《微波技术与天线》课程标准.doc

微波技术与天线课程教学标准 目 录一、课程名称二、适用专业三、必备基础知识四、课程的地位和作用五、主要教学内容描述六、重点和难点七、内容及要求模块一：电磁场理论基础1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块二：微波技术1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块三：天线技术1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块四：电波传播1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法八、说明1、建议使用教材和参考资料2、模块学时分配 3、考核方法及手段4、注意事项5、其他说明一、课程名称：微波技术与天线二、适用专业：通信技术、通信 网络与设备、移动通信技术、电子信息工程技术等通信工程系各专业。三、必备基础知识1应当学习的课程（1）高等数学知识（2）普通物理知识（3）电路分析基础（4）低频电子线路（5）高频电子线路（6）数字电子线路2应当掌握的基本知识（1）微积分知识（2）矢量代数知识（3）极坐标与球坐标知识（4）场与场论知识（5）电磁波的相关知识（6）麦克方程组知识3应当具有的技能（1）电路安装与调试技能（2）通信设备的使用技能（3）通信网络的安装与调试技能（4）电路的安装与调试技能四、课程的地位和作用1、课程的地位微波技术与天线是通信工程系通信技术、通信网络与设备、移动通信技术、电子信息工程技术等各专业的一门专业方向课程。2、课程的作用微波技术与天线是通信技术专业的主要专业基础课之一，是现代通信工程技术人员必备的知识。微波技术、天线技术与电波传播是无线通信系统的三个重要环节。本课程的任务是理解麦克斯韦方程组，了解电磁波的形成、分类与极化；了解天线在无线通信系统中作用以及天线的分类；熟悉天线辐射的基本原理；熟悉发射天线与接收天线的主要特性参数；熟悉对称天线、折合天线、引向天线、电视发射天线、移动通信基站天线等线天线的结构、特点、工作原理与安装调试方法；熟悉螺旋天线、对数周期天线等宽频带天线的结构、特点、工作原理与安装调试方法；熟悉天线阵的原理、分类以及辐射特性；熟悉缝隙天线与微带天线的结构、主要特点、辐射原理与方向特性；熟悉喇叭天线、抛物面天线、卡塞格伦天线等面天线的结构、主要特点、辐射原理与方向特性；熟悉各种天线的安装、调试与测试技术；熟悉地波传播、天波传播与视距传播等电波传播知识；熟悉均匀传输线、波导、微波集成传输线、微波网络与微波元器件等微波技术知识。五、主要教学内容描述1、电磁场理论基础2、天线的基础知识3、天线阵4、常用的线式天线5、宽频带天线6、缝隙天线和微带天线7、常用面式天线8、天线测试技术9、天线的安装与调试技术10、微波技术11、电波传播六、重点和难点1、重点（1）天线在无线电通信系统中的作用（2）天线的主要特性参数（3）引向天线（4）电视发射天线（5）移动通信基站天线（6）螺旋天线（7）抛物面天线（8）卡塞格伦天线（9）天线测试技术（10）天线的安装与调试技术（11）电波传播（12）微波技术2、难点（1）麦克斯韦方程组及坡印廷定理（2）天线辐射的基本原理（3）对称天线的馈电技术（4）天线阵的方向性及方向性增强原理与方向图相乘原理（5）对数周期天线（7）缝隙天线和微带天线（8）喇叭天线（9）天波、地波及视距传播中场的计算（10）矩形波导的基本原理（11）微带传输线的基本原理（12）微波网络基础七、内容及要求模块一：电磁场理论基础1、教学内容（1）本课程的作用、地位、特点、主要内容、应用领域及学习方法介绍。（2）矢量的定义与运算、矢量场的散度与旋度、球坐标等数学基础知识。（3）麦克斯韦方程组及电磁波的形成原理。（4）电磁波分类与极化。（5）坡印廷定理与印廷矢量。2、教学要求（1）掌握1）本课程的作用、地位、特点。2）球坐标。3）麦克斯韦方程组。4）电磁波的极化。