《微波技术与天线》课程教学大纲 课程名称：微波技术与天线（含实验）课程代码： 英文名称：Microwave Technology and Antennas 课程性质：专业必修课/选修课 学分/学时：3.5学分/72学时(54+18) 开课学期：第6学期 适用专业：通信工程、电子信息工程、电子科学与技术等电子信息类专业 先修课程：普通物理、复变函数、电磁场与电磁波、信号与系统等课程 后续课程：无线通信、光纤通信等专业课程 开课单位：电子信息学院 课程负责人：刘学观 大纲执笔人：郭辉萍 大纲审核人： 一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学 生需掌握知识与能力及其应达到的水平) 课程性质：微波技术与天线是电子信息类本科专业重要的专业课程，它包括微波技术、 天线设计两个部分。微波技术部分主要讨论均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输 线、微波网络基础和微波元器件，其中在微波集成传输线部分主要讨论了带状线、微带线、 耦合微带线及介质波导的传输特性，并对光纤传输原理及特性做了介绍：在微波元器件一章 中从工程应用的角度出发，重点介绍了具有代表性的几组微波无源元器件，主要包括连接匹 配元件、功率分配元器件、微波谐振元件和微波铁氧体器件。天线设计部分，主要讨论天线 辐射与接收的基本理论以及天线结构与设计。与此同时将仿真软件介绍给学生，让同学亲自 设计相关微波部件或天线，实现理论与工程设计的结合。本课程为成为优秀的射频(RF)与 微波工程师打下坚实的基础。 教学目标：《微波技术与天线》主要论述微波技术与天线的基本原理、基本技术及其典 型的应用系统，它为电子信息类本科生的专业课。通过本课程的学习，使学生了解微波技术 与天线在现代通信中所处的位置及作用，掌握微波信号的产生、处理、传输、辐射及接收等 微波通信的基本理论，熟悉微波部件或天线的设计过程。为使学生更好的掌握本课程，还配 合了18学时的实验(9学时验证实验+9学时微波部件设计)。 本课程的具体教学目标如下： 1、了解微波技术与天线在现代通信中所处的位置及作用，掌握微波信号的产生、处理、传 输、辐射及接收等微波通信的基本理论，掌握各种微波传输线的传输机理，常见微波部件和 天线的基本结构和工作原理，能表达各部件在通信系统中的作用：【22】 2、熟悉微波部件和天线设计方法和设计过程，能针对具体指标要求在给定的约束条件下进 行需求分析、提出微波部件和天线的设计方案：【3.2】 3、能根据微波部件和天线的性能测量要求选择可行的研究和实验方案：【4.2】 4、能利用电磁仿真工具为微波部件和天线建模，计算分析微波部件和天线的性能参数，优 化微波部件和天线的结构。【5.2】
《微波技术与天线》课程教学大纲 课程名称：微波技术与天线（含实验） 课程代码： 英文名称：Microwave Technology and Antennas 课程性质：专业必修课/选修课 学分/学时：3.5 学分/72 学时（54+18） 开课学期：第 6 学期 适用专业：通信工程、电子信息工程、电子科学与技术等电子信息类专业 先修课程：普通物理、复变函数、电磁场与电磁波、信号与系统等课程 后续课程：无线通信、光纤通信等专业课程 开课单位：电子信息学院 课程负责人：刘学观 大纲执笔人：郭辉萍 大纲审核人： 一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学 生需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质：微波技术与天线是电子信息类本科专业重要的专业课程，它包括微波技术、 天线设计两个部分。微波技术部分主要讨论均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输 线、微波网络基础和微波元器件，其中在微波集成传输线部分主要讨论了带状线、微带线、 耦合微带线及介质波导的传输特性，并对光纤传输原理及特性做了介绍；在微波元器件一章 中从工程应用的角度出发，重点介绍了具有代表性的几组微波无源元器件，主要包括连接匹 配元件、功率分配元器件、微波谐振元件和微波铁氧体器件。天线设计部分，主要讨论天线 辐射与接收的基本理论以及天线结构与设计。与此同时将仿真软件介绍给学生，让同学亲自 设计相关微波部件或天线，实现理论与工程设计的结合。本课程为成为优秀的射频（RF）与 微波工程师打下坚实的基础。 教学目标：《微波技术与天线》主要论述微波技术与天线的基本原理、基本技术及其典 型的应用系统，它为电子信息类本科生的专业课。通过本课程的学习，使学生了解微波技术 与天线在现代通信中所处的位置及作用，掌握微波信号的产生、处理、传输、辐射及接收等 微波通信的基本理论，熟悉微波部件或天线的设计过程。为使学生更好的掌握本课程，还配 合了 18 学时的实验（9 学时验证实验+9 学时微波部件设计）。 本课程的具体教学目标如下： 1、了解微波技术与天线在现代通信中所处的位置及作用，掌握微波信号的产生、处理、传 输、辐射及接收等微波通信的基本理论，掌握各种微波传输线的传输机理，常见微波部件和 天线的基本结构和工作原理，能表达各部件在通信系统中的作用；【2.2】 2、熟悉微波部件和天线设计方法和设计过程，能针对具体指标要求在给定的约束条件下进 行需求分析、提出微波部件和天线的设计方案；【3.2】 3、能根据微波部件和天线的性能测量要求选择可行的研究和实验方案；【4.2】 4、能利用电磁仿真工具为微波部件和天线建模，计算分析微波部件和天线的性能参数，优 化微波部件和天线的结构。【5.2】
