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“電磁場與微波技術”(822)復習提綱

一、總體要求

“電磁場與微波技術”要求考生熟練掌握“電磁場與電磁波”、“微波技術基礎”和“天線原理”的基本概念、基本理論和分析方法，具備分析和解決相關問題的一定能力。

“電磁場與微波技術”由“電磁場與電磁波”、“微波技術基礎”和“天線原理”三部分構成。

“電磁場與電磁波”部分所占比例為40%(60分)。

“微波技術基礎”部分所占比例為30%(45分)。

“天線原理”部分所占比例為30%(45分)。

《電磁場與電磁波》要求學生準確、系統的掌握電磁場與電磁波的相關概念，深刻領會描述電磁場與電磁波的基本定理和定律，熟練掌握分析電磁場與電磁波問題的基本方法，了解電磁場數值方法及其專業軟件，具有熟練運用“場”的方法分析和解決問題的能力。

“微波技術基礎”要求學生系統掌握微波傳輸線理論及分析方法、各種類型的導波結構、微波網絡與微波元件的基礎知識、微波諧振腔理論，深刻領會描述微波技術的基本概念和定律，學會用“場”與“路”的方法分析、解決微波工程問題。

《天線原理》要求學生系統地掌握天線理論的基本概念、基本原理、定律和基本分析方法，以及一些典型天線的工作原理與設計思想，具有解決實際工程問題的能力以及進行創新性研究和解決復雜工程問題的能力。

“電磁場與電磁波”部分考查內容要點為：

(一)靜電場

基本要求

熟練掌握靜電場的基本概念、靜電場的基本方程、邊界條件。

掌握靜電場的計算方法、電場能量和電場力的計算，電容的求解方法。

(二)恒定電流的電場

基本要求

熟練掌握電流的分類、電流密度的定義和物理含義。

掌握電荷守恒定律、歐姆定律的微分形式、焦耳定律、恒定電流場的基本方程和邊界條件。

(三)恒定電流的磁場

基本要求

熟練掌握磁通連續性原理、安培環路定律、恒定磁場的基本方程、矢量磁位和磁場的邊界條件。

掌握電流分布已知時磁感應強度和磁場強度的計算，矢量泊松方程和磁偶極子及其產生的場，標量磁位、互感和自感、磁場能量、能量密度、磁場力的概念和求解。

(四)靜態場的解

基本要求

熟練掌握邊值問題的分類、唯一性定理，掌握鏡像法、分離變量法，了解有限差分法。

(五)時變電磁場

基本要求

熟練掌握時變電磁場的主要內容：法拉第電磁感應定律及其推廣形式;位移電流;麥克斯韋方程組;時變電磁場的邊界條件;坡印廷矢量、坡印廷定理、電磁場的能量密度和能量;正弦電磁場及其復數表示;電磁場的波動方程;時變電磁場的位函數、達朗貝爾方程、亥姆霍茲方程。

(六)平面電磁波

基本要求

應熟練掌握理想介質中、有耗媒質中平面電磁波的傳播特性和極化特性，了解電磁波的色散和群速概念。

平面電磁波向無限大平面界面的垂直入射、反射系數和透射系數;平面電磁波向多層無限大平面界面的垂直入射、等效波阻抗、在界面上不產生反射的條件;平面電磁波向無限大平面界面的斜入射、菲涅爾公式;全透射、布儒斯特角;全反射、臨界角。

“微波技術基礎”部分各章復習要點

(一)微波基本概念

1.復習內容

微波的基本概念;麥克斯韋方程組及物理意義;微波的特點與應用;

