02349电磁场与微波技术基础考试大纲Word格式.docx
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矢量场的通量和散度的概念，通量线
理解：
矢量场的通量和散度的数学表达式和涵义
应用：
矢量场的通量源问题
（二）矢量场的环量和旋度（重点）
矢量场的环量和旋度的概念
矢量场的环量和旋度的数学表达式和涵义
矢量场的旋涡源问题
（三）标量场的方向导数和梯度（次重点）
标量场的方向导数和梯度度的概念
标量场的方向导数和梯度数学表达式及其关系
梯度可描述场量特性问题
（四）场量的定义和分类（一般）
场量的概念、场量的分类
场量的表示和数学描述
标量场和矢量场
第2章宏观电磁现象的基本实验定律
一、学习目的与要求
本章是静态场理论基础。
通过对本章的学习，应掌握电磁场的基本概念，掌握描述电磁场量特性的基本定律和应用。
具体地，学生务必认真学习，应掌握电磁场的基本概念，特别是电磁场基本定律。
电场散度和高斯定理，电场旋度和环路定律。
磁场散度，磁场环路定律和旋度。
法拉第电磁定律。
二、考核知识点与考核目标
（一）电荷守恒定律和电流连续性定律
电荷守恒定律和电流连续性定律涵义
电荷守恒定律和电流连续性定律的数学表达式和涵义
电荷和电流关系
（二）电场的散度和高斯定理（重点）
电场的散度和高斯定理涵义
电场的散度和高斯定理的数学表达式和涵义
电荷产生电场、电场分布规律性和高斯定理应用
（三）磁场的旋度和环路定律（重点）
磁场的旋度和安培环路定律的概念
磁场的旋度和安培环路定律的数学表达式和涵义
电流产生磁场，磁场分布和安培环路定律应用
（四）法拉第电磁感应定律（重点）
法拉第电磁感应定律的概念
法拉第电磁感应定律数学表达式及其关系
变化的磁场可产生电场
（五）电场的散度和高斯定理（次重点）
库仑电场的旋度和法拉第感应电场旋度的涵义
库仑电场的旋度和法拉第感应电场旋度的数学表达式和涵义
电场的通量源（有散场，无旋场），电场的旋涡源（有旋场，无散场）
（六）磁场的散度和高斯定律（次重点）
磁场的散度和高斯定理的涵义
磁场的散度和高斯定理的数学表达式和涵义
磁场的无通量源（无散场，有旋场）
（七）库仑定律和比奥－萨伐定律（一般）
库仑定律
电荷产生电场，电场对电荷有作用力
欧姆定律
（八）比奥－萨伐定律（一般）
比奥－萨伐定律
电流产生磁场，磁场对电流有作用力
电流产生磁场，磁场对电流有作用力求解问题
第3章静态场
本章是静态场的基本定律和基本定理。
通过对本章的学习，应掌握静电场电势（电位）的基本概念，静电场中的导体特性，静电场中的均匀电介质电特性，以及静电场的基本方程。
应掌握静磁场磁矢势（矢量位）的基本概念，静磁场中的均匀磁介质磁特性，以及恒定电场的基本方程。
应掌握静态场的边界条件。
（一）静电磁场的电势，磁矢势（重点）
静电磁场的电势，磁矢势基本概念
静电磁场的电势，磁矢势的数学表达式和涵义
电荷、电流产生静电磁场的电势，磁矢势。
（二）电位移矢量和介质中高斯定理（重点）
电位移矢量和极化强度概念
电介质中高斯定理、环路定律的数学表达和涵义
电介质中电位、电场
（三）真空和磁介质中恒定磁场基本方程（重点）
磁场强度矢量和磁化强度矢量的概念
磁介质中的磁通连续性定律和安培环路定律的数学表达式和涵义
磁介质中的磁矢位和磁场
（四）恒定电场（次重点）
恒定电场的概念
恒定电流场和恒定电场的场方程
欧姆定律和基本场方程应用
（五）静态场边界条件（次重点）
静态场边界条件概念
静态场边界条件的数学表达式和涵义
不同媒质交界面上的电磁场分布特征、原因及其应用。
（六）静态场中的双导体系统和能量（一般）
双导体系统电容和回路互感
静态场中导体、回路的电磁能量表达及涵义
静态场中导体、回路的电磁能量，焦耳定律
（七）静态场的比拟和边值问题（一般）