5）坡印廷定理与印廷矢量。（2）了解1）本课程的应用领域及学习方法介绍。2）矢量的定义与运算。3）电磁波的形成原理。4）电磁波分类。（3）理解1）矢量场的散度与旋度。2）电场强度E、磁场强度H与坡印廷廷矢量S三者之间的关系。3）电磁场面的能量变化规律。3、教学手段及方法课堂理论讲授及讨论，最好采用多媒体教学。模块二：微波技术1、教学内容（1）均匀传输线理论（2）规则金属波导（3）微波集成传输线（4）微波网络基础（5）微波元器件2、教学要求（1）掌握1）同轴线的结构与特点。2）矩形波的结构与特点。3）微带传输的结构与特点。4）光纤的结构与特点。5）常用的微波传输线。（2）了解1）均匀传输线的方程及其解。2）介质波导。3）史密斯圆畋及应用。4）散射矩阵与传输矩阵。（3）理解1）传输线的传输功率、效率与损耗。2）阻抗匹配。3）波导的激励与耦合。3、教学手段及方法课堂理论讲授及讨论，最好采用多媒体教学。做课堂演示实验。4、实训项目及要求（1）项目1：微波传输线的识别与应用。内容：1）同轴线实验。2）光纤实验。3）微带传输线实验。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握同轴线的结构及常用参数。2）理解同轴线型号的含义。3）掌握微带传输线的结构及常用参数。4）掌握光纤的结构及常用参数。（2）项目2：矩形波导的识别与应用内容：1）认识矩形波导。2）用矩形波导传输微波能量。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握矩形波导的结构及常用参数；2）理解矩形波导型号的含义；3）掌握矩形波导的尺寸选择原则；4）会使用微波信号发生器；5）会使用微波测试接收机。（3）项目3：圆形波导的识别与应用内容：1）认识圆波导。2）用圆波导传输微波能量。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握圆波导结构及常用参数；2）理解圆波导型号的含义；3）掌握圆波导尺寸选择原则；4）进一步掌握微波信号发生器的使用；5）进一步掌握微波测试接收机的使用。（4）项目4：微波元器件的识别与应用内容：1）仔细观察各种微波连接元器件。2）仔细观察各种微波谐振元器件和微波铁氧体元器件。3）衰减器实验。4）微带环形电桥实验。5）微波定向耦合器实验。6）魔T实验。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握各种微波连接元器件的形状与结构；2）掌握各种微波功率分配元器件的形状与结构；3）掌握各种微波定向耦合器的形状与结构；4）掌握各种波导分支器的形状与结构；5）了解微波谐振元器件和微波铁氧体元器件。（5）项目5：微波频率与波长的测量内容：1）用谐振式频率计测量微波信号波长。2）用计数式频率计测量微波信号频率。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握微波信号发生器的使用方法。2）掌握微波频率计的使用方法。3）掌握微波频率的测量原理和方法。4）掌握微波波长的测量原理和方法。（6）项目6：微波功率的测量内容：1）用量热式微波大功率计测量微波功率。2）用热敏电阻小功率计测量微波功率。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握微波功率测量的基本方法。2）掌握微波功率计的使用方法。3）会使用微波信号发生器。模块三：天线技术1、教学内容（1）天线辐射与接收的基本理论及主要特性参数。（2）对称天线、折合天线和单极天线。（3）天线阵。（4）常用线式天线。（5）宽频带天线。（6）缝隙天线和微带天线。（7）常用面式天线。（8）天线测试技术。（9）天线的安装与调试技术。2、教学要求（1）掌握1）天线辐射的基本原理。2）发射天线的主要特性参数。3）接收天线的基本原理。4）对称天线、折合天线和单极天线。5）天线阵方向性增强原理与方向图乘积定理。6）常用线式天线7）常用面式天线。8）天线测试技术。