华中科技大学光学与电子信息学院.docx
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华中科技大学光学与电子信息学院
光学与电子信息学院集成电路工程领域、软件工程领域学位硕士研究生课程简介
课程名称：
天线原理与设计
课程代码：
182.576
课程类型：
□公共课□专业必修课█专业课程□其它：
考核方式：
考查
教学方式：
讲授
适用领域：
软件工程
适用层次：
硕士
博士
开课学期：
秋
总学时：
32
学分：
2
先修课程要求：
182.B03电磁场与电磁波
课程组教师姓名
职称
专业
年龄
学术方向
王晓川
讲师
电磁场与电磁波
31
微波技术与天线
课程负责教师教育经历及学术成就简介：
教育经历
2005年7月，毕业于华中科技大学电子科学与技术系，获得工学学士学位；
2010年7月，毕业于华中科技大学电子科学与技术系，获得工学博士学位；
2010年9月，留校任教，讲师。
学术成就
主要研究方向为微波技术与天线，该方向是“电子信息功能材料教育部重点实验室（B类）”重点建设方向。
作为主要负责人，参与的研究项目包括：
基础科研一项、北斗二代卫星导航系统预研项目一项、博士点基金项目以及企业横向合作项目等多项。
目前已在国内外重要刊物上发表文章十余篇，多篇文章被SCI、EI收录。
课程教学目标：
天线是无线电通信、广播、导航、雷达、测控、微波遥感、射电天文以及电子对抗等各种民用和军用无线电系统必不可少的设备之一。
天线与电波传播的理论与技术研究作为组成无线电科学的重要分支学科，具有广泛实用意义与科学意义，其研究成果将直接影响电磁波工程系统的整体水平。
本课程作为研究生阶段选修课，其主要任务是使学生在学习过电磁场与电磁波等基础课程后，进一步掌握天线理论的基本概念和基本分析方法、典型天线的工作原理和设计思想以及无线传播的相关概念，培养学生的分析问题和解决问题的能力，为今后从事天线理论研究与工程设计工作打下坚实的基础。
课程大纲：
（章节目录）
第一章绪论
§1.1无线应用介绍
§1.2天线的功能
§1.3天线发展概况及方向
§1.4天线的分类
第二章电波传播理论
§2.1电波传播基本理论
§2.2电波传播模式
第三章基本辐射单元与天线基本参数
§3.1麦克斯韦方程
§3.2边界条件与唯一性定理
§3.3坡印廷矢量
§3.4辐射问题中的麦克斯韦方程组的求解
§3.5矢量位与标量位
§3.6点源的概念
§3.7电基本振子的辐射
§3.8天线的基本参数
§3.9磁基本振子的辐射
§3.10对偶原理与广义麦克斯韦方程组
§3.11镜像原理
§3.12等效原理
§3.13惠更斯元与巴比涅原理
§3.14理想缝隙天线
第四章对称振子天线
§4.1对称振子天线的场求解
§4.2场区的划分
§4.3等效传输线法
§4.4感应电动势法
§4.5平衡不平衡转换
第五章天线的测试及商用设计软件
§5.1接收天线理论
§5.2互易定理
§5.3极化效率
§5.4接收天线参数
§5.5天线的测量场地
§5.6天线的测量设备
§5.7不同天线参数的测量方法
§5.8商用天线设计软件
第六章阵列天线
§6.1二元阵及方向性相乘原理
§6.2均匀直线阵
第七章典型线天线
§7.1水平同相天线
§7.2八木天线
§7.3基站天线
§7.4单极子天线
§7.5螺旋天线
§7.6四臂螺旋天线
§7.7背射天线
第八章行波天线与非频变天线
§8.1行波天线基本概念与理论
§8.2行波长导线天线
§8.3菱形天线
§8.4非频变天线基本概念与理论
§8.5平面等角螺旋天线
§8.6阿基米德螺旋天线
§8.7对数周期天线
第九章微带天线
§9.1微带天线的分类
§9.2微带天线辐射机理
§9.3线极化微带天线设计
§9.4微带天线小型化技术
§9.5微带天线宽带与多频带技术
§9.6微带天线圆极化技术
§9.7圆极化微带天线设计
第十章缝隙天线与介质谐振器天线
§10.1缝隙天线的物理模型
§10.2平板缝隙天线
§10.3波导缝隙天线阵
§10.4介质谐振器天线
第十一章喇叭天线
§11.1喇叭天线的分类与最优喇叭尺寸
§11.2矩形喇叭
§11.3圆锥喇叭
§11.4加脊喇叭
§11.5波纹喇叭
第十二章反射面天线与透镜天线
§12.1平面反射器天线
§12.2直角反射器天线
§12.3抛物面反射器天线
§12.4球面反射器天线
§12.5卡塞格伦天线
§12.4透镜天线
第十三章特殊功能天线
§13.1可重构天线
§13.2单脉冲天线
§13.3智能天线
§13.4相控阵天线
§13.5合成孔径雷达
第十四章典型天线设计实例
教材：
《天线与电波传播理论》闻映红清华大学出版社
主要参考书：
（1）《天线理论－分析与设计》，C.A.巴拉尼斯，钟顺时等译，电子工业出版社
（2）《天线与电波传播》，宋铮等，西安电子科技大学出版社
（3）《天线与电波传播》，王增和，机械工业出版社
（4）《天线与电波》，周朝栋，西安电子科技大学出版社
（5）《天线原理》，魏文元等编国防工业出版社
（6）《天线原理》，王朴中等编清华大学出版社
（7）《天线原理与设计》，康行健编国防工业出版社
（8）《天线原理与设计》，谢处方、邱文杰，西安电子科技大学出版社
研究生课程简介