静态场的边值问题和唯一性定律
静态场的比拟和镜像法
静态场（静电场和恒定电场）的求解问题，镜像法求解场问题
（八）分离变量法（一般）
分离变量法的概念
分离变量法解题原理
分离变量法在求解静电场分布规律中的应用
第4章时变电磁场
本章是时变电磁场的基本定律和基本定理。
通过对本章的学习，应掌握时变电磁场的麦克斯韦方程组的微分、积分形式以及波动方程，掌握边界条件和时谐电磁场概念，掌握时变电磁场的能量和能流的基本概念和定律。
（一）麦克斯韦方程组（重点）
时变电磁场的麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组的微分、积分形式的数学表达式和物理涵义
运用麦克斯韦方程组求解时变电磁场问题
（二）时变电磁场边界条件（重点）
时变电磁场边界条件
时变电磁场边界条件的数学表达和涵义
时变电磁场边界条件求解不同媒质交界面上的电磁场问题
（三）玻印廷矢量和玻印廷定理（重点）
玻印廷矢量和玻印廷定理的概念
玻印廷矢量和玻印廷定理的数学表达式和涵义
时变电磁场的能量、能流求解问题
（四）时谐电磁场（重点）
时谐电磁场的概念
时谐电磁场数学表达和涵义
时谐电磁场的能量和能流
（五）波动方程（次重点）
波动方程
无源理想媒质中波动方程的数学表达式和涵义
波动方程。
（六）电磁波的辐射（一般）
电磁波辐射的基本概念
电流元辐射的电磁场（近区场和远区场）
天线辐射
第5章无界均匀媒质中平面电磁波的传播
本章是时变电磁场的运用－平面电磁波的传播。
通过对本章的学习，应掌握均匀平面电磁波的概念，电磁波的极化概念，无界理想介质中的平面电磁波及其传播特性。
了解无界均匀有耗媒质中的平面电磁波，向任意方向传播的均匀平面电磁波。
（一）均匀平面电磁波的概念及其在无界理想均匀介质中传播特性（重点）
均匀平面电磁波的概念，空间相位、时间相位、相移常数、波长和相速、波矢量传播参数的基本物理意义
均匀平面电磁波传播特性：
电磁场方向、传播方向、波阻抗、平均能流。
自由空间中传播的均匀平面波
（二）电磁波极化（重点）
电磁波极化的概念
电磁波线极化，左、右旋圆极化的数学表达式特征和涵义
电磁波极化的工程应用
（三）任意方向传播的均匀平面电磁波（次重点）
任意方向传播的均匀平面电磁波的概念
任意方向传播的均匀平面电磁波数学表达和涵义
（四）均匀平面电磁波在有耗均匀介质中传播特性（一般）
在无界均匀导电媒质中平面电磁波的特征，有耗均匀介质中的平面波，复介电常数基本概念
在无界均匀导电媒质中的平面电磁波传播特性：
衰减常数、传播方向、相速、复波阻抗、平均能流等。
良导体中传播的均匀平面波
第6章电磁波在分区均匀媒质中的传播
本章是均匀平面电磁波在分区均匀媒质中的传播。
通过对本章的学习，应掌握均匀平面电磁波在不同媒质交界面产生反射、折射和透射现象，不同极化的电磁波的反射、折射有区别的概念，应掌握均匀平面电磁波从一种媒质垂直入射到另一种媒质在不同媒质交界面产生反射、折射和透射现象。
应掌握均匀平面电磁波从一种均匀理想媒质垂直入射到理想导体所产生的反射、折射和透射的规律以及均匀理想媒质中波的特征。
了解均匀平面电磁波斜入射情形，了解均匀平面波在不同理想介质交界面上发生的全反射、全透射现象。
（一）均匀平面电磁波在理想介质与理想导体的交界面上的反射与折射特性（重点）
均匀平面电磁波垂直入射的概念以及电磁场方向、均匀平面电磁波传播方向的概念，驻波和纯驻波的概念
均匀平面电磁波在不同媒质的传播特性：
反射系数、折射系数、波阻抗、平均能流，理想介质中场分布特性
均匀平面电磁波从空气垂直入射到导体表面上的传播特性：
反射系数、折射系数、电磁场能量、平均能流，空气中场分布特性
（二）电磁波的反射与折射的基本定律（次重点）
电磁波在不同媒质交界面上的反射系数、折射系数的概念
