点: 针对《微波与天线技术》课程的物理概念抽象、理论难以掌握、学习易畏难等 特点,该课程在教学过程中以介绍基础知识为主,尽量避开繁杂的数学推导,使 抽象的概念形象化,难懂的公式物理化,知识的掌握系统化。主要使学生了解微 波在科学各领域的应用,掌握微波在传输线和波导中的传输方式,掌握微波元件 的的工作原理及基本特性。在教学过程中注重理论基础与实际应用密切联系, 激发学生兴趣,培养学生探索性学习素养,启迪学生创新思想,促进学生知识 拓展应用能力的提高。 4、先修课程: 高等数学、电路原理、电磁学、电动力学、电磁场与电磁波 5、课程学时分配: 实验(上机)课 章次 课程教学内容 总学时‖理论课时 时 传输线理论 微波网络 8 8
微波天线技术基础 课程教学大纲 适用专业：（电气信息类，本科） 学制年限：四年 总 学 时： 40 学时 学 分： 2.5 制 定 者：梅延玲 审 核 人： 一、说明 1、 课程的性质、地位和任务； 该课程是电气信息类专业的专业方向课，随着信息时代的到来，作为信息主 要载体的高频电磁波—微波，不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信等新兴学 科领域得到了广泛的应用，而且深入到各行各业。 2、 课程教学的基本要求：通过本课程的学习 ，使学生了解微波在科学各领 域的应用，掌握微波在传输线和波导中的传输方式，学会使用圆图分析阻抗匹配， 用场的理论分析各种模式的波的场结构；掌握微波网络中的等效概念，了解微波 网络的特点，学会使用和测量微波网络参量；掌握微波元件的工作原理及基本特 性；了解微波中各参量的测量方法；了解天线的基本构成、工作原理；掌握微波 通信的基本原理。使学生在学完本课程后，能够有基础深入学习和研究微波的具 体应用技术。 3、教法特点： 针对《微波与天线技术》课程的物理概念抽象、理论难以掌握、学习易畏难 等 特点，该课程在教学过程中以介绍基础知识为主，尽量避开繁杂的数学推导，使 抽象的概念形象化，难懂的公式物理化，知识的掌握系统化。主要使学生了解微 波在科学各领域的应用，掌握微波在传输线和波导中的传输方式，掌握微波元件 的的工作原理及基本特性。在教学过程中注重理论基础与实际应用密切联系 ， 激发学生兴趣 ，培养学生探索性学习素养，启迪学生创新思想，促进学生知识 拓展应用能力的提高。 4、先修课程： 高等数学、电路原理、电磁学、电动力学、电磁场与电磁波。 5、课程学时分配： 章次 课程教学内容 总学时 理论课时 实验(上机)课 时 1 传输线理论 18 18 2 微波网络 8 8
微波元件 8 8 天线 6 6 6、考核方式: 考试 二、理论教学内容与学时安排 第一章传输线理论(18学时) 1、传输线方程及其解2、无耗线上的行波与驻波、驻波比与反射系数3、不同负 载时传输线的工作状态4、圆图极其应用5、导行波系统的场方程6、平面传输线 基本要求:掌握微波在传输线和波导中的传输方式,理解使用阻抗圆图分析阻 抗匹配的基本方法,了解用场的理论分析各种模式的波的场结构,了解平面传 输线的传输特性。 第二章微波网络(8学时) 1、微波网络的基本概念2、微波网络主要特点3、微波网络参量4、微波元件等效 为网络 基本要求:掌握双端口网络的基本特性,各种网络参量及等效方法。理解各种 参数的转换方法。了解不均匀性的等效电路分析。 第三章微波元件(8学时) 1、变换元件2、定向耦合元件3、匹配元件4、微波谐振腔 基本要求:掌握匹配元件、定向耦合元件的工作原理及基本特性。理解微波谐振 腔的基本特性及传输线型等谐振器效电路。了解微波滤波器 第四章天线(6学时) 1、天线基础知识2、通信中的线天线3、面天线4、电视发射天线 基本要求:掌握天线的基本构成、工作原理。了解各行各业中的常用天线
3 微波元件 8 8 4 天线 6 6 合计 40 6、考核方式： 考试 二、理论教学内容与学时安排 第一章 传输线理论（18学时） 1、传输线方程及其解 2、无耗线上的行波与驻波、驻波比与反射系数3、不同负 载时传输线的工作状态4、圆图极其应用5、导行波系统的场方程6、平面传输线 基本要求：掌握微波在传输线和波导中的传输方式，理解使用阻抗圆图分析阻 抗匹配的基本方法，了解用场的理论分析各种模式的波的场结构，了解平面传 输线的传输特性。 第二章 微波网络（8学时） 1、微波网络的基本概念 2、微波网络主要特点3、微波网络参量 4、微波元件等效 为网络 基本要求：掌握 双端口网络的基本特性，各种网络参量及等效方法。理解各种 参数的转换方法。了解不均匀性的等效电路分析。 第三章微波元件（8学时） 1、变换元件2、定向耦合元件3、匹配元件4、微波谐振腔 基本要求：掌握匹配元件、定向耦合元件的工作原理及基本特性。理解微波谐振 腔的基本特性及传输线型等谐振器效电路。了解微波滤波器。 第四章天线（6学时） 1、天线基础知识2、通信中的线天线3、面天线4、电视发射天线 基本要求：掌握天线的基本构成、工作原理。了解各行各业中的常用天线