swj微波技术及天线课程设计
《微波技术与天线》课程标准word资料17页
《微波技术与天线》课程教学标准目录一、课程名称二、适用专业三、必备基础知识四、课程的地位和作用五、主要教学内容描述六、重点和难点七、内容及要求模块一：电磁场理论基础1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块二：微波技术1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块三：天线技术1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法模块四：电波传播1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法八、说明1、建议使用教材和参考资料2、模块学时分配3、考核方法及手段4、注意事项5、其他说明一、课程名称：微波技术与天线二、适用专业：通信技术、通信网络与设备、移动通信技术、电子信息工程技术等通信工程系各专业。
三、必备基础知识1．应当学习的课程（1）高等数学知识（2）普通物理知识（3）电路分析基础（4）低频电子线路（5）高频电子线路（6）数字电子线路2．应当掌握的基本知识（1）微积分知识（2）矢量代数知识（3）极坐标与球坐标知识（4）场与场论知识（5）电磁波的相关知识（6）麦克方程组知识3．应当具有的技能（1）电路安装与调试技能（2）通信设备的使用技能（3）通信网络的安装与调试技能（4）电路的安装与调试技能四、课程的地位和作用1、课程的地位《微波技术与天线》是通信工程系通信技术、通信网络与设备、移动通信技术、电子信息工程技术等各专业的一门专业方向课程。
2、课程的作用《微波技术与天线》是通信技术专业的主要专业基础课之一，是现代通信工程技术人员必备的知识。
微波技术、天线技术与电波传播是无线通信系统的三个重要环节。
本课程的任务是理解麦克斯韦方程组，了解电磁波的形成、分类与极化；了解天线在无线通信系统中作用以及天线的分类；熟悉天线辐射的基本原理；熟悉发射天线与接收天线的主要特性参数；熟悉对称天线、折合天线、引向天线、电视发射天线、移动通信基站天线等线天线的结构、特点、工作原理与安装调试方法；熟悉螺旋天线、对数周期天线等宽频带天线的结构、特点、工作原理与安装调试方法；熟悉天线阵的原理、分类以及辐射特性；熟悉缝隙天线与微带天线的结构、主要特点、辐射原理与方向特性；熟悉喇叭天线、抛物面天线、卡塞格伦天线等面天线的结构、主要特点、辐射原理与方向特性；熟悉各种天线的安装、调试与测试技术；熟悉地波传播、天波传播与视距传播等电波传播知识；熟悉均匀传输线、波导、微波集成传输线、微波网络与微波元器件等微波技术知识。
微波技术与天线修订版课程设计
微波技术与天线修订版课程设计1. 课程背景微波技术是电子工程中的一个重要分支，它是指在射频电子技术范畴内，频率高于1 GHz的一种技术及其相关领域。
微波技术广泛应用于军事、通讯、无线电测量、雷达、电子束加速器等领域中，是现代科技领域中的一项重要技术。
本课程主要介绍微波技术中的天线部分，在传媒系统的中起到一个十分重要的角色，是本课程非常重要的一部分。
2. 课程目标本课程的主要目的是让学生们掌握微波技术中天线的基本原理、设计方法以及相关领域的知识。
在学习过程中，学生将会了解以下几个方面：•掌握微波技术的基本概念和相关理论基础；•学会天线的基本原理和相关知识；•熟练掌握天线的设计方法和相关工具的使用；•了解天线在实际应用中的一些典型案例，例如卫星通讯等。
3. 课程内容本课程包括以下主要内容：1.微波技术基础–微波技术概述–微波传输线–微波网络分析–微波谐振器2.微波天线基础–天线基础知识–天线的波束及辐射方向图–天线参数和性能–天线阵列和激励方式–天线模型和仿真3.微波天线设计–天线的制备方法–天线的优化设计–计算机辅助设计4.微波天线应用–微波天线在卫星通信中的应用–微波天线在雷达系统中的应用–微波天线在无线电测量中的应用–其他微波天线的应用4. 课程教学方法本课程教学应以理论与实践相结合为原则，主要教学方法包括：•课堂讲授 - 主要通过教师的讲授，让学生系统性地掌握本课程的知识点；•实验操作 - 通过实验操作，让学生深入理解微波技术与天线的原理和设计方法；•计算机辅助设计 - 通过软件模拟和仿真，提高学生的设计能力；•群体讨论 - 通过群体讨论和交流，激发学生的学习兴趣和思考能力。
5. 课程评估方法本课程的评估方法主要采用以下方式：•课堂测试•作业评定•群体讨论报告•设计项目报告6. 总结本课程主要介绍了微波技术中的天线设计相关内容。
