《天线技术》教学大纲

《天线理论与技术》教学大纲Antenna Theory and Technology第一部分大纲说明1. 课程代码：2. 课程性质：专业学位课3. 学时/学分：40/34. 课程目标：通过这门课的学习，使学生掌握天线的基础知识、常用天线的结构及分析方法。

配合相关软件的学习，最终使学生达到能够独立完成常用及新型天线的设计及改进方法。

5. 教学方式：课堂讲授、分组实验、分组专题报告与课堂讨论相结合6. 考核方式：考试7. 先修课程：电磁场与波、高频电子电路8. 本课程的学时分配表9. 教材及教学参考资料：（一）教材：宋铮，天线与电波传播，西安：西安电子科技大学出版社，2003年版（二）教学参考资料：1、John D. Kraus，天线（第三版），北京：电子工业出版社，2008年版2、Law & Kelton，Electromagnetics with Application ，北京：清华大学出版社，2001年版3、Warren L. Stutaman，天线理论与设计，北京：人民邮电出版社，2006年版4、卢万铮，天线理论与技术，西安：西安电子科技大学出版社，2004年版5、李莉，天线与电波传播，北京：科学出版社，2009年版第二部分教学内容和教学要求本课程讲授天线的基本理论和设计方法，主要内容有：天线的基本知识、常用天线的结构和分析方法、天线仿真与设计的常用软件、常用天线及新型天线的设计和改进方法。

第一章时变电磁场教学内容：1.1 麦克斯韦方程1.2 时变电磁场的边界条件1.3 波动方程与位函数1.4 位函数求解1.5 时变电磁场的唯一性定理1.6 时变电磁场的能量及功率1.7 正弦时变电磁场1.8 正弦时变电磁场中的平均能量与功率教学要求：本章是本课程的基础内容，讲授过程中注意和后续章节具体天线的分析和设计的结合。

教学建议：1.重点是麦克斯韦方程和时变电磁场的边界条件的分析方法。

2.讲授过程中注重讲授和后续章节内容的联系。

天线技术修订版教学设计一、教学目标本教学设计旨在通过以下方式帮助学生：1.理解和掌握天线技术的基本概念、原理、分类和设计方法；2.学习并了解不同天线的性能、优缺点及应用范围；3.培养学生的实际操作能力，如天线的安装、调试及对天线测量数据的分析与处理。

二、教学内容1.天线技术基础知识–天线定义、分类、基本参数和阵列基础知识。

2.天线设计和优化–天线设计流程、天线形式化方法、优化和验证方法。

3.传统天线–常见传统天线的原理、构造、特点及应用范围。

4.比较新颖的天线结构–比如与不同天线（如普通天线，光纤天线，人造鱼鳍天线，升降天线和天线嵌入式系统等）相关的设计方法的比较与分析。

5.示例分析–通过对几个实际的天线示例进行分析，学生将有机会掌握天线的设计和优化。

三、教学方法1.课堂讲授–由专业老师负责理论课讲解与知识点讲解等工作。

–通过实验现场模拟孔径天线的搭建、调整、测量和分析等操作过程的实际操作，促使学生更好地理解课程内容。

3.讨论与交流–通过课堂讨论，让同学们充分交流，激发学生的创新意识和专业性。

4.报告和文章创作–学生通过阅读、研究和实验后，根据课程的要求，撰写有关天线技术的报告和文章。

四、实验内容及步骤1.天线的搭建和调整–实验设备：孔径天线和其它通讯系统。

–实验步骤：•确定实验器材和实验工具；•搭建孔径天线和其它通讯系统；•调整天线位置和方向等参数，并进行实验测量。

2.对天线数据的统计分析–实验设备：计算机和数据分析软件。

–实验步骤：•采集天线数据；•对数据进行预处理，如去噪声、滤波等；•对数据进行统计分析，并得出标准差、相关系数等参数。

五、教学评价1.课程考试–通过期末考试来考核学生对天线技术知识的掌握程度。

–根据实验内容，学生提交实验报告并进行评分。

3.课堂表现–考核学生在课堂上的参与度和表现。

六、参考资料1.《天线理论基础》，张三丰著，清华大学出版社，2010年。

2.《天线技术及应用》，王五忠著，人民邮电出版社，2018年。

《天线与微波》课程教学大纲Antennas and microwave一、课程教学目标1、任务和地位通过对该门课程的学习，可以使学生掌握天线的基本理论和电波传播的基础知识，并在此基础上熟悉常用线天线和面天线的技术特点和使用方法，懂得各类天线的设计思想，为理论上的进一步深入学习和工程上的具体应用打下必要的基础。

任何无线电电子系统的信息传输既包含有电波能量的发射和接收,也包含有电磁波在空间的传播过程。

天线与电波传播的理论与技术研究作为无线电科学重要组成的分支学科，是具有广泛实用意义与科学意义的应用基础学科和交叉学科，其研究成果将直接影响着电磁波工程系统的整体水平。