二、课程目标与毕业要求的对应关系（明确本课程知识与能力重点符 合标准哪几条毕业要求指标点) 毕业要求 指标点 课程目标 2、问题分析 2.2能通过文献研究表达复杂工程问题 教学目标1 3.2能适当考虑社会、健康、安全、法律、文化 3、设计、开发解决 及环境因素，根据设计目标进行需求分析，设计 教学目标2 方案 解决方案 4.2能基于专业理论，针对通信模块和系统，选 4、研究 择研究路线，设计可行的实验方案 教学目标3 5、使用现代工具 5.2能针对复杂工程问题，选择并合理使用软硬 教学目标4 件设计与仿真平台 三、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容 和要求，指明重点内容和难点内容)（重点内容：★：难点内容：△） 1、绪论(3学时、支撑课程目标1) 1.1微波及其特点 1.2本课程在专业中的位置及本课程的体系结构 女目标及要求： 1)通过绪论的介绍，使得学生掌握微波技术与天线的课程地位、主要内容、学习 目的、基础和主要特点： 2)重点把握微波的特点（★） 令作业内容： 微波波长在电磁波谱中位置，微波的特点，分析方法特点 令讨论内容： 微波与无处不在的无线通信的关系 ◇自学拓展： 微波技术在通信系统中的作用 2、均匀传输线理论（12学时、支撑课程目标1,2) 2.1均匀传输线方程及其解 2.2传输线的阻抗与状态参量 2.3无耗传输线的状态分析 2.4传输线的传输功率、效率和损耗 2.5阻抗匹配 2.6同轴线的特性阻抗 ◇目标及要求： 1)了解均匀传输线上波传输的一般规律，重点掌握传输线的特性阻抗、输入阻抗、 驻波比、反射系数等核心参数之间的基本关系：（★） 2)了解传输线的三种基本状态，掌握负载与状态的关系： 3)了解传输线产生损耗的激励，熟悉工程上常用的回波损耗、插入损耗的含义及 分析方法。（△） 4)掌握阻抗匹配的原理以及阻抗匹配的方法，重点掌握四分之一阻抗匹配法和枝 节匹配法，针对不同负载特点选择不同匹配实现方案（★）
二、课程目标与毕业要求的对应关系（明确本课程知识与能力重点符 合标准哪几条毕业要求指标点） 毕业要求 指标点 课程目标 2、问题分析 2.2 能通过文献研究表达复杂工程问题 教学目标 1 3、设计、开发解决 方案 3.2 能适当考虑社会、健康、安全、法律、文化 及环境因素，根据设计目标进行需求分析，设计 解决方案 教学目标 2 4、研究 4.2 能基于专业理论，针对通信模块和系统，选 择研究路线，设计可行的实验方案 教学目标 3 5、使用现代工具 5.2 能针对复杂工程问题，选择并合理使用软硬 件设计与仿真平台 教学目标 4 三、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容 和要求，指明重点内容和难点内容）（重点内容：；难点内容：） 1、绪论（3 学时、支撑课程目标 1） 1.1 微波及其特点 1.2 本课程在专业中的位置及本课程的体系结构 目标及要求： 1） 通过绪论的介绍，使得学生掌握微波技术与天线的课程地位、主要内容、学习 目的、基础和主要特点； 2） 重点把握微波的特点（） 作业内容： 微波波长在电磁波谱中位置，微波的特点，分析方法特点 讨论内容： 微波与无处不在的无线通信的关系 自学拓展： 微波技术在通信系统中的作用 2、均匀传输线理论（12 学时、支撑课程目标 1，2） 2.1 均匀传输线方程及其解 2.2 传输线的阻抗与状态参量 2.3 无耗传输线的状态分析 2.4 传输线的传输功率、效率和损耗 2.5 阻抗匹配 2.6 同轴线的特性阻抗 目标及要求： 1） 了解均匀传输线上波传输的一般规律，重点掌握传输线的特性阻抗、输入阻抗、 驻波比、反射系数等核心参数之间的基本关系；（） 2） 了解传输线的三种基本状态，掌握负载与状态的关系； 3） 了解传输线产生损耗的激励，熟悉工程上常用的回波损耗、插入损耗的含义及 分析方法。（） 4） 掌握阻抗匹配的原理以及阻抗匹配的方法，重点掌握四分之一阻抗匹配法和枝 节匹配法，针对不同负载特点选择不同匹配实现方案（）