垂直入射时，电磁波在不同媒质交界面上的反射系数、折射系数的数学表达式特征和涵义
垂直入射时，电磁波在两种不同理想介质交界面反射、折射规律：
反射系数、折射系数、电磁场能量、平均能流以及场分布特性。
（三）均匀平面电磁波从一种媒质斜入射到另一种媒质上的传播特性（一般）
电磁波斜入射的基本概念，垂直极化波和平行极化波不同极化的电磁波斜入射的基本涵义
均匀平面电磁波从一种媒质斜入射到另一种媒质上的传播特性：
快波，横电波、横磁波，非均匀平面波，场分布特性
均匀平面电磁波从一种理想媒质（空气）斜入射到理想导体上的传播特性：
相速、平均能流、空气中场分布特征。
第7章导行电磁波
本章是导行电磁波，通过学习，要求学生掌握导行电磁波基本概念、导波系统基本概念，以及波在规则波导中传播的一般特性。
具体掌握金属矩形波中横电波型、横磁波型传播特性。
具体掌握金属圆形波中横电波型、横磁波型的传播特性。
掌握圆波导中的三个主要波型及其应用。
掌握同轴线主模TEM的传播特性。
了解同轴线中高次模及其尺寸选择，了解波的激励和耦合概念。
了解带状线、微带线、槽线及共面波导、介质波导及光波导的结构。
（一）传输线中导行波的一般传播特性（重点）
波导中模式概念，横电磁波、横电波、横磁波概念
传输线中导行波的一般传播特性：
截止频率和介质波长、传播常数、相速、波导波长、波阻抗（模式阻抗）、平均能流
规则波导的一般传播特性
（二）矩形波导中的导行波（重点）
运用波动方程和边界条件对矩形波导中的导行波的进行求解
矩形波导中TE、TM波传播特性：
截止波数，截止波长和截止频率，模式简并，主模和高次模，单模（主模）传输，相速、相位常数、波导波长、波阻抗、群速、主模场分布（场结构）特性。
主模（TE10）传播特性和应用
（三）矩形波导主模TE10管壁电流和主模TE10传输的尺寸选择（重点）
矩形波导主模TE10管壁电流的分布特性
利用边界条件可求解矩形波导主模TE10管壁电流的概念，通过选择尺寸可实现单模（主模）传输的概念。
波导缝隙辐射的概念，单模传输（尺寸选择）和单模功率传输
（四）圆柱形波导中的导行波（次重点）
运用波动方程和边界条件对圆柱形波导中的导行波可进行求解的概念，圆波导尺寸选择
圆柱形波导中的导行波的传播特性：
截止波数，截止波长和截止频率，极化简并，主模和高次模，相速、相位常数、波导波长、波阻抗、群速
圆波导中常用的三种工作模式：
三种模式场结构，三种模式的优缺点及应用
（五）同轴传输线TEM模传输特性（次重点）
同轴传输线高次模传输，高次模截止频率、截止波长，尺寸选择抑制高次模实现主模传输
同轴传输线TEM模传输特性：
场分布特性，相速、波导波长、相位常数、能流和功率传输
同轴传输线TEM模电磁波能量、能流传输
（六）带状线、微带线、槽线及共面波导、介质波导及光波导（一般）
带状线、微带线工作模式和高次模，槽线及共面波导、介质波导及光波导概念
带状线、微带线工作模式和主模传输特性：
相速，波导波长
带状线、微带线应用
第8章传输线理论
本章是传输线基本理论，通过学习，要求学生掌握传输线或波导的基本概念、掌握双导线传输特性及场（电压波、电流波）分布规律。
掌握均匀无耗传输线的工作状态和阻抗匹配，掌握阻抗圆图和导纳圆图及应用。
了解传输线的分类及微波波段的划分。
（一）传输线传输基本理论（重点）
传输线的分类及微波划分，场分析方法、路分析方法，分布参数分析法，反射波和入射波，电压波、电流波方程及其确定。
传输线特性阻抗概念，无耗均匀传输线一般传输特性：
特性阻抗、传播常数、相速、波导波长、反射系数、驻波系数，输入阻抗和输入导纳，负载阻抗和反射系数关系，平均能流
传输线的一般传播特性的应用
（二）无损耗均匀传输线的工作状态（重点）
工作状态种类：
无反射状态、部分反射状态和全反射状态的概念
无反射状态的特性：