2、知识要求①发射天线与接收天线的电参数的计算②天线与天线阵的方向图的制作③常用线天线的结构特点及其应用④常用面天线的工作原理及其应用⑤电波传播的几种形式及其特点3、能力要求①培养学生严谨的科学学风、科学方法以及抽象思维能力、创新精神②培养学生运用数学工具分析物理问题的能力③培养学生运用空间想像能力分析电磁波时空结构④培养学生对复杂性问题的综合解析能力、近似处理能力⑤培养学生对工程技术的设计能力和灵活解决实际问题的水平二、教学内容的基本要求和学时分配本课程注重实践性与新颖性，通过学习达到如下要求：1、总体要求2、具体要求第一章天线基础知识[目的要求] 掌握天线电参数的计算，掌握天线方向图的绘制，理解阻抗特性对天线的重要性，理解天线阵排列的多样性[教学内容] 基本振子的辐射；发射天线的电参数；互易定理与接收天线的电参数；对称振子；天线阵的方向性；对称振子阵的阻抗特性；无限大理想导电反射面对天线电性能的影响[重点难点] 基本振子的辐射；发射天线与接收天线的电参数的计算；对称振子；天线阵的方向图的绘制[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 8学时第二章简单线天线[目的要求] 掌握简单线天线的工作原理和设计思想，熟悉简单线天线的分类和应用[教学内容] 水平对称天线；直立天线；环形天线；引向天线与背射天线[重点难点] 水平对称天线方向性的分析、分类及其应用；直立天线的结构特点及其应用；环形天线的分类及其应用；引向天线与背射天线的基本原理及其应用[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 4学时第三章行波天线[目的要求] 掌握行波天线的工作原理和设计思想，了解行波天线的优点[教学内容] 行波单天线及菱行天线；螺旋天线[重点难点] 行波单天线电参数的计算及其应用；螺旋天线的工作原理及其电参数的计算[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 2学时第四章非频变天线[目的要求] 掌握非频变天线天线的工作原理和设计思想，了解非频变天线的优点[教学内容] 非频变天线的基本概念；平面等角螺旋天线；阿基米德螺旋天线；对数周期天线[重点难点] 平面等角螺旋天线的结构和工作原理；对数周期天线的工作原理和电参数的计算及其应用[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 2学时第五章面天线[目的要求] 掌握面天线的工作原理和设计思想，熟悉面天线的分类和应用[教学内容] 等效原理与惠更斯元的辐射；平面口径的辐射；喇叭天线；旋转抛物面天线；卡塞格伦天线；喇叭抛物面天线[重点难点] 惠更斯元的辐射；平面口径辐射的计算与方向图；喇叭天线的结构与分类；旋转抛物面天线的几何特性与工作原理[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 8学时第六章电波传播的基础知识[目的要求] 理解电波传播传输损耗的产生，熟悉无线电波频段的划分，了解电波的几种传播方式[教学内容] 概述；自由空间电波传播；电波传播的菲涅尔区[重点难点] 电波传播的传输损耗的计算；第一菲涅尔区半径的计算[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 2学时第七章地面波传播[目的要求] 了解无线电波在地球表面的传播特性[教学内容] 地球表面电特性；地面波的传播特性；地面波场强的计算；地面不均匀性对地面波传播的影响[重点难点] 波前倾斜现象[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 2学时第八章天波传播[目的要求] 了解无线电波在电离层中的传播特性[教学内容] 电离层概况；无线电波在电离层中的传播；短天波传播；中波天波传播的介绍[重点难点] 电离层的等效电参数；无线电波在电离层中的反射条件；短天波传播的传播模式与传输损耗的估算[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 2学时第九章视距传播[目的要求] 了解地球环境对于电磁波工程的影响[教学内容] 地面对视距传播的影响；对流层大气对视距传播的影响[重点难点] 光滑地面的判别准则[教学方法] 课堂教学[作业] 教材习题[课时] 2学时三、大纲说明1、考试要求与考试方法。

《天线技术》课程教学大纲课程编号：课程名称：天线课程类型：专业课学分数： 2 学时数：64 其中:实验/上机／实训学时: 无先修课程：电磁波与电磁场理论后续课程: 现代通信技术适用专业：信息与通信等理工科专业开课单位：信息工程学院一、课程性质、目的和任务本门课程遵循面向21世纪、能力为本、培养应用型人才的原则，力求做到取材精练、重点突出、概念清楚、基本理论分析简明易懂，注重对实际工程设计和实际应用的介绍，同时还增加了对近年来的新技术和新应用的介绍.各章的最后均留有习题，以方便学生学习、理解和掌握所学的内容。

二、课程建议学时分配三、课程教学内容和基本要求本门课程首先简要介绍了天线在无线通信系统中的重要作用、无线电波传播的基本知识，包括地面波传播，空间波传播，以及视距传播等，以及天线辐射与接收的基本理论和主要特性参数，然后从通信工程应用的角度出发，介绍了各种类型天线的设计及应用的有关知识和技术，这些天线包括：对称天线、折合天线、单极天线、阵列天线、引向天线、电视发射天线、移动通信基站天线、喇叭天线、抛物面天线、卡塞格伦天线、各种类型的宽频带天线、智能天线、缝隙天线和微带天线等。