5)熟悉同轴线的结构、特征参数以及工程应用。 ☆作业内容： 传输线阻抗与状态参量的分析与计算：传输线传输效率分析：学会针对不同 负载特点选择不同匹配实现方案：同轴线参数分析及工程设计。 女讨论内容： 同轴线的特性阻抗与工程应用 ◇自学拓展： 阻抗匹配的意义及工程应用 3.规则金属波导(9学时，支撑课程目标1,2) 3.1导波原理 3.2矩形波导 3.3圆形波导 3.4波导的激励与耦合 ◇目标及要求： 1)了解规则金属管内场的特点及其一般表达式：掌握相移常数和截止波数、 相速和波导波长、波阻抗、传输功率的含义及工程应用：了解波导中不存 在TEM波的原因，熟悉TE和TM波特点及其边界条件（△） 2)了解矩形波导中TE和TM波场的表达式：模式（主模、高次模）的概念： 掌握矩形波导的传输特性，包括：截止波数和截止波长、模式传输条件、 主模的场分布及其工作特性等：了解工程上矩形波导尺寸的选择原则（综 合考虑带宽问题、功率容量和衰减等)（★） 3)了解圆波导中的场圆波导中TE和TM波场的表达式：掌握模式简并及圆 波导的常用几种常用模式的特点及其工程应用。 4)了解波导的激励原理及方法，掌握电激励、磁激励、电流激励三种典型激 励的特点及工程应用。 令作业内容： 波导参数的分析与计算：矩形波导模式存在分析：主模参数的分析：圆形波 导模式分析：激励与耦合机理。 令讨论内容： 矩形波导的结构特点与工程应用 ◇自学拓展： 波导与其他传输线的连接方法及工程应用 4.微波集成传输线(6学时，支撑课程目标1,2) 4.1平面传输线 4.2介质波导 4.3光纤 ◇目标及要求： 1)了解平面传输线的特点及工程应用 2)了解带状线的结构、特点、场分布、主模和传输特性 3)掌握微带线的结构、特点、场分布、主模和传输特性，工程设计方法（★） 4)了解耦合微带线传输特性（△） 5)掌握介质波导的传输原理，圆形介质波导的结构、特点、场分布、主模和 传输特性
5） 熟悉同轴线的结构、特征参数以及工程应用。 作业内容： 传输线阻抗与状态参量的分析与计算；传输线传输效率分析；学会针对不同 负载特点选择不同匹配实现方案；同轴线参数分析及工程设计。 讨论内容： 同轴线的特性阻抗与工程应用 自学拓展： 阻抗匹配的意义及工程应用 3. 规则金属波导（9 学时，支撑课程目标 1，2） 3.1 导波原理 3.2 矩形波导 3.3 圆形波导 3.4 波导的激励与耦合 目标及要求： 1） 了解规则金属管内场的特点及其一般表达式；掌握相移常数和截止波数、 相速和波导波长、波阻抗、传输功率的含义及工程应用；了解波导中不存 在 TEM 波的原因，熟悉 TE 和 TM 波特点及其边界条件（） 2） 了解矩形波导中 TE 和 TM 波场的表达式 ；模式（主模、高次模）的概念； 掌握矩形波导的传输特性，包括：截止波数和截止波长、模式传输条件、 主模的场分布及其工作特性等；了解工程上矩形波导尺寸的选择原则（综 合考虑带宽问题、功率容量和衰减等）（） 3） 了解圆波导中的场圆波导中 TE 和 TM 波场的表达式；掌握模式简并及圆 波导的常用几种常用模式的特点及其工程应用。 4） 了解波导的激励原理及方法，掌握电激励、磁激励、电流激励三种典型激 励的特点及工程应用。 作业内容： 波导参数的分析与计算；矩形波导模式存在分析；主模参数的分析；圆形波 导模式分析；激励与耦合机理。 讨论内容： 矩形波导的结构特点与工程应用 自学拓展： 波导与其他传输线的连接方法及工程应用 4. 微波集成传输线（6 学时，支撑课程目标 1，2） 4.1 平面传输线 4.2 介质波导 4.3 光纤 目标及要求： 1） 了解平面传输线的特点及工程应用 2） 了解带状线的结构、特点、场分布、主模和传输特性 3） 掌握微带线的结构、特点、场分布、主模和传输特性，工程设计方法（） 4） 了解耦合微带线传输特性（） 5） 掌握介质波导的传输原理，圆形介质波导的结构、特点、场分布、主模和 传输特性
6)了解介质镜像线、H型波导的结构与传输特性 7)熟悉光纤的传输原理，了解单模光纤、多模光纤异同点：掌握光纤的而主 要参数：光波波长、相对折射率、折射率分布因子和数值孔径等：了解光 纤的损耗、色散、零色散单模光纤的原理、光纤的应用领域（★） ◇作业内容： 带状线模式的分析，微带线有效介电常数的计算，微带线的设计，耦合微带 线的分析计算：光纤单模工作范围的计算：零色散光纤的原理分析 ◇讨论内容： 如何利用仿真软件，实现微带线的设计 ◇自学拓展： 微带线与同轴接头的连接方法及工程应用 5.徽波网络基础(9学时，支撑课程目标1,2) 5.1等效传输线 5.2单▣网络 5.3双口网络的阻抗与传输矩阵 5.4散射矩阵与传输矩阵 5.5多口网络的散射矩阵 5.6网络参数的测量 ◇目标及要求： 1)了解等效电压和等效电流的概念及其应用 2)掌握模式等效传输线的概念与等效传输线 3)熟悉单口网络的定义及其分析：归一化电压与电流定义及意义（△） 4)了解阻抗和导纳各参数的定义及其与网络性质的关系：转移矩阵各参数的定义 及其与网络性质的关系、三种参数之间的相互转换 5) 掌握散射矩阵各参数的定义、意义及其与网络性质的关系：传输矩阵各参数的 定义及其与网络性质的关系：熟悉各种参数之间的相互转换：工程上的插入损 耗、回波损耗、隔离度等参数与散射参数的关系（★） 6)了解多端口网络散射参数的定义、性质：掌握无耗网络幺正性（★） 7)了解网络参数的测量方法 令作业内容： 给定网络计算阻抗矩阵或导纳矩阵、散射矩阵：利用A矩阵的级联特性计算多 网络级联后的网络参数：利用网络参数计算输入阻抗、反射系数以及满足无反 射条件等：证明无耗网络的么正性。 ◇讨论内容： 如何用网络参数理论来理解枝节匹配的原理 ◇自学拓展： 网络参数测量及工程应用 6.微波无源器件(9学时，支撑课程目标1,2) 6.1连接匹配元件等效传输线 6.2功率分配器件 6.3微波谐振器件 6.4微波铁氧体器件 6.5多口网络的散射矩阵 6.6网络参数的测量 ◇目标及要求： 1)了解短路负载、匹配负载、失配负载：波导接头、衰减元件和相移元件、转换 接头；螺钉调配器、多阶梯阻抗变换器、渐变型阻抗变换器等器件的结构及工
