• 3231阅读
  • 5回复

《微波工程基础》课程介绍

楼层直达
级别: 教师
一、课程介绍      
      《微波工程基础》课是电子科学与技术学科最重要的专业基础课之一。本课程自从北航电子科学与技术学科建立研究生学位点开始就已开设。前期由本学院吕善伟教授讲授该课程,吕老师结合教学,以其历年来使用的讲义为基础,科研中的经验体会,编撰《微波工程基础》教材。吕教授退休之际,由本教研室留学回国的长江学者苗俊刚教授接替负责本课程的建设和讲授。苗教授逐渐改用国外微波领域的经典教材,由David M. Pozar 编著的《微波工程》。近年来,教研室引进培养了白明,刘大伟等具有多年国外留学及科研经验的青年教师,在本课程的建设和讲授中起骨干作用。同时,教研室结合微波工程领域的科研实践及本领域的快速发展,以及教学中遇到的问题,同时参考前期吕教授的教材和国外的教材,在编撰新的更有针对性的微波工程教材。

二、教学内容

       本课程适用于电子类专业的低年级研究生的微波工程学习,主要介绍导波场论的一般概念, 无源微波器件和网络的一般分析方法,微波滤波器的一般设计方法,常用非互易微波器件和微波电子器件,以及微波测量方法。       课程包括基础部分、理论分析部分和工程应用部分。基础部分是电磁场理论以及微波技术课程中涉及的电磁学与微波技术的基本原理,还包括传输线及波导等典型微波传输线结构。理论部分为微波工程应用到的分析以及简单的设计方法,网络的一般分析方法和阻抗匹配的一般方法,是微波工程应用的基础理论。本课程重视理论分析和基本物理概念的阐述的同时,更重视工程应用,课程的后半部分侧重于各种设计方法及实用器件,介绍了各种常用微波器件:无源微波器件和有源微波器件;并介绍微波滤波器的一般设计方法。课程最后介绍半导体技术基础,包括结、接触、二极管、晶体管和场效应管在微波工程的基本应用。

      具体教学内容及基本要求:
      1. 课程的基本内容及学时分配
      第一章   传输线及波导(4学时)
      传输线:传输线电路模型,场模型及其两者的等效;传输线特性参量概念;有耗传输线一般理论分析,微扰法
波导:导行波一般理论TM,TE,TEM波;同轴线,矩形波导,圆波导,带状线,微带线一般理论及设计
       第二章   网络的一般分析方法(4学时)
       阻抗和导纳矩阵,散射(S)矩阵,传输(ABCD)矩阵的定义及相互转换;
互易网络,无耗网络定义及特性;波导激励
       第三章  阻抗匹配的一般方法(4学时)
       Smith原图及其在阻抗匹配中的应用;单支线,双支线实现阻抗匹配;
四分之一波长变换器;小反射理论;多节匹配变换器的设计:二项式多节匹配变换器;切比雪夫变换器;渐变传输线的应用。

       第四章  无源微波器件(10学时)
       微波谐振器:传输线谐振器;矩形波导,圆波导谐振腔;介质谐振腔的设计及应用;功率分配器:三端口,四端口网络基本特性;T型结功率分配器,Wilkinson功率分配的原理及设计;奇-偶模分析理论;定向耦合器:90°,180°混合网络奇-偶模分析;波导定向耦合器,耦合线定向耦合器,Lang耦合器设计原理。
        第五章  微波滤波器的一般设计方法(8学时)
       滤波器设计原理:周期结构分析,k-β波图,镜像参量法;插入损耗法;
典型滤波器原型:最平坦低通滤波器;等波纹低通滤波器;线形相位低通滤波器;滤波器转换与实现:阻抗和频率定标;带通带阻转换;理查德变换;科洛达恒等关系;阻抗和导纳转换器;耦合线滤波器;耦合谐振器滤波器。
        第六章   常用微波有源电子器件(10学时)
       微波放大器设计指标:有源电路噪声定义及计算;压缩增益和交调失真定义;二端口功率增益;稳定性;典型放大器:低噪放大器设计;宽带晶体管放大器设计;功率放大器设计典型振荡器:晶体管振荡器;介质谐振器振荡器。
典型混频器:单端二极管混频器;单端FET混频器;平衡混频器;镜像抑制混频器。
        第七章  半导体技术基础(8学时)
        半导体电子学基础;结和接触;二极管;晶体管和场效应管;
        教学安排以课堂讲授,讨论、做习题、上机,实验与研讨等三种形式;提倡自学,结合实际开展研讨;着重培养学生掌握基本原理和分析方法,提高实践能力,促进灵活应用。对不同专业或研究方向的需要,,根据来自本科不同专业的研究生的实际情况,适当取舍或调节学习内容、学习方法、学时分配。

三、教学条件
        教材采用国外经典教材David  M.Pozar 编著的《微波工程》,电子工业出版社出版。主要参考书:《微波工程基础》  吕善伟 编著 北京航空航天大学出版社。目前已在教学过程中,不断整理历年教案,计划编著更有针对性的本课程教材。

