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
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。
静态电磁场及其边值问题的解（14学时）
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。
时变电磁场（4学时）
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）
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。
电磁辐射（4学时）
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：
一、说明课程的性质、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。
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
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）
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。
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
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。
静态电磁场及其边值问题的解（14学时）
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。
时变电磁场（4学时）
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）
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。
电磁辐射（4学时）
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：
一、说明课程的性质、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。
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
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）
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。