6） 了解介质镜像线、H 型波导的结构与传输特性 7） 熟悉光纤的传输原理，了解单模光纤、多模光纤异同点；掌握光纤的而主 要参数：光波波长、相对折射率、折射率分布因子和数值孔径等；了解光 纤的损耗、色散、零色散单模光纤的原理、光纤的应用领域（） 作业内容： 带状线模式的分析，微带线有效介电常数的计算，微带线的设计，耦合微带 线的分析计算；光纤单模工作范围的计算；零色散光纤的原理分析 讨论内容： 如何利用仿真软件，实现微带线的设计 自学拓展： 微带线与同轴接头的连接方法及工程应用 5. 微波网络基础（9 学时，支撑课程目标 1，2） 5.1 等效传输线 5.2 单口网络 5.3 双口网络的阻抗与传输矩阵 5.4 散射矩阵与传输矩阵 5.5 多口网络的散射矩阵 5.6 网络参数的测量 目标及要求： 1） 了解等效电压和等效电流的概念及其应用 2） 掌握模式等效传输线的概念与等效传输线 3） 熟悉单口网络的定义及其分析；归一化电压与电流定义及意义（） 4） 了解阻抗和导纳各参数的定义及其与网络性质的关系；转移矩阵各参数的定义 及其与网络性质的关系、三种参数之间的相互转换 5） 掌握散射矩阵各参数的定义、意义及其与网络性质的关系；传输矩阵各参数的 定义及其与网络性质的关系；熟悉各种参数之间的相互转换；工程上的插入损 耗、回波损耗、隔离度等参数与散射参数的关系（） 6） 了解多端口网络散射参数的定义、性质；掌握无耗网络幺正性（） 7） 了解网络参数的测量方法 作业内容： 给定网络计算阻抗矩阵或导纳矩阵、散射矩阵；利用 A 矩阵的级联特性计算多 网络级联后的网络参数；利用网络参数计算输入阻抗、反射系数以及满足无反 射条件等；证明无耗网络的幺正性。 讨论内容： 如何用网络参数理论来理解枝节匹配的原理 自学拓展： 网络参数测量及工程应用 6. 微波无源器件（9 学时，支撑课程目标 1，2） 6.1 连接匹配元件等效传输线 6.2 功率分配器件 6.3 微波谐振器件 6.4 微波铁氧体器件 6.5 多口网络的散射矩阵 6.6 网络参数的测量 目标及要求： 1） 了解短路负载、匹配负载、失配负载；波导接头、衰减元件和相移元件、转换 接头；螺钉调配器、多阶梯阻抗变换器、渐变型阻抗变换器等器件的结构及工
作原理 2)了解定向耦合器的定义及性能参数；熟悉波导双孔定向耦合器、双分支定向耦合 器、平行耦合微带定向耦合器等的结构和工作原理 3)掌握功率分配器的定义：学会两路微带功率分配器、微带环行电桥等结构、工 作原理以及设计方法（★） 4)了解E-T分支、H-T分支和匹配双T(魔T)的结构和工作原理（△） 5)了解微波谐振器件的演化过程以及相关参数如谐振频率、品质因数、等效电导 等 6)掌握矩形空腔谐振器的结构、工作原理和性能参数（★） 7)了解微带谐振器的结构、工作原理和性能参数 8)熟悉谐振器的耦合和激励的形式及其对谐振器性能的影响（△） 9)了解隔离器的结构和工作原理及其性能参数 10)铁氧体环行器的结构和工作原理及其性能参数 11)了解LTCC器件特点及工艺过程 ◇作业内容： 波导调配机理：渐变阻抗变换器原理与应用：微波器件的网络参数及器件特点： 微带型功率分配器的设计与实现 ◇讨论内容： 不同器件性能设计参数表述方法 女自学拓展： 微波器件在通信领域中的应用 7.天线的基础知识（6课时，支撑课程目标1,2) 7.1天线概论 7.2天线的电参数 7.3典型天线介绍 7.4天线的设计过程 ◇目标及要求： 1)天线的定义、性能及其作用，天线的分类及分析方法 2)天线输入阻抗、驻波比、方向图、增益、极化、带宽 3)单极子天线、偶极子天线、微带天线 4)掌握利用HFSS仿真设计天线 ◇作业内容： 天线性能参数：单极子天线的仿真设计 女讨论内容： 天线馈电点的重要性 ◇自学拓展： 仿真软件中参数优化的实现 8、实验（18学时，支撑课程目标2,3,4)实验内容：必开实验9学时。 序 实验项目名称 目的要求 学时 实验类 每组 必开、 号 分配 型 人数 选开 1 微波测量线及波导 熟悉微波测量线，利用测 3 验证型 2 必开 波长的测量 量线测量波导波长，验证 理论计算结果 传输线负载与状态 利用测量线观察不同负载3 验证型 2 必开