行波，电压波、电流波、输入阻抗和反射系数的特征。
全反射工作状态特征：
纯驻波，电压波、电流波、输入阻抗和反射系数分布特征。
其中开路线、短路线和终端接纯电抗元件的工作状态特征。
部分反射工作状态特征：
行驻波、反射系数、驻波系数、电压波、电流波方程及振幅变化特征，输入阻抗分布特征，其中终端接纯电阻工作状态的特征。
分析传输线传输特征，传输功率特征。
（三）阻抗圆图和导纳圆图（重点）
规一化阻抗概念，等反射系数圆，等电阻圆，等电抗圆，阻抗圆图和导纳圆图的概念。
阻抗圆图和导纳圆图上特殊点、特殊线和特殊面的反射系数、驻波系数和阻抗特征
应用圆图进行工程计算：
计算阻抗和导纳，反射系数和驻波系数，阻抗匹配和微波元器件设计。
（四）阻抗匹配（重点）
微波源的阻抗匹配和负载阻抗匹配概念
四分之一波长阻抗变换器的阻抗匹配原理，单只支节匹配器阻抗匹配原理，双支节匹配器阻抗匹配原理。
四分之一波长阻抗变换器、单只支节匹配器、双支节匹配器进行阻抗匹配。
（五）广义传输线理论（一般）
等效电压和等效电流、特性阻抗概念，模式矢量函数概念
矩形波导TE10模式的等效阻抗
平均功率与等效电压、等效电流和等效阻抗关系
第9章微波网络基础
本章是微波网络基础理论，通过学习，要求学生了解微波元件等效微波网络的原理，掌握微波网络的阻抗参数和导纳参数概念及特征，掌握微波网络的散射矩阵及参数涵义。
掌握二端口网络散射矩阵、传输矩阵。
了解多端口散射矩阵和传输矩阵。
（一）微波网络基本理论（重点）
微波元件等效为微波网络，阻抗矩阵，导纳矩阵及其规一化概念，散射矩阵概念。
阻抗矩阵及参数涵义，导纳矩阵及其参数涵义，散射矩阵及其参数涵义
运用阻抗矩阵、导纳矩阵和散射矩阵分析简单微波网络。
（二）二端口网络（重点）
转移矩阵的概念，网络的级联
二端口网络转移矩阵，无耗互易网络特性，运用阻抗参数、导纳参数、散射参数和转移参数分析网络外部特性。
二端口网络的级联。
运用阻抗参数、导纳参数、散射参数和转移参数分析微波元器件外部特性。
（三）微波网络的等效（重点）
等效电压、等效电流、横向电场、横向磁场
微波网络的等效的基本原理
微波元器件等效为微波网络。
（四）多端口网络分析（一般）
多端口网络的阻抗矩阵、导纳矩阵、散射矩阵和转移矩阵的概念。
多端口网络的散射矩阵和转移矩阵
运用散射参数和转移参数分析多端口网络外部特性。
第10章微波元件
本章是微波元件，通过学习，要求学生掌握基本几种电抗元件，了解矩形波导、同轴线、微带线不连续性的结构特性及其分析方法，了解几种常用终端元件结构及工作特性，了解常用的连接元件结构和工作特性。
了解衰减器与移相器结构和工作原理。
掌握常用分支元件的结构和工作特性。
了解定向耦合器结构和工作原理。
掌握微波谐振器种类和工作原理。
了解传输线的激励与耦合装置。
了解环形器和隔离器结构与工作原理。
（一）微波谐振器（重点）
矩形、圆柱形微波谐振器概念、同轴谐振腔构成及几种常用结构类型、微波谐振器的基本电参数。
谐振器谐振频率计算方法，圆柱谐振腔常用振荡模式，几种常用的同轴谐振腔谐振频率（波长）计算原理。
圆柱谐振腔、同轴谐振腔的应用
（二）分支元件：
矩形波导分支接头（重点）
矩形波导分支接头的概念：
E-T型接头，H-T型接头，波导双T接头与魔T接头。
矩形波导分支接头的工作原理和工作特性
矩形波导分支接头的简单应用。
（三）基本电抗元件（次重点）
矩形波导中的膜片的种类及其概念，矩形波导中的销钉与螺钉的概念。
矩形波导阶梯的概念，同轴线、微带线中的简单不连续性的概念。
矩形波导中的膜片的种类及其工作特性，矩形波导中的销钉与螺钉的工作特性。
矩形波导阶梯的等效电路，同轴线、微带线中的简单不连续性的等效电路。
矩形波导中的膜片，矩形波导中的销钉与螺钉在微波元器件设计中应用。
（四）终端元件和连接元件（一般）