9）天线的安装与调试技术。（2）了解1）天线的分类。2）宽频带天线。3）缝隙天线和微带天线。4）智能天线。（3）理解1）天线在无线线通信系统中的作用。2）地面对天线性能的影响。3）宽频带天线的条件。3、教学手段及方法课堂理论讲授及讨论，最好采用多媒体教学。做课堂演示实验。4、实训项目及要求（1）项目1：引向天线的安装与调试内容：1）了解当地电视发射台的地理位置以及发射的开路电视信号的频率值。2）根据当地电视发射台发射的开路电视信号的频率值选择合适的引向天线。3）引向天线的安装。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握引向天线的结构与原理。2）掌握引向天线的安装与调试方法。3）掌握场强仪的使用方熟悉。（2）项目2：电视发射天线的安装与调试内容：1）蝙蝠翼电视发射天线的组装。先在地面按图纸将蝙蝠翼电视发射天线组装好。2）将电视信号发生器、电视信号发射机以及蝙蝠翼电视发射天线按图8.7所示连接起来。3）调节电视信号发生器，使其输出一定频率、一定形状、一定幅度的射频电视信号。4）在离开蝙蝠翼电视发射天线一定的距离上用场强仪测试其辐射的场强电平值。若场强电平值太弱，可适当加大电视信号发射机的输出功率。5）用彩色电视机实际接收信号。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握电视发射天线的结构与原理。2）掌握电视发射天线的安装与调试方法。3）能熟练使用场强仪。4）能熟练使用电视信号发生器。5）能熟练使用电视信号发射机。（3）项目3：螺旋天线的安装与调试内容：1）螺旋天线的安装。2）螺旋天线的调试。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握螺旋天线的结构与原理。2）掌握螺旋天线的安装与调试方法。（4）项目4：移动通信基站天线的安装与调试内容：1）移动通信基站天线的安装。2）移动通信基站天线参数的调整要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握移动通信基站天线的结构与原理。2）掌握移动通信基站天线的安装与调试方法。3）熟练掌握AT-800型移动通信天线特性分析仪使用方法。4）熟练掌握移动信号发射机的方法。（5）项目5：抛物面天线的安装与调试内容：1）抛物面天线的安装。2）抛物面天线的调试。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握抛物面天线各元器件的结构。2）掌握抛物面天线的整体结构。3）掌握抛物面天线的工作原理。4）掌握抛物面天线的安装过程。（6）项目6：卡塞格伦天线的安装与调试内容：1）卡塞格伦卡塞格伦天线的安装。2）卡塞格伦卡塞格伦天线的调试。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握卡塞格伦天线各组成元器件的结构。2）掌握卡塞格伦天线的整体结构。3）掌握卡塞格伦天线的工作原理。4）掌握卡塞格伦天线的安装过程。（7）项目7：天线方向图的测量内容：1）天线方向图的现场测量方法2）空中测试法3）天线方向图的测试场测量方法要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握天线方向图的测量结构。2）掌握天线方向图的测量原理。3）掌握天线方向图的测量过程。4）掌握天线方向图的测量方法。（8）项目8：天线增益的测量内容：1）用比较法测量天线的增益2）用镜像法测量天线增益要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）掌握天线增益的测量原理。2）能熟练应用比较法测量天线的增益。3）能熟练应用镜像法测量天线的增益。4）能熟练掌握微波信号发生器、微波测试接收机以及微波功率计的使用方法。模块四：电波传播1、教学内容（1）电波传播的基础知识。（2）地波传播。（3）天波传播。（4）视距传播。