射频电路与天线教学大纲.docx
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射频电路与天线教学大纲
射频电路
课程名称：
射频电路
英文名称：
RadioFrequencyCircuits
学分：
3
课程总学时：
48
课程性质：
必修□选修
是否独立设课：
是□否
课程类别：
□基础课□专业基础课专业课
面向专业：
信息工程、电子科学与技术（物理电子学）、电子科学与技术（微电子
技术）、集成电路设计与系统集成
先修课程：
电磁场与电磁波
一、教学信息
课程的性质：
《射频电路》课程是电子与通信工程等专业的一门重要的专业课。
其任务是学习射频信号的产生、传输、变换、检测、测量技术及电磁波的辐射与接收。
《射频电路》主要讲述射频电路的内容。
课程的目的与教学基本要求：
课程的目的是通过这门课程的学习，学生可以掌握射频电路与天线的基本原理，并具备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，了解各种射频电路的工作原理，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。
考核方式：
总分数100分，平时作业考勤占总分数30%，期末闭卷考试占总分数70%。
二、教学资源
教材
[1]李绪益著，《微波技术与微波电路》，广州：
华南理工大学出版社，2007.3。
[2]褚庆昕著，《射频电路与天线》（讲义），2008。
多媒体教学资源（课程网站、课件等资料）
教学课件，教学视频，精品课程网站http:
//202.38.193.234/rf1/。
三、教学内容、要求与学时分配
按各章节列出主要内容，注明课程教学的难点和重点，对学生掌握知识的要求，以及学时的分配
1第一部分、传输线理论
（1）传输线的纵向问题-传输线理论（8学时）
主要内容：
传输线方程及其解、无耗传输线上的行波与驻波、驻波比、反射系数、不同负载时无耗传输的工作状态、圆图及其应用。
基本要求：
理解长线的概念，理解传输线方程及其解的意义，熟练掌握传播常数、特性阻抗、反射系数、驻波比的物理意义，熟练掌握无耗传输线上反射系数、驻波比、输入阻抗的特点与相互关系，掌握不同负载时无耗传输线的工作状态，掌握阻抗圆图和导纳圆图的构成，熟练应用传输线理论解决传输线问题，熟练应用圆图求解传输线问题。
重点：
无耗传输线上反射系数、驻波比、输入阻抗的意义、特点和相互关系，无耗传输线问题的求解，圆图计算。
（2）传输线的横向问题（8学时）
主要内容：
传输线横向问题与纵向问题的分解，几种常用传输线的横向问题分析方法和特征参数公式，包括矩形波导、圆波导、同轴线、带状线、微带线等。
基本要求：
了解等效电压、等效电流的意义，了解横向问题的场方程，了解纵向分量法，掌握导波系统中模式、传播常数、相位常数和传输条件，掌握导波系统截止波长、波导波长、相速度、群速度、波阻抗的概念及其特点，了解矩形波导和圆波导的模式，熟练掌握矩形波导和圆波导的截止波长和传输特性的计算，了解矩形波导TE10波的场结构、壁电流分布、单模传输条件，了解圆波导三个主要模式特点和场结构，了解同轴线的波型及同轴线的选择，了解带状线、微带线主模的横向场分布，了解分析耦合线的奇偶模法。
重点：
矩形波导和圆波导的截止波长和传输特性、矩形波导TE10波的特点。
同轴线、带状线和微带的TEM模或准TEM模。
2第二部分、传输线谐振器与谐振腔（6学时）
主要内容：
传输线谐振器，传输线谐振器的基本参数、矩形谐振腔、圆柱形谐振腔、同轴型谐振腔、微带谐振器，介质谐振腔。
基本要求：
掌握传输线谐振器的分析方法，掌握传输线谐振器的谐振条件和谐振频率与品质因子的计算，了解矩形谐振腔和圆柱形谐振腔的模式，了解矩形谐振腔TE101和圆柱形谐振腔三种主要模式的特点，了解同轴型谐振腔和微带谐振器的谐振条件，了解介质谐振腔的谐振原理。