阻抗匹配负载的概念，短路活塞概念，同轴接头和波导法兰盘概念。
阻抗匹配负载的阻抗匹配原理和连接元件的工作原理。
终端元件和连接元件在微波传输中的应用。
（五）其他微波器件（一般）
微带线三端口功率分配器，定向耦合器的种类和概念。
移相器、衰减器、环行器以及隔离器的概念。
微带线三端口功率分配器，定向耦合器，移相器、衰减器、环行器以及隔离器的工作原理（定性上理解）。
微带线三端口功率分配器，定向耦合器，移相器和衰减器以及隔离器在微波工程中应用。
（六）传输线的激励与耦合装置（一般）
传输线的激励的概念。
传输线的激励的基本形式。
传输线激励装置的结构形式和种类。
第三部分有关说明与实施要求
一、考核的能力层次表述
在大纲中提出的“识记”“理解”“应用”三个能力层次，它们的含义是：
要求考生能够对大纲中的知识点，如定义、公式、定理、性质、法则等有清晰准确的认识，并能做出正确的判断与选择。
要求考生能够对大纲中的概念、定理、公式、法则等有一定的理解，清楚它与有关知识点的联系与区别，并能做出正确的表述和解释。
要求考生对大纲中的概念、定理、公式、法则等熟悉和理解的基础上，能解决简单的计算、证明或应用问题，也可运用多个知识点，分析、计算或推导解决稍复杂的一些问题。
二、教材
《电磁场与微波工程基础》毛钧杰刘荧朱建清编著，电子工业出版社，2004年5月第1次印刷
三、自学方法指导
1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。
2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。
3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。
4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。
四、对社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。
4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡"
认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通"
的方法。
5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。
7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。
8．助学学时：
本课程共4学分，建议总课时72学时，其中助学课时分配如下：
章次
内容
学时
第1章1.1-1.2
矢量、场概念
1
第1章1.3-14
标量场梯度、矢量场散度和旋度
4
第2章2.1-2.2
电荷和电流，库仑定律及电场的基本规律
2
第2章2.3-2.4
安培定律及磁场的基本规律
第3章3.1-3.2
静电场、静磁场
第3章3.3
恒定电流场和恒定电场
第3章3.4
静态场的边界条件
第3章3.5-3.7
静态场中双导体系统和能量，静态场比拟
第3章3.8
分离变量法和镜像法
第4章4.1-4.2
位移电流与全电流定律，涡流电场与法拉第定律
第4章4.3
麦克斯韦方程组和边界条件
第4章4.4-4.5
时谐电磁场和电磁场能量和能流
第4章4.6-4.6
时变电磁场的波动性与位函数
第4章4.8
电磁波辐射
第5章5.1-5.2
无界理想介质中的平面电磁波，电磁波的极化
第5章5.3-5.4
向任意方向传播的均匀平面电磁波，无界均匀导电媒质中的平面电磁波
第6章6.1-6.2
电磁波反射与折射的基本定律
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