作原理 2） 了解定向耦合器的定义及性能参数;熟悉波导双孔定向耦合器、双分支定向耦合 器、平行耦合微带定向耦合器等的结构和工作原理 3） 掌握功率分配器的定义；学会两路微带功率分配器、微带环行电桥等结构、工 作原理以及设计方法（） 4） 了解 E-T 分支、 H-T 分支和匹配双 T（魔 T）的结构和工作原理（） 5） 了解微波谐振器件的演化过程以及相关参数如谐振频率、品质因数、等效电导 等 6） 掌握矩形空腔谐振器的结构、工作原理和性能参数（） 7） 了解微带谐振器的结构、工作原理和性能参数 8） 熟悉谐振器的耦合和激励的形式及其对谐振器性能的影响（） 9） 了解隔离器的结构和工作原理及其性能参数 10） 铁氧体环行器的结构和工作原理及其性能参数 11） 了解 LTCC 器件特点及工艺过程 作业内容： 波导调配机理；渐变阻抗变换器原理与应用；微波器件的网络参数及器件特点； 微带型功率分配器的设计与实现 讨论内容： 不同器件性能设计参数表述方法 自学拓展： 微波器件在通信领域中的应用 7.天线的基础知识（6课时，支撑课程目标1，2） 7.1 天线概论 7.2 天线的电参数 7.3 典型天线介绍 7.4 天线的设计过程 目标及要求： 1） 天线的定义、性能及其作用，天线的分类及分析方法 2） 天线输入阻抗、驻波比、方向图、增益、极化、带宽 3） 单极子天线、偶极子天线、微带天线 4） 掌握利用 HFSS 仿真设计天线 作业内容： 天线性能参数；单极子天线的仿真设计 讨论内容： 天线馈电点的重要性 自学拓展： 仿真软件中参数优化的实现 8、实验（18 学时，支撑课程目标 2，3，4）实验内容：必开实验 9 学时。 序 号 实验项目名称 目的要求 学 时 分配 实验类 型 每 组 人数 必开、 选开 1 微波测量线及波导 波长的测量 熟悉微波测量线，利用测 量线测量波导波长，验证 理论计算结果 3 验证型 2 必开 2 传输线负载与状态 利用测量线观察不同负载 3 验证型 2 必开
的关系 时传输线的状态，并测量 反射系数、驻波比 3 双口网络参数的三 学会用可变短路器实现开 3 验证型 必开 点测量法 路：利用测量线测量双口 网络的散射参数 4 HFSs仿真软件使用 熟悉利用仿真软件建模、 3 仿真设 必开 训练 仿真、优化过程：设计50 计 欧姆微带传输线 5 微波部件、天线设 根据技术要求，分组设计 6 设计型 必开 计 微波部件、天线，从方案 选择、仿真建模、优化设 计、实物制作，最后实测 比较，完成项目设计 四、教学方法 1、授课方式： ā理论课（讲授核心内容、总结、按顺序提示今后内容、答疑、公布习题和课外拓展 学习等)： b.讨论课（根据布置内容安排学生进行讨论）： c.课后练习（按照理论内容进行）： d.实验环节（①根据理论课教学内容，要求学生学会根据所学微波技术基本概念进行 验证实验，并与理论分析进行比较，分析产生误差的原因：②根据技术指标，分组设 计一款微波器件或天线，从结构方案选型、材料的选择、仿真设计、电路制作、测试， 完成设计报告并口头表达汇报)： e.办公室时间（每周安排固定的办公室时间，学生无需预约，可来教师办公室就课程 内、外内容进行讨论)： f答疑（全部理论课程和实验课程完成后安排1~2次集中答疑，答疑时间不包括在课 程学时内，答疑内容包括讲授内容、习题、实验等，课程研究生助理负责作品设计制 作的答疑)： g.课堂小测验2次、期中闭卷考试、期末半开卷（允许带A4大小自己总结的课程复 习要点)。 2、课程要求： a.理论课：在理论课讲授环节中，应注意概念、工程背景讲清讲透，着力培养分析与 解决问题能力。 b.实验环节：①验证实验要求学生学会在微波测量线上完成波导波长、传输线状态分 析、传输线参数以及网络参数的测量，会应用所学知识进行实验现象分析，培养学生 独立思考和分析问题的能力，正确地读取和记录实验数据、绘制图表，培养学生良好 的实验习惯，树立实事求是和严肃认真的科学作风，根据实验数据和实验结果撰写实 验报告，具有对实验结果进行分析和解释的能力。②设计实验要求按技术指标要求分 组完成一款微波器件、天线的设计，从结构方案选型、材料的选择，到仿真设计、电 路制作、测试，最后完成设计报告并口头表达汇报，达到提高团队合作、沟通与交流 能力、现代信息技术工具使用能力的目的，设计中还要充分考虑项目管理策略以及成 本核算等非技术因素
的关系 时传输线的状态，并测量 反射系数、驻波比 3 双口网络参数的三 点测量法 学会用可变短路器实现开 路；利用测量线测量双口 网络的散射参数 3 验证型 2 必开 4 HFSS 仿真软件使用 训练 熟悉利用仿真软件建模、 仿真、优化过程；设计 50 欧姆微带传输线 3 仿真设 计 1 必开 5 微波部件、天线设 计 根据技术要求，分组设计 微波部件、天线，从方案 选择、仿真建模、优化设 计、实物制作，最后实测 比较，完成项目设计 6 设计型 3 必开 四、教学方法 1、 授课方式： a.理论课（讲授核心内容、总结、按顺序提示今后内容、答疑、公布习题和课外拓展 学习等）； b. 讨论课（根据布置内容安排学生进行讨论）； c.课后练习（按照理论内容进行）； d.实验环节（①根据理论课教学内容，要求学生学会根据所学微波技术基本概念进行 验证实验，并与理论分析进行比较，分析产生误差的原因；②根据技术指标，分组设 计一款微波器件或天线，从结构方案选型、材料的选择、仿真设计、电路制作、测试， 完成设计报告并口头表达汇报）； e.办公室时间（每周安排固定的办公室时间，学生无需预约，可来教师办公室就课程 内、外内容进行讨论）； f.答疑（全部理论课程和实验课程完成后安排 1～2 次集中答疑，答疑时间不包括在课 程学时内，答疑内容包括讲授内容、习题、实验等，课程研究生助理负责作品设计制 作的答疑）； g.课堂小测验 2 次、期中闭卷考试、期末半开卷（允许带 A4 大小自己总结的课程复 习要点）。 2、 课程要求： a.理论课：在理论课讲授环节中，应注意概念、工程背景讲清讲透，着力培养分析与 解决问题能力。 b.实验环节：①验证实验要求学生学会在微波测量线上完成波导波长、传输线状态分 析、传输线参数以及网络参数的测量，会应用所学知识进行实验现象分析，培养学生 独立思考和分析问题的能力，正确地读取和记录实验数据、绘制图表，培养学生良好 的实验习惯，树立实事求是和严肃认真的科学作风，根据实验数据和实验结果撰写实 验报告，具有对实验结果进行分析和解释的能力。②设计实验要求按技术指标要求分 组完成一款微波器件、天线的设计，从结构方案选型、材料的选择，到仿真设计、电 路制作、测试，最后完成设计报告并口头表达汇报，达到提高团队合作、沟通与交流 能力、现代信息技术工具使用能力的目的，设计中还要充分考虑项目管理策略以及成 本核算等非技术因素