2.具體要求

**微波的概念與定義

***麥克斯韋方程組及物理意義

*微波的特點及應用

(二)傳輸線理論

1.復習內容

傳輸線方程及其解;分布參數阻抗;無耗傳輸線工作狀態分析;傳輸線的矩陣解;史密斯圓圖;阻抗匹配。

2.具體要求

***傳輸線方程的基本概念以及其解

***傳輸線的工作狀態和主要參數

**史密斯圓圖的原理與應用

***傳輸線的A矩陣定義、性質與計算

**阻抗匹配方法，單枝節匹配

(三)導波系統

1.復習內容

矩形波導;圓波導;同軸線;波導中本征模的特性。帶狀線;微帶線;耦合帶狀線和耦合微帶線;其他型式平面傳輸線。

2.具體要求

**廣義傳輸線基本理論

***矩形波導的一般解與TE10模

***矩形波導本征模理論

***圓波導的一般解與三種主要模式

**同軸線的主模與平板波導基本概念

*帶線和微帶的一般概念和特點

(四)微波元件及網絡分析

1.復習內容

傳輸散射參數;單端口網絡的阻抗特性;雙端口網絡及其特性;多端口網絡及其特性。常用微波元件;微波鐵氧體隔離器和環行器。微波不均勻性及其等效電路。

2.具體要求

***S散射參數的定義、性質和物理意義

***單端口和雙端口元件的特點和S參數分析

**無耗雙端口網絡特性

***多端口網絡的一般性質和元件分析

(五)微波諧振腔理論

1.復習內容

微波諧振腔的基本特性與參數;傳輸線諧振腔;金屬波導諧振腔

2.具體要求

***微波諧振的概念、微波諧振腔的三個參數

***矩形諧振腔的TE10p模分析與計算

“天線原理”部分考查內容為：

(一) 天線原理緒論

1) 掌握天線的基本概念與分類。

2) 了解天線發展史。

(二)天線理論基礎

1) 掌握電磁場基本方程、關于輻射問題的麥克斯韋方程的求解方法。

2) 掌握輻射場的劃分條件、電基本振子輻射場與磁基本振子輻射場的求解。

(三)天線電參數

1) 掌握天線輻射功率、輻射強度、輻射阻抗、輸入阻抗的概念。

2) 掌握方向函數和方向圖、副瓣電平、半功率波瓣寬度、天線的方向系數、增益與效率的概念與計算。

3) 掌握天線極化方式的含義與判定、接收天線電參數的概念及功率傳輸方程的含義。

4) 掌握對稱振子電流分布、輻射特性、阻抗特性的計算，以及對稱振子平衡饋電的思想與方法。

(四)天線陣

1) 掌握陣列方向圖乘積定理、均勻激勵等間距線陣方向圖的求解及輻射特性。

2) 掌握線陣、平面陣、圓陣方向圖的計算，了解邊射陣、普通端射陣、強端射陣、相控陣的定義及其輻射特性。

3) 理想地面上天線的分析方法。

4) 掌握低副瓣Chebyshev綜合方法。

(五)對稱振子陣列的阻抗和互阻抗

1) 掌握互易定理與感應電動勢方法。

2) 掌握二元、多元對稱振子陣輻射阻抗的計算，以及理想導電地面上對稱振子輻射阻抗的計算。

(六)常用天線

熟練掌握V形振子、折合振子、八木天線、矩形微帶貼片天線、寬帶行波天線、法向模螺旋天線、軸向模螺旋天線及對數周期天線的結構。

(七)面天線

1) 掌握惠更斯原理、等效原理，掌握口徑天線輻射場的求解方法;理解口面均勻分布、余弦分布的矩形口面以及口面場均勻分布的圓形口面輻射場輻射特性;掌握口徑天線的方向系數和口面利用系數計算方法。

2) 掌握拋物面天線的幾何特性，了解單反射面天線輻射場、方向系數和增益的求解方法。

二、考試形式與試卷結構

1、試題分為填空題、分析計算題、論述證明題等。試卷總分為150分。

2、考試形式為閉卷考試(可以使用不具備編程和存貯功能的計算器)。

3、考試時間為180分鐘。

三、參考書目

1. 路宏敏 趙永久 朱滿座，《電磁場與電磁波基礎(第二版)》(“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材)，科學出版社，2012。

2. 路宏敏 趙永久 徐樂 袁浩波，《電磁場與電磁波基礎 學習與考研指導(第二版)》(“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材配套教輔)，科學出版社，2016。

3. 梁昌洪，《簡明微波》(第1到4章)，高等教育出版社，2006。。

4. 李莉，《天線與電波傳播》(天線部分：第1章至第6章)，科學出版社，2009。