同时，还介绍了天线测试技术及天线的安装与调试技术. （一）绪论（4学时：其中理论4学时）1、教学主要内容1．1 天线在无线通信系统中的作用1．2 天线的分类1．3无线电波的传播1.3。

1电波传播的基本知识1。

3。

2视距传播1.3.3空间波传播1.3。

4地面波传播1。

3.5多经传播及衰落问题2、教学基本要求理解天线在无线通信系统中的作用；了解天线的分类以及电波传播的基本知识；掌握无线电波的传播方式：视距传播空间波传播地面波传播；了解电波在传播中会遇到的常见问题：多径传播及衰落问题3、教学重点和难点重点：三种电波的传播方式难点：多径传播及衰落的概念4、思考与练习章节思考与练习1，7,9题。

（二）天线辐射与接收的基本理论及主要特性参数（4学时:其中理论4学时）1、教学主要内容2.1 天线辐射的基本原理2.1.1 电基本振子的辐射2。

《天线技术》课程教学大纲一、课程总述本课程大纲是以2016年电子信息工程专业人才培养方案为依据编制的。

二、教学时数分配三、单元教学目的、教学重难点和内容设置第一章绪论【教学目的】通过本章教学，使学生了解天线的概念，了解天线的发展与应用，特别强调天线技术在军事、工业、通讯、医学和日常生活中的应用。

【重点难点】天线概念与发展【教学内容】1.1 天线及其特点1.2 研究对象及应用1.3 天线的发展简史回顾第二章长线方程及其求解【教学目的】通过本章教学，使学生了解传输线方程及其解，掌握不同负载时的传输线的工作状态，熟练掌握传输线阻抗圆图及其应用。

【重点难点】用“路”的方法来分析微波传输线；分布参数的概念；传输线方程解的物理意义。

【教学内容】2.1 分布参数电路模型2.2 长线方程2.3 方程的解第三章传输线基本参数【教学目的】通过本章教学，使学生掌握传输常数、特性阻抗、反射系数、驻波比的物理意义。

【重点难点】传输常数、特征参数。

【教学内容】3.1 衰减常数、传输常数3.2 特性阻抗、输入阻抗3.3 反射系数、驻波比第四章传输线工作状态【教学目的】通过本章教学，使学生掌握不同负载时的传输线的工作状态。

【重点难点】沿线电压电流分布【教学内容】4.1 负载短路4.2负载开路4.3负载为纯电阻第五章阻抗匹配【教学目的】通过本章教学，使学生了解阻抗圆图，掌握阻抗匹配的几种基本方法。

【重点难点】单枝节匹配【教学内容】5.1 圆图概念5.2四分之一传输线匹配5.3单枝节匹配第六章电磁辐射理论与天线基础【教学目的】通过本章教学，使学生掌握元振子天线和对称振子天线的辐射原理、辐射场的计算及主要特性参数。

【重点难点】基本振子的辐射；发射天线与接收天线的电参数的计算；对称振子【教学内容】5.1 天线的基本概念5.2 基本振子的辐射5.3 对称振子的辐射场5.4 发射天线的基本参数5.5 接收天线理论第七章天线阵列【教学目的】通过本章教学，使学生掌握天线阵的方向性；对称振子阵的阻抗特性；无限大理想导电反射面对天线电性能的影响，了解多元天线阵辐射场的计算及方向图相乘原理、天线组阵对阻抗的影响。

1.1 1.2 绪论天线的分类一、天线的作用无线电广播,通信,遥测,遥控以及导航等无线电系统都是利用无线电波来传递信号的.而无线电波的发射和接收都通过天线来完成.因此天线设备是无线电系统中重要的组成部分.由发射机产生的高频振荡能量,经过发射天线变为电磁波能量,并向预定方向辐射,通过媒质传播到达接收天线附近.接收天线将接收到的电磁波能量变为高频振荡能量送入接收机,完成无线电波传输的全过程.可见天线设备是将高频振荡能量和电磁波能量作可逆转换的设备,是一种“换能器”。

天线设备在完成能量转换的过程中,带有方向性,即对空间不同方向的辐射或接收效果并不一致,有空间方向响应的问题其次天线设备作为一个单口元件,在输入端面上常体现为一个阻抗元件或等值阻抗元件。

与相连接的馈线或电路有阻抗匹配的问题。

天线的辐射场分布或接收来波场效应,以及与接收机,发射机最佳的贯通,就是天线工程所最关心的问题。

无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。

电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。

可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。

天线的主要作用：1/完成换能2/与源或负载进行良好的匹配3/具备足够的工作频率范围二、天线的分类天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。

对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等；等等分类。

1.3 电波的传播（Maxwell方程）几个重要的人物：麦克斯韦：1831年6月出生于英国爱丁堡。

麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。

他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。