五、考核及成绩评定方式 考核方式：平时作业：验证性实验：微波部件或天线设计实验：期中笔试：期末笔试。 成绩评定方式：平时作业5%：验证性实验20%：微波部件或天线设计实验25%：期中笔试 20%:期末笔试30%。 课程目标达成情况及考试成绩评定占比(%) 课程教学 支撑毕业要求 考试和评价方式成绩占比(%) 成绩比 目标 平时成绩 实验成绩 期中考试 期末考试 例(%) 教学目标1 支撑毕业要求 20 20 45 2-2 教学目标2 支撑毕业要求 25 10 35 3-2 教学目标3 支撑毕业要求 10 10 4-2 教学目标4 支撑毕业要求 10 10 5-2 合计 5 45 20 30 100 实验成绩评价标准： 评价标准 成绩比 基本要求 优秀 良好 合格 不合格 例(%) 能根据设计指 能根据设计指 基本能根据 标要求合理设 设计指标要 标要求合理设 计出微波部件 求设计出微 计出微波部件 或天线，较好 波部件或天 不能根据 或天线，充分 考虑约束条 线，能考虑大 设计指标 能在给定 考虑约束条 件：设计报告 部分约束条 要求设计 设计指标 件：设计报告 撰写较规范， 件：设计报告 出微波部 要求和约 撰写规范，内 内容较完整， 撰写尚规范， 件或天线， 束条件下 容完整，条理 教 条理清晰；报 内容基本完 约束条件 清晰：报告中 完成简单 告中对设计过 整：报告中对 考虑不充 对设计过程叙 目 微波部件 程叙述较清 设计过程叙 分：设计报 述清晰，逻辑 25 标 或天线的 晰，逻辑性较 述尚清晰；设 告撰写不 设计，完成 性强；设计参 强：设计参数、 计参数、仿真 规范或未 2 设计报告 数、仿真计算 仿真计算和实 计算和实验 提交设计 (支撑毕 和实验数据完 验数据较完整 数据基本完 报告：未完 业要求 整正确：能对 正确：对设计 整正确：对设 成设计或 3-2) 设计结果能进 结果有分析， 计结果有 不独立完 行有效分析和 总结：自己努 总结说明不 定分析，没有 成设计，有 够：自己努力 总结：自己完 抄袭现象。 力完成，没有 完成，没有抄 成，没有抄 抄袭。 袭。 袭
五、考核及成绩评定方式 考核方式：平时作业；验证性实验；微波部件或天线设计实验；期中笔试；期末笔试。 成绩评定方式：平时作业 5%；验证性实验 20%；微波部件或天线设计实验 25%；期中笔试 20%；期末笔试 30%。 课程目标达成情况及考试成绩评定占比（%） 课程教学 目标 支撑毕业要求 考试和评价方式成绩占比（%） 成绩比 平时成绩 实验成绩 期中考试 期末考试 例（%） 教学目标 1 支撑毕业要求 2-2 5 20 20 45 教学目标 2 支撑毕业要求 3-2 25 10 35 教学目标 3 支撑毕业要求 4-2 10 10 教学目标 4 支撑毕业要求 5-2 10 10 合计 5 45 20 30 100 实验成绩评价标准： 基本要求 评价标准 成绩比 优秀 良好 合格 不合格 例（%） 教 学 目 标 2 能 在给定 设计指标 要求和 约 束条件下 完成简单 微波部件 或天线 的 设计，完成 设计报告 （支撑毕 业要求 3-2） 能根据设计指 标要求合理设 计出微波部件 或天线，充分 考虑约束条 件；设计报告 撰写规范，内 容完整，条理 清晰；报告中 对设计过程叙 述清晰，逻辑 性强；设计参 数、仿真计算 和实验数据完 整正确；能对 设计结果能进 行有效分析和 总结；自己努 力完成，没有 抄袭。 能根据设计指 标要求合理设 计出微波部件 或天线，较好 考虑约束条 件；设计报告 撰写较规范， 内容较完整， 条理清晰；报 告中对设计过 程叙述 较 清 晰，逻辑性较 强；设计参数、 仿真计算和实 验数据较完整 正确；对设计 结果有分析， 总结说明不 够；自己努力 完成，没有抄 袭。 基 本 能根 据 设 计 指标 要 求 设 计出 微 波 部 件或 天 线，能考虑大 部 分 约束 条 件；设计报告 撰写尚规范， 内 容 基本 完 整；报告中对 设 计 过程 叙 述尚清晰；设 计参数、仿真 计算和实 验 数 据 基本 完 整正确；对设 计 结 果有 一 定分析，没有 总结；自己完 成 ， 没有 抄 袭。 不 能 根 据 设计指标 要求设计 出微波部 件或天线， 约束条件 考虑不充 分；设计报 告 撰写不 规 范 或 未 提 交 设 计 报告；未完 成设计或 不独立 完 成设计，有 抄袭现象。 25