课程名称：
AntennaTheoryandDesign
课程代码：
182.576
课程类型：
█ElectiveCourseforMasterDegreeStudents
考核方式：
Check
教学方式：
Lecturing
适用领域：
InformationMaterialsandComponentsofElectronics
开课学期：
Fall
总学时：
32
学分：
2
先修课程要求：
182.B03ElectromagneticFields&ElectromagneticWaves
课程组教师姓名
职称
专业
年龄
学术方向
XiaochuanWang
Lecturer
ElectromagneticFields&ElectromagneticWaves
30
MicrowaveTechniqueandAntenna
CourseTeamTeacherEducationExperienceandAcademicQualification：
EducationExperience:
Jul,2005GraduatedfromHuazhongUniversityofScienceandTechnology,DepartmentofElectronicScience&Technology,MasterDegree
Jul,2010GraduatedfromHuazhongUniversityofScienceandTechnology,DepartmentofElectronicScience&Technology,PhDDegree
Sep,2010asaLecturer
AcademicQualification：
ThemainresearchfieldisMicrowaveTechniqueandAntenna,whichisakeyconstructiondirectionofthe"KeyLabofFunctionalMaterialsforElectronicInformation（B）.MOE".Asaprincipal,participatesinresearchprojectsuchasbasicresearch,pre-researchprogramofsecondgenerationofBeidousatellitenavigationsystem,doctoralprogramoftheMinistryofEducationaswellashorizontalcooperationitemsamongenterprises,etc.Uptonow,haspublishedmorethantenpapersatimportantjournalsathomeandabroad,andmostincludedbySCI&EI.
Teachinggoal:
Antennaisoneoftheindispensableequipmentusedinallkindsofcivilandmilitaryradiosystemssuchasradiocommunication,broadcasting,navigation,radarsystem,measurementandcontrol,microwaveremotesensing,radioastronomy,andelectronicwarfare.Researchoftheoryandtechnologyofantennaandradiopropagationasanimportantbranchofradioscience,isanappliedbasicdisciplineandinterdisciplinarywithExtensivepracticalsignificanceandscientificsignificance,andtheresearchresultswillhaveadirectimpactontheoveralllevelofelectromagneticengineeringsystem.
Asapostgraduateelectivecourse,themaintaskofthecourseistomakestudentsfurthergraspthebasicconceptsofantennatheory,thebasicanalysismethods,theworkingprinciplesandthedesignideasoftypicalantennasandrelatedconceptsofradiopropagation,aftertheystudythefoundationcoursessuchas《electromagneticfieldandelectromagneticwave》.Thiscoursecanalsohelpstudentcultivatetheirabilitiestoanalyzeandsolveproblems,andlayasolidfoundationforthattheyengageintheoreticalresearchandengineeringdesignofantennainthefuture.
