射频电路教学大纲

1. 开课学院:电子与信息学院

2. 学时:64学时;学分:4学分

3. 适用专业:电子信息类各专业

4. 课程的性质和任务:

本课程是电子与通信信息工程专业一门重要的专业基础课,课程的目的是

通过这门课程的学习,学生可以掌握射频技术与天线技术的基本原理,并具备

射频电路与天线的分析能力与初步的设计能力,为无线通信、光纤通信、移动

通信等课程提供技术基础。

通过这门课的学习,要求学生熟练掌握传输线理论,了解波导和谐振腔的

基本知识,掌握微波网络理论,了解各种射频电路工作原理,掌握天线的辐射

原理和天线的基本参数,了解各种线天线和面状天线的工作原理。

5. 课程内容及基本要求:

整个课程内容共分为五个部分:传输线理论、网络理论、射频无源器件、

射频有源器件和天线。

传输线理论分成传输线的纵向问题和传输线的横向问题两大部分。在纵向

问题上要求:(1)理解传输线方程,熟悉传输线特征参数和参量以及它们之间

的关系,能够分析传输线各种工作状态;(2)理解无耗传输线特解的意义,能

够处理有耗传输线,学会应用Smith 圆图。在横向问题上要求:(1)熟悉传输

线的一般传输特性和矩形波导特性;(2)熟悉圆波导特性,了解同轴线、波导

连接和波导激励和耦合;(3)熟悉开放型传输线,尤其是微带线特征。

网络理论包括网络基础和网络性质两个部分。在网络基础部分要求:(1)

理解网络思想;(2)理解网络的不连续处理;(3)熟悉网络参数Z 、Y 、A 、S

的物理意义和相互之间的关系,以及归一化网络矩阵性质。在网络性质部分需

要:(1)了解信号流程图;(2)熟悉特殊网络性质,和网络的各种工作特性参

数。

射频无源器件是指完成微波信号和功率的分配、控制和滤波等功能的装

置,进行微波能量与其他能量(如直流)的转换。这部分要求:(1)熟悉各种

基本元件特性和各种传输线谐振器特性;(2)能够分析各类定向耦合器和功分

器特性;(3)熟悉各种匹配网络特性;(4)能够根据指标设计各种类型的滤波

器。

射频有源器件是指产生、放大、变换微波信号和功率的装置,一般要将微

波能量与其他能量进行转换。需要了解微波放大器、微波固态振荡器与混频器

及微波电子控制电路的特性,能够初步设计各类有源器件。

天线是指完成电磁波的辐射和接受的装置。这部分要求:(1)理解基本辐

射单元的辐射特性,以及对称振子的辐射特性;(2)掌握天线的基本参数;(3)

了解各种常用天线的结构。

课程的重点、难点及解决办法

重点:传输线理论,网络参数矩阵及其应用,无源电路,有源电路,天线。

难点:

(1) 本课程概念抽象,学生难以建立对“场”和“分布参数”的感性认识。

(2) 本课程采用“场”、“路”结合的方法,“场”是基础,“路”是建模,学生以往的学习几乎没有这样的过程。

(3) 公式繁多,推导复杂,对数学能力要求较高。

解决办法:

(1) 展开想象化教学,并利用图形、动画等多媒体教学手段,在介绍传统的理论和原理的基础上,展示微波电路实物照片和动态仿真图像,使抽象的内容形象化和可视化,令学生更加深入地理解理论知识。

(2)在讲授课程内容的同时,展示射频器件和电路的实物,使学生近距离地直接认识这些器件和电路,让学生在认识各个器件和电路的同时,也了解了这些器件和电路在整个系统或模块中的作用,极大地提高了学生的学习兴趣。

(3)本课程设置了《射频电路天线实验》课,目的是使学生理论联系实际,一边学习理论课一边做实验,验证所学理论,并通过完成比较复杂的综合实验,加深对课本上理论和概念的理解,培养独立获取知识的自学能力、解决问题的实践技能和综合素质。

(4)把“场”、“路”结合的思想贯穿整个课程,在概念与公式的讲授中,注重原理阐述和机理分析。强调思路、方法和设计过程的介绍,借助现代电磁仿真软件和射频电路设计软件,避免复杂的数学运算。采用课堂例题讲授和课外作业相结合的方式,使学生掌握分析、设计方法。