重点：
传输线谐振器的谐振条件，矩形谐振腔和圆柱形谐振腔模式与谐振波长。
3第三部分、网络基础（6学时）
基本内容：
了解不连续性的处理方法、网络的主要参数、双端口网络的工作特性参量。
基本要求：
了解电压与电流的归一化，了解微波网络的等效原理与主要特点，掌握Z，Y，A，S、T参数的定义，了解双端口网络的主要工作特性参量。
重点：
S参数的定义。
4第四部分、无源电路（12学时）
基本内容：
基本元件（电抗元件、连接元件、分支元件、耦合元件等）、阻抗匹配器、定向耦合器、功率分配器、滤波器、微波铁氧体器件。
基本要求：
了解基本元件的作用和处理方法，掌握阻抗匹配器、定向耦合器、功率分配器、滤波器的原理，了解微波铁氧体器件的功能。
重点：
阻抗匹配、定向耦合器、功率分配器、低通和带通滤波器的结构和原理
5第五部分、有源电路（8学时）
基本内容：
振荡器、放大器、混频器、控制电路。
基本要求：
了解振荡器、放大器、混频器、控制电路的工作原理，了解这些器件的典型结构和特点。
重点：
振荡器、放大器、混频器和控制电路的工作原理。
天线
课程名称：
天线
英文名称：
Antenna
学分：
2
课程总学时：
32
课程性质：
必修□选修
是否独立设课：
是□否
课程类别：
□基础课□专业基础课专业课
面向专业：
信息工程、电子科学与技术（物理电子学）、电子科学与技术（微电子
技术）、集成电路设计与系统集成
先修课程：
电磁场与电磁波
大纲编制人：
褚庆昕谢泽明王世伟涂治红陈付昌
一、教学信息
课程的性质：
《天线》是电子与通信工程等专业的一门重要的专业基础课。
其任务是学习射频信号的产生、传输、变换、检测、测量技术及电磁波的辐射与接收。
本课程主要讲述天线的内容。
天线是通信、广播、电视、雷达、导航等无线电系统不可缺少的设备，作用是辐射和接收电磁波，本课程的内容是《射频电路与天线》课程的重要组成部分。
课程的目的与教学基本要求：
课程的目的是让学生掌握天线的原理与设计，为无线通信、移动通信、广播等课程提供技术基础。
通过本课程的学习，要求学生掌握天线辐射和接收的基本原理，掌握天线的基本电参数，了解无线通信系统中常用的线天线和面天线的构成和工作原理，并具备简单天线分析与设计能力。
考核方式：
总分数100分，平时作业考勤占总分数30%，期末闭卷考试占总分数70%。
二、教学资源
教材
[1]李绪益著，《微波技术与微波电路》，广州：
华南理工大学出版社，2007.3。
[2]褚庆昕著，《射频电路与天线》（讲义），2008。
多媒体教学资源（课程网站、课件等资料）
教学课件，教学视频，精品课程网站http:
//202.38.193.234/rf1/。
三、教学内容、要求与学时分配
1.线天线的辐射原理与基本参数（12学时）
基本内容：
电流元辐射、对偶原理、磁流元辐射、对称振子辐射、发射天线的基本参数、行波天线、引向天线、电视发射天线、移动通信天线、线天线的馈电。
基本要求：
掌握电流元的辐射场，了解对偶原理与此流元辐射，掌握对称阵子天线辐射场，掌握天线的辐射电阻、方向性图、方向性系数、增益、效率、输入阻抗的概念，了解天线的极化特性与带宽，掌握电流元和半波阵子天线的辐射电阻、方向性系数，了解行波天线、引向天线、折合阵子、单极天线、十字形旋转场天线的原理，了解平衡与不平衡变换。
重点：
电流元辐射，对称阵子天线辐射，方向性图、方向性系数、增益的概念。
2.接收天线（4学时）
基本内容和要求：
了解接收天线的互易原理，理解有效长度和有效面积。
3.天线阵（6学时）
基本内容：
方向性图相乘原理、二元天线阵、均有直线阵、自阻抗、互阻抗。
基本要求：