Courseoutline:
Chapter1Introduction
§1.1Introductionofantennaapplications
§1.2Functionofantenna
§1.3Developmentsituationanddirectionofantenna
§1.4Classificationofantenna
Chapter2Theoryofradiopropagation
§2.1Basictheoryofradiopropagation
§2.2Modesofradiopropagation
Chapter3Basicradiationunitandantennaparameters
§3.1Maxwell'sequations
§3.2Boundaryconditionsandtheuniquenesstheorem
§3.3Poyntingvector
§3.4Solutionofmaxwell'sequationsintheradiationproblems
§3.5Vectorpotentialandscalarpotential
§3.6Conceptofpointsource
§3.7Radiationofbasicelectricdipole
§3.8Basicparametersofantenna
§3.9Radiationofbasicmagneticdipole
§3.10Dualityprincipleandgeneralizedmaxwell'sequations
§3.11Imagetheory
§3.12Equivalenceprinciple
§3.13Huygenselementand
§3.14Idealslotantenna
Chapter4dipoleantenna
§4.1Fieldsolverofdipoleantenna
§4.2Divisionoffieldregion
§4.3Methodofequivalenttransmissionline
§4.4Methodofinductionelectromotiveforce
§4.5Transformationbetweenbalanceandimbalance
Chapter5Testofantennaandcommercialdesignsoftware
§5.1Theoryofreceivingantenna
§5.2Reciprocitytheorem
§5.3Efficiencyofpolarization
§5.4Parametersofreceivingantenna
§5.5Measuringsitesofantenna
§5.6Measuringequipmentsofantenna
§5.7Measuringmethodsofdifferentparametersofantenna
§5.8Commercialsoftwareofantennadesign
Chapter6Arrayantenna
§6.1Binaryarrayanddirectionalmultiplicationprinciple
§6.2Uniformlineararray
Chapter7Typicalwireantenna
§7.1Co-phasedhorizontalantenna
§7.2Yagiantenna
§7.3Basestationantenna
§7.4Monopoleantenna
§7.5Helixantenna
§7.6Quadrifilarhelixantenna
§7.7Backfireantenna
Chapter8Travelingwaveantennaandfrequencyindependentantenna
§8.1Basicconceptandtheoryoftravelingwaveantenna
§8.2Travelingwavelongwireantenna
§8.3Rhombicantenna
§8.4Basicconceptandtheoryoffrequencyindependentantenna
§8.5Planarequiangularspiralantenna
§8.6Archimedeanspiralantenna
§8.7Log-periodicantenna
Chapter9Microstripantenna
§9.1Classificationofmicrostripantenna
§9.2Radiationmechanismofmicrostripantenna
§9.3Designoflinearlypolarizedmicrostripantenna
§9.4Miniaturizationtechnologiesofmicrostripantenna
§9.5Broadbandandmultibandtechnologiesofmicrostripantenna
§9.6Circularpolarizationtechnologyofmicrostripantenna
§9.7Designofcircularpolarizationmicrostripantenna
Chapter10Slotantennaanddielectricresonatorantenna
§10.1Physicalmodeofslotantenna
§10.2Tabletslotantenna
§10.3Waveguideslotantennaarray
§10.4Dielectricresonatorantenna
Chapter11Hornantenna
§11.1Classificationofhornantennaandtheoptimalspeakersize
§11.2Rectangularhorn
§11.3Conicalhorn
§11.4Clipridgehorn
§11.5Corrugatedhorn
Chapter12Reflectorantennaandlensantenna
§12.1Planarreflectorantenna
§12.2Rectangularreflectorantenna
§12.3Paraboloidreflectorantenna
§12.4Sphericalreflectorantenna
§12.5Cassegrainantenna
§12.6Lensantenna
Chapter13Specialfunctionantenna
§13.1Reconfigurableantenna
§13.2Monopulseantenna
§13.3Smartantenna
§13.4Phasedarrayantenna
§13.5
Chapter14Typicalexamplesofantennadesign
Textbook:
《AntennaandTheoryofRadioPropagation》WenYinghongTsinghuaUniversityPress
Mainreferencebooks:
（1）《Antennatheory—analysisanddesign》,C.A.BalaNice,ZhongShunshietcTranslated,ElectronicIndustryPress.
（2）《Antennaandradiopropagation》,SongZhengetc,XidianUniversityPress.
（3）《Antennaandradiopropagation》,WangZenghe,.
（4）《Antennaandradiowave》,ZhouChaodong,XidianPress.
（5）《》,WeiWenyuanetcedit,NationalDefenseIndustryPress.
（6）《》,WangPuzhongetcedit,TsinghuaUniversityPress.
（7）《theoryanddesignofantenna》,KangXingjianedit,NationalDefenseIndustryPress.
（8）《theoryanddesignofantenna》,XieChufang,QiuWenjie,XidianUniversityPress.
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