基本能根据 能根据微波部 微波部件和 能根据微波部 件和天线的性 天线的性能 不能根据 件和天线的性 微波部件 能测试和研究 测试和研究 和天线的 能测试和研究 需要较合理选 需要合理选 能根据微 性能测试 需要合理选择 择测试设备、 择测试设备、 波部件和 测试设备、配 配件和实验方 配件和实验 和研究需 天线的性 要选择测 件和实验方案 案步骤：实验 方案步骤：实 能测量要 试设备、配 教 步骤：实验报 报告撰写较规 验报告撰写 件和实验 学 求选择可 告撰写规范， 范，内容较完 尚规范，内容 行的研究 整，对实验过 方案步骤： 目 内容完整，对 尚完整，对实 和实验方 实验报告 10 标 实验过程叙述 程叙述较清 验过程叙述 案，完成实 撰写不规 3 清晰，逻辑性 晰，逻辑性较 尚清晰，逻辑 验报告。 范或未提 强，实验数据 强，实验数据 性较一般，实 (支撑毕 交实验报 正确充分，对 较正确充分， 验数据基本 业要求 告：未完成 实验结果有分 对实验结果有 正确充分，对 4-2) 析，有结论： 实验或不 分析，对结论 实验结果有 自己努力完 说明不够：自 一定分析，没 独立完成 实验，有抄 成，没有抄袭。 己努力完成， 有结论：自己 袭现象。 没有抄袭。 完成，没有抄 袭。 不能使用 电磁仿真 很好掌握电磁 较好掌握电磁 基本掌握电 仿真工具的用 仿真工具的用 工具创建 磁仿真工具 微波部件 能利用电 法。能熟练创 法。能较好创 的用法。能创 或天线模 磁仿真软 建微波部件或 建微波部件或 建微波部件 型：不能设 件分析、优 天线模型：能 天线模型：能 或天线模型： 置仿真参 学 化设计简 熟练设置仿真 较好设置仿真 能设置仿真 数、准确计 目 单的微波 参数、准确计 参数、准确计 参数、准确计 算分析微 10 标 部件或天 算分析微波部 算分析微波部 算分析微波 波部件或 线（支撑毕 件或天线的性 件或天线的性 部件或天线 天线的性 业要求 能参数：能熟 能参数：能较 的性能参数： 能参数：不 5-2) 练地对微波部 好对微波部件 能对微波部 能对微波 件或天线结构 或天线结构进 件或天线结 行优化。 部件或天 进行优化。 构进行优化。 线结构进 行优化。 注：该表格中比例为实验成绩的比例
教 学 目 标 3 能根据微 波部件和 天线的性 能测量要 求选择可 行的研究 和实验方 案，完成实 验报告 。 （支撑毕 业要求 4-2） 能根据微波部 件和天线的性 能测试和研究 需要合理选择 测试设备、配 件和实验方案 步骤；实验报 告撰写规范， 内容完整，对 实验过程叙述 清晰，逻辑性 强，实验数据 正确充分，对 实验结果有分 析，有结论； 自己努力完 成，没有抄袭。 能根据微波部 件和天线的性 能测试和研究 需要较合理选 择测试设备、 配件和实验方 案步骤；实验 报告撰写较规 范，内容较完 整，对实验过 程叙述 较 清 晰，逻辑性较 强，实验数据 较正确充分， 对实验结果有 分析，对结论 说明不够；自 己努力完成， 没有抄袭。 基 本 能根 据 微 波 部件 和 天 线 的性 能 测 试 和研 究 需 要 合理 选 择测试设备、 配 件 和实 验 方案步骤；实 验报告撰 写 尚规范，内容 尚完整，对实 验 过 程叙 述 尚清晰，逻辑 性较一般，实 验数据基 本 正确充分，对 实 验 结果 有 一定分析，没 有结论；自己 完成，没有抄 袭。 不能根据 微波部件 和天线的 性能测试 和研究需 要选择测 试设备、配 件和实验 方案步骤； 实验报告 撰写不 规 范 或未提 交实验报 告；未完成 实验或不 独 立 完 成 实验，有抄 袭现象。 10 教 学 目 标 4 能利用电 磁仿真 软 件分析、优 化设计简 单 的 微 波 部件或天 线（支撑毕 业要求 5-2） 很好掌握电磁 仿真工具的用 法。能熟练创 建微波部件或 天线模型；能 熟练设置仿真 参数、准确计 算分析微波部 件或天线的性 能参数；能熟 练地对微波部 件或天线结构 进行优化。 较好掌握电磁 仿真工具的用 法。能较好创 建微波部件或 天线模型；能 较好设置仿真 参数、准确计 算分析微波部 件或天线的性 能参数；能较 好对微波部件 或天线结构进 行优化。 基 本 掌握 电 磁 仿 真工 具 的用法。能创 建 微 波部 件 或天线模型； 能 设 置仿 真 参数、准确计 算 分 析微 波 部 件 或天 线 的性能参数； 能 对 微波 部 件 或 天线 结 构进行优化。 不 能 使 用 电磁仿真 工 具 创 建 微波部件 或天线 模 型；不能设 置仿真参 数、准确计 算分析微 波部件或 天线的性 能参数；不 能 对微波 部件或天 线 结 构 进 行优化。 10 注：该表格中比例为实验成绩的比例