       本课程依托本专业的微波工程实验室,作为课程实践基地。实验室实验室在微波测量系统、高分辨率微波成像、射频仿真系统、大型毫米波紧缩场系统、雷达电磁场分析等方面处于国际先进水平。实验室拥有种类齐全的微波测量、测试设备和计算设备,如微波暗室、紧缩场测试系统、矢量网络分析仪和频谱分析仪等。为本课程研究生的教学实践提供了很好的软硬件的支撑条件。     目前已开展网络教学环境建设,实验室陆续购买了曙光TC2600中型计算机,惠普高性能服务器,多台PC机,宽带网,远程登陆计算机等设备为网络教学提供了硬件基础。    在编写教材的同时,已着手编写网络课件,供研究生们课后学习和巩固。将来将建立起《微波工程基础》网站共学生下载资、上传资料,及时公布课程安排等。

四、教学方法与手段

       本课程作为一门与科研密切相关的专业课程,既有抽象的基础概念,又需要与实践应用紧密结合。因此在其教学过程中采取怎样的教学方法就成为能否取得良好的教学效果的关键所在。经过多年的教学实践,我们已经建立了一套较为完善教学方法与教学手段。       1、着重培养学生掌握基本原理和分析方法
       通过本课程的学习,力求学生掌握微波遥感的基本概念、基本原理,为进一步科研工作大好基础。课程的最后讨论一些目前微波遥感领域的热点问题,以共从事该领域研究的和对该领域有兴趣的学生学习和研究。        2、提倡自学,结合实际开展研讨
        讨论时,所安排的问题有很多在扩充性材料里面,因此这要求研究生要运用本课讲授的知识,结合自学扩充性材料内容,才能开展讨论,避免‘填鸭式’教学弊端。        3、课堂讲授,讨论、实验与研讨等三种形式
       本课程采用了形式多样的教学方式有课堂内容:教师讲授,教师与学生讨论互动,课后内容:做习题,加入微波实验室正在进行的科研活动。巩固课堂知识,掌握微波原理,了解相关微波技术。        4、课堂讲授采用多媒体结合板书的教学模式       课堂讲授主要以多媒体方式为主,一些重要基本概念,基本定理采用板书加以强调,相应公式推导利用板书实现,主要加深基本概念和基本公式的学习。改变传统教学模式。并开展一定的网络教学模式,正在进行相关软件编制,将一些课件放在网上去供学生学习,同时将用论坛的形式答疑,以及作业的布置,利用网络丰富微波工程的教学。

五、教学效果评价

       本课程教学一贯认真负责,坚持教书育人,严格要求学生,教学效果良好,受到包括本专业教师,校外专家及学生的好评。历年教学不仅在本校一直保持很好的声誉,本课程也经常保持与校外专家交流,一致获得好评。每次授课均有相关院所单位派人旁听参与学习和讨论。       历年学生普遍评价:通过本课程学习,不仅掌握了微波工程的基础理论,更为今后的科研工作打好了坚实的实践应用基础。课堂教学形式多样,理论联系实际,教师授课认真负责。
       教研室同行评价:该课程能够以实验室多年工作积累为基础,开展《微波工程基础》教学工作,具有很强的实践背景,课程突出重点,具有很强的针对性,希望通过精品课程建设,使该课能够更上一层楼。       校外专家评价:教师结构合理,在微波工程方面有较强的科研和教学基础,相信通过精品建设能够发展成国内乃至国外先进的研究生课程,为国家培养微波遥感技术领域的优秀人才。
六、课程意义
       随着我国中长期发展规划纲要的实施,我国急需在微波毫米波器件,微波电路,微波遥感等若干与微波工程密切相关领域的人才。并且随着这些领域的科技进步与快速发展,对相关人才的需要变得尤为迫切。目前高校现阶段所教授的课程主要集中微波技术的原理与基础部分,教材也集中关注与基础。而国家的发展需要具有实践和应用能力的人才,尤其是微波工程技术领域人才。       基于此我们教研室开展了微波工程基础这门课的规划和建设,主要以微波技术为基础,培养一批微波工程和微波技术等领域的人才,满足科学发展和社会的迫切需要。
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
级别: 侠客

只看该作者 沙发  发表于: 2012-11-08
老师讲的很生动,理论与实践相结合,不像其他的某些课程那样枯燥无味,学习之后我感到受益匪浅。
级别: 研究生
只看该作者 板凳  发表于: 2012-11-14
回 楼主(optming) 的帖子
老师,什么时候考试啊?
级别: 研究生
只看该作者 地板  发表于: 2012-11-14
请问什么时候考试啊?
级别: 侠客

只看该作者 4楼 发表于: 2012-11-14
回 3楼(sy1102313) 的帖子
级别: 研究生
只看该作者 5楼 发表于: 2012-11-14
快速回复

限100 字节
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
 
上一个 下一个