1. 开课学院:电子与信息学院

2. 学时:64学时;学分:4学分

3. 适用专业:电子信息类各专业

4. 课程的性质和任务:

本课程是电子与通信信息工程专业一门重要的专业基础课,课程的目的是

通过这门课程的学习,学生可以掌握射频技术与天线技术的基本原理,并具备

射频电路与天线的分析能力与初步的设计能力,为无线通信、光纤通信、移动

通信等课程提供技术基础。

通过这门课的学习,要求学生熟练掌握传输线理论,了解波导和谐振腔的

基本知识,掌握微波网络理论,了解各种射频电路工作原理,掌握天线的辐射

原理和天线的基本参数,了解各种线天线和面状天线的工作原理。

5. 课程内容及基本要求:

整个课程内容共分为五个部分:传输线理论、网络理论、射频无源器件、

射频有源器件和天线。

传输线理论分成传输线的纵向问题和传输线的横向问题两大部分。在纵向

问题上要求:(1)理解传输线方程,熟悉传输线特征参数和参量以及它们之间

的关系,能够分析传输线各种工作状态;(2)理解无耗传输线特解的意义,能

够处理有耗传输线,学会应用Smith 圆图。在横向问题上要求:(1)熟悉传输

线的一般传输特性和矩形波导特性;(2)熟悉圆波导特性,了解同轴线、波导

连接和波导激励和耦合;(3)熟悉开放型传输线,尤其是微带线特征。

网络理论包括网络基础和网络性质两个部分。在网络基础部分要求:(1)

理解网络思想;(2)理解网络的不连续处理;(3)熟悉网络参数Z 、Y 、A 、S

的物理意义和相互之间的关系,以及归一化网络矩阵性质。在网络性质部分需

要:(1)了解信号流程图;(2)熟悉特殊网络性质,和网络的各种工作特性参

数。

射频无源器件是指完成微波信号和功率的分配、控制和滤波等功能的装

置,进行微波能量与其他能量(如直流)的转换。这部分要求:(1)熟悉各种

基本元件特性和各种传输线谐振器特性;(2)能够分析各类定向耦合器和功分

器特性;(3)熟悉各种匹配网络特性;(4)能够根据指标设计各种类型的滤波

器。

射频有源器件是指产生、放大、变换微波信号和功率的装置,一般要将微

波能量与其他能量进行转换。需要了解微波放大器、微波固态振荡器与混频器

及微波电子控制电路的特性,能够初步设计各类有源器件。

天线是指完成电磁波的辐射和接受的装置。这部分要求:(1)理解基本辐

射单元的辐射特性,以及对称振子的辐射特性;(2)掌握天线的基本参数;(3)

了解各种常用天线的结构。

课程的重点、难点及解决办法

重点:传输线理论,网络参数矩阵及其应用,无源电路,有源电路,天线。

难点:

(1) 本课程概念抽象,学生难以建立对“场”和“分布参数”的感性认识。

(2) 本课程采用“场”、“路”结合的方法,“场”是基础,“路”是建模,学生以往的学习几乎没有这样的过程。

(3) 公式繁多,推导复杂,对数学能力要求较高。

解决办法:

(1) 展开想象化教学,并利用图形、动画等多媒体教学手段,在介绍传统的理论和原理的基础上,展示微波电路实物照片和动态仿真图像,使抽象的内容形象化和可视化,令学生更加深入地理解理论知识。

(2)在讲授课程内容的同时,展示射频器件和电路的实物,使学生近距离地直接认识这些器件和电路,让学生在认识各个器件和电路的同时,也了解了这些器件和电路在整个系统或模块中的作用,极大地提高了学生的学习兴趣。

(3)本课程设置了《射频电路天线实验》课,目的是使学生理论联系实际,一边学习理论课一边做实验,验证所学理论,并通过完成比较复杂的综合实验,加深对课本上理论和概念的理解,培养独立获取知识的自学能力、解决问题的实践技能和综合素质。

(4)把“场”、“路”结合的思想贯穿整个课程,在概念与公式的讲授中,注重原理阐述和机理分析。强调思路、方法和设计过程的介绍,借助现代电磁仿真软件和射频电路设计软件,避免复杂的数学运算。采用课堂例题讲授和课外作业相结合的方式,使学生掌握分析、设计方法。


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