期中考试考核评价标准 达成情况评价标准 成绩比 基本要求 优秀≥0.9 良好≥0.7 合格≥0.6 不合格0.9 良好>0.7 合格>0.6 不合格<0.6 例(%) 掌握微波传输线 理论和阻抗匹配 技术，掌握微波 运用的原 能清楚掌 了解基本 网络理论，掌握 理和方法 握和运用 各种微波传输线 原理和方 准确、清 原理和方 法的应用 和微波部件的结 不清楚原理 晰，能完成 法，但对特 方向及分 构、传输机理和 教学 对特定微 定微波工 和方法如何 特征参数：掌握 析的手段， 应用到微波 目标 波工程问 程问题的 但对特定 天线的基本理论 工程问题的 20 题的分析， 分析还不 和简单天线的结 的微波工 并进行一 熟练，对知 程问题无 分析与比较 构和工作原理： 定的应用 识点的应 法获得准 中。 能运用理论对微 波传输线、微波 和比较说 用及比较 确的分析 不够完善。 部件和天线进行 明。 结果。 分析。（支撑毕 业要求2-2) 掌握微波传输 对原理和 对原理和 对原理和 对原理和方 线、微波部件和 方法的掌 方法的掌 方法的掌 法的掌握不 天线的设计方法 握准确、清 握较准确、 握基本准 准确、清晰， 教学 和设计过程，能 晰，能灵活 清晰，能较 确、清晰， 不能运用理 目标 针对具体指标要 运用理论 好运用理 基本能运 论给出满足 10 2 求在给定的约束 给出满足 论给出满 用理论给 指标要求的 条件下设计出微 指标要求 足指标要 出满足指 微波传输线、 波部件或天线的 的微波传 求的微波 标要求的 微波部件和 关键结构参数。 输线、微波 传输线、微 微波传输 天线设计，没
期中考试考核评价标准 基本要求 达成情况评价标准 成绩比 优秀0.9 良好0.7 合格0.6 不合格0.9 良好>0.7 合格>0.6 不合格<0.6 例（%） 教学 目标 1 掌握微波传输线 理论和阻抗匹配 技术，掌握微波 网络理论，掌握 各种微波传输线 和微波部件的结 构、传输机理和 特征参数；掌握 天线的基本理论 和简单天线的结 构和工作原理； 能运用理论对微 波传输线、微波 部件和天线进行 分析。（支撑毕 业要求 2-2） 运用的原 理和方法 准确、清 晰，能完成 对特定微 波工程问 题的分析， 并进行一 定的应用 和比较说 明。 能清楚掌 握和运用 原理和方 法，但对特 定微波工 程问题的 分析还不 熟练，对知 识点的应 用及比较 不够完善。 了解基本 原理和方 法的应用 方向及分 析的手段， 但对特定 的微波工 程问题无 法获得准 确的分析 结果。 不清楚原理 和方法如何 应用到微波 工程问题的 分析与比较 中。 20 教学 目标 2 掌 握 微 波 传 输 线、微波部件和 天线的设计方法 和设计过程，能 针对具体指标要 求在给定的约束 条件下设计出微 波部件或天线的 关键结构参数。 对原理和 方法的掌 握准确、清 晰，能灵活 运用理论 给出满足 指标要求 的 微 波 传 输线、微波 对原理和 方法的掌 握较准确、 清晰，能较 好运用理 论给出满 足指标要 求 的 微 波 传输线、微 对原理和 方法的掌 握基本准 确、清晰， 基本能运 用理论给 出满足指 标要求的 微 波 传 输 对原理和方 法的掌握不 准确、清晰， 不能运用理 论给出满足 指标要求的 微波传输线、 微波部件和 天线设计，没 10
(支撑毕业要求 部件和天 波部件和 线、微波部 有考虑各种 3-2) 线设计，并 天线设计， 件和天线 约束条件。 充分考虑 能够考虑 设计，考虑 各种约束 各种约束 部分约束 条件。 条件。 条件。 注：该表格中比例为期末考试卷各教学目标所占成绩比例。 六、教材及参考书目 教材： 1、《微波技术与天线》（第5版）刘学观/郭辉萍编，西安电子科技大学出版社，2016年7 月 2、《微波技术与天线学习指导与实验教程》（第5版），郭辉萍等编，西安电子科技大学出版 社，2016年8月 参考书： [1]廖承恩，微波技术基础，西安电子科技大学出版社，1994 [2]David M.Pozar,Microwave Engineering,Addison-Wesley Publishing Company,Inc.,1990 [3]Edward A.Wolff and Roger Kaul,Microwave Engineering and Systems Applications, Jon Wiley sons 1988 [4]李宗谦、佘京兆，高葆新，微波工程基础，清华大学出版社，2004年
（支撑毕业要求 3-2） 部 件 和 天 线设计，并 充分考虑 各种约束 条件。 波 部 件 和 天线设计， 能够考虑 各种约束 条件。 线、微波部 件 和 天 线 设计，考虑 部分约束 条件。 有考虑各种 约束条件。 注：该表格中比例为期末考试卷各教学目标所占成绩比例。 六、教材及参考书目 教材： 1、《微波技术与天线》（第 5 版）刘学观/郭辉萍编，西安电子科技大学出版社，2016 年 7 月 2、《微波技术与天线学习指导与实验教程》（第 5 版），郭辉萍等编，西安电子科技大学出版 社，2016 年 8 月 参考书： [1] 廖承恩，微波技术基础，西安电子科技大学出版社，1994 [2] David M. Pozar, Microwave Engineering, Addison-Wesley Publishing Company, Inc.,1990 [3] Edward A. Wolff and Roger Kaul, Microwave Engineering and Systems Applications, Jon Wiley & sons , 1988 [4] 李宗谦、佘京兆，高葆新，微波工程基础，清华大学出版社，2004年