（4）多径传播及衰落问题2、教学要求（1）掌握1）电波传播的基础知识。2）地波传播的定义、特性、适用波段、应用领域及场强的计算。3）电离层的结构、特点及介电特性。4）天波传播的定义、特性、适用波段、应用领域及场强的计算。5）视距传播的定义、特点、适用波段与应用领域及场强的计算。（2）了解1）自由空间电波传播。2）干扰与噪声。3）地面不均匀性对地波传播的影响，4）卫星通信系统中的电波传播。（3）理解1）电离层的变化。2）低空大气对电波传播的影响。3）传输媒质对电波传播的影响。4）微波中继系统中的电波传播。3、教学手段及方法课堂理论讲授及讨论，最好采用多媒体教学。4、实训项目及要求（1）项目1：参观移动通信基站。内容：1）了解移动通信基站的基本结构。2）指出基站系统各分的名称。3）熟悉避雷方法。要求： 1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）熟悉基站系统的结构。2）指出系统各部分的名称。3）熟悉避雷方法。（2）项目2：参观地方电视发射台内容：1）熟悉电视发射台的基本结构。2）指出系统各部分的名称。3）熟悉系统的避雷方法。要求：1）独立完成实验。2）实验前认真预习教材相关内容。3）实验结束后及时整理数据。4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。目的：1）熟悉基站系统的结构。2）指出系统各部分的名称。3）熟悉避雷方法。八、说明1、建议使用教材和参考资料教 材：天线技术 许学梅、杨延嵩 西安电子科技大学出版社参考书：微波技术与天线 刘学观、郭辉萍 西安电子科技大学出版社天线与电波 周朝栋、王元坤利 西安电子科技大学出版社电磁场与微波技术 赵家陞、黄尚锐 华中理工大学出版社2、模块学时分配序号模 块 名 称理论教学学时实践教学学时小计1电磁场理论基础662天线基础知识663对称天线、折合天线和单极天线884天线阵885常用线天线86146宽频带天线、缝隙天线与微带天线84127常用面天线84128天线测试技术64109天线的安装与调试技术461010电波传播6611微波技术81220合 计76361123、考核方法及手段以期末考核成绩为主，平时考核成绩为辅。期末考核成绩占70%。平时考核成绩占30%。期末考核方法为闭卷笔试，平时考核由平时测验、课堂作业、实验报告等综合评定。4、注意事项（1）修订标准的指导思想 注重夯实基础理论知识，强调培养学生运用所 学知识分析和解决实际问题的能力。（2）本课程与其它课程的联系  通过本课程的学习为进一步学习后续的专业课程作好准备。（3）教学方式与教学方法的具体改革措施。  本课程以课堂讲授为主、以动手实验为辅的方式开展教学，着重对学生的分析问题能力、理论综合能力以及实验研究能力等方面的培养。（4）教案编写本课程标准对教案的定义是指在本课程完成整体教学设计,确定课程学习项目及各项目组成模块明确的基础上,对每一模块的教学内容按每一教学单元(原则上是2学时为1教学单元)进行的教学方案设计,她包括对本模块学习目标、工作任务、能力要求及学习内容分解到本教学单元中的具体授课内容、课堂活动教学的组织方式与教学要求、课时建议等。特别是要通过设计清楚阐述针对本模块的工作任务如何将典型实践性环节所需实践知识融入理论知识学习中，并根据能力要求，如何将技能实践融入学习过程中。（5）教学资源的配合本课程教学资源条件可以依据本课程性质要求开发的各种教学材料以及该课程可以利用的各种教学资源，工具和场所，主要包括各种案例材料和信息，可是多媒体光盘，计算机软件及网络，图书馆，以及相应实验设备，电视广播，工业企业参观等。各种教学资源作为配合课程教学使用的助教，助学资源必须符合以下要求：1）内容符合课程标准要求，教学目标明确，取材合适2）符合任职规律，逻辑性强，利用学生知识与能力的构建；3）媒体资源使用恰当，和传统教学方法相得益彰，互动性好。4）文字，符号，公式，计量单位符合国家标注或惯例5）教师教学中不能过分依赖课件，尤其是文字表述内容(6)本标准仅供参考。