掌握方向性图相乘原理，掌握二元天线阵的阵因子和辐射特性，掌握均匀直线天线阵的阵因和辐射特性，理解自阻抗和互阻抗，了解地面对天线特性的影响。
4.口面天线（10学时）
基本内容：
面状天线基本理论、面元辐射、不同口径的辐射场、喇叭天线、旋转抛物面天线、卡塞格伦天线、缝隙天线、微带天线
基本要求：
了解惠更斯-菲涅尔原理，了解等效原理，了解矩形和圆形口径面辐射的特点，了解喇叭天线、旋转抛物面天线、卡塞格伦天线、缝隙天线与微带天线的结构和工作原理。
重点：
面天线基本理论和不同口径面的辐射场。
射频电路与天线实验
课程名称：
射频电路与天线实验
英文名称：
ExperimentofRadioFrequencyCircuitsandAntennas
学分：
1
课程总学时：
32实验学时：
32（其中，上机学时：
0）
课程性质：
□必修选修
是否独立设课：
是□否
课程类别：
□基础实验专业基础实验□专业领域实验
含有综合性、设计性实验：
是□否
面向专业：
信息工程、电子科学与技术（物理电子学）、电子科学与技术（微电子
技术）、集成电路设计与系统集成、电类联合班
先修课程：
电磁场与电磁波、射频电路与天线
大纲编制人：
褚庆昕王云
一、教学信息
教学的目标与任务：
通过实验教学了解射频系统的基本构成，熟悉射频与微波元器件的工作原理，掌握典型射频电路的设计、测量以及调试方法，掌握典型射频测量仪器的使用方法。
通过实验，熟练掌握传输线理论和射频电路基本理论，为开发和设计射频电路打下基础。
教学基本要求：
正确理解实验原理和实验方案，熟练使用频谱分析仪等射频测量设备，掌握传输线、功分器、耦合器、滤波器、放大器、天线等简单射频模块的指标参数测量方法。
考核方式：
预习、考勤、实验纪律、操作占30%，实验报告占70%。
选作综合实验适当加分。
二、教学资源
实验指导书与参考书
[1]褚庆昕、王云等著，《射频电路与天线实验指导书》，华南理工大学，.2007。
[2]李绪益著，《微波技术与微波电路》，广州：
华南理工大学出版社，2007.3。
多媒体教学资源（课程网站、课件等资料）
教学课件，实验报告模板，常见问题，精品课程网站http:
//202.38.193.234/rf1/。
三、实验内容与学时安排
序号
实验项目名称
时数
实验内容提要
实验方式与开出要求
实验仪器设备
1
频谱分析仪的使用
4
测量简单信号的频谱，及高次谐波
实验方式：
实物实验
开出要求：
必做
频谱分析仪、信号源
2
射频传输线
2
驻波法测量微带线上的波长，观察传输线上的驻波分布，测量驻波波腹、波节的位置和驻波比，测量反射损耗
实验方式：
实物实验
开出要求：
必做
微带传输线模块、频率合成信号源、频谱分析仪、反射测量电桥，高阻探头
3
阻抗匹配
2
对短路线，开路线及匹配负载的驻波比进行测量，对不同的阻抗进行匹配
实验方式：
实物实验
开出要求：
必做
微带传输线模块、频率合成信号源、频谱分析仪、反射测量电桥
4
功率衰减器
2
测量功率衰减器的衰减量、驻波比
实验方式：
实物实验
开出要求：
必做
频谱分析仪，衰减器模块
5
功率分配器
1
测量功率分配器的特性
实验方式：
实验方式：
实物实验
开出要求：
必做
频谱分析仪，功分器模块
6
定向耦合器
1
测量定向耦合器的特性
实验方式：
实物实验
开出要求：
必做
频谱分析仪，耦合器模块
7
射频滤波器
4
测量滤波器的频率特性，回波损耗
实验方式：
实物实验
开出要求：
必做
频谱分析仪，反射测量电桥，滤波器模块]
8
射频放大器
4
测量放大器的增益、驻波比、频率特性、动态范围，三阶、二阶互调
实验方式：
实物实验
开出要求：
必做
频谱分析仪，反射测量电桥，放大器模块
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