通过学习，学生可以深入了解微波技术和天线的基本概念和原理，熟练掌握天线设计的方法和工具的使用，并了解天线在实际应用中的典型案例。
微波技术与天线第四版教学设计
微波技术与天线第四版教学设计一、教学目的本教学设计旨在让学生通过学习微波技术和天线的相关知识，掌握基本的微波射频系统分析和设计方法，了解天线的原理、设计和分析方法，培养学生对微波通信系统和天线应用技术的理解和运用能力。
二、教学内容1.微波技术：微波频段的信号和传输线特性、微波射频器件和电路、微波混频器和放大器、微波功率放大器和高频噪声等。
2.天线设计：天线的基本原理、天线参数和性能、各种天线的结构和特点、天线阵列的设计和优化、微带天线设计和应用、天线的电磁辐射和受辐射场。
3.微波通信系统：微波信号传输的基本原理、微波信号传输基本系统、光纤通信及其应用、卫星通信和无线通信等。
三、教学方法本教学通过理论讲解和实践操作相结合的方式进行，教学方法如下：1.讲授微波技术和天线设计的基本理论知识，包括微波频段的信号和传输线特性、微波射频器件和电路、天线的基本原理、天线参数和性能、各种天线的结构和特点等。
2.实验操作：利用实验室设备进行实际操作，包括对不同类型的天线进行测试、对微波信号传输系统进行分析和设计等，让学生能够亲身体验和掌握微波技术和天线设计的实际应用。
3.课题研究：在课程的最后一个阶段，学生将分成若干小组，开展自己的微波技术和天线设计课题研究，探索新的应用领域和解决实际问题，同时加强团队合作和实际应用能力。
四、考核方式本教学设计的考核方式主要包括两个方面：1.日常考核：包括平时作业、实验报告和课堂测试等，主要测试学生对微波技术和天线设计基本理论知识的掌握程度。
2.课题研究：根据学生完成的课题研究成果进行评估，主要评估学生的创新能力、团队合作能力和实际应用能力。
五、参考教材1.《微波技术与天线第四版》金良忠著电子工业出版社2.《微波射频技术》谷铭鸣著机械工业出版社3.《微波通信技术》蒋兴中著人民邮电出版社六、教学进度安排教学内容学时微波技术基础10微波射频器件和电路10教学内容学时微波混频器和放大器8微波功率放大器和高频噪声8天线的基本原理和参数10天线的结构和特点10天线阵列的设计和优化8微带天线的设计和应用8微波信号传输基本原理8光纤通信及其应用8卫星通信和无线通信8课题研究10七、教学反馈根据课程教学情况和学生反馈，适时进行调整和改进教学内容和教学方法，保证教学质量和教学效果。
微波技术与天线说课
《微波技术与天线》说稿1．课程的定位与目标1.1 课程定位《微波技术与天线》是通信技术专业的一门专业基础课。
通过本课程学习主要是使学生掌握微波技术及天线的基本理论和基本分析方法，为今后从事微波通信工程设计、通信天线制造以及测试、微波通信设备的研发制造与运行维护等工作打下了基础。
本课程以《电磁场与电磁波》、《高频技术》、《电路理论》、《电子测量》等课程为基础。
同时又是后续课程《移动通信》、《无线通信》以及《光纤通信》的专业基础课程。
1.2 课程目标《微波技术与天线》课程主要实现以下主要目标，即知识目标、技能目标和素质目标三方面。
掌握微波基本理论知识及分析方法；通信天线的基本理论；为后续课程奠定理论基础；掌握常用天线制作原理、测试方法；学会使用HFSS仿真软件对天线进行仿真设计和测试；掌握Network Stumbler信号检测软件检测无线信号。
具备良好的心理素质、语言表达能力。
2.课程设计理念与思路2.1课程基本理念以服务为宗旨，以就业为导向，以学生为主体，突出课程的职业性、实践性和开放性，紧跟微波天线产业需求、牢牢贴近一线服务，专业融入产业、规划服从岗位、教学贴近生产。
为学生以后从事微波通信相关领域工作打下基础。
2.2课程设计思路以培养学生分析问题、解决问题、强化学生实践动手能力为目的。
以微波通信、通信天线制造等领域的实际需求为依据。
以学生就业为导向。
遵循高职学生认知规律。
采用任务驱动方式教学，在教学过程中采用“教、学、做”一体化课程教学模式。
3．学生基础和智能特点分析《微波技术与天线》课程在大二第二学期开设，处于本阶段的学生具有以下特点：学生具备了学习《微波技术与天线》的专业基础知识，但更注重实际应用能力的提高。
学生对一些新知识、新理论以及与就业相关的应用技能兴趣浓厚。
4．课程内容的选取和教学组织安排。
目前，还市场上没有一本针对高职高专的微波与天线的相关教材。
本门课采用的是西安电子科技大学，刘学观主编的《微波技术与天线》，这本教材属于本科教材。
《微波技术与天线》课程教学大纲
本门课程的目的是要求学生通过教学与实验，了解微波技术与天线发展的最新技术与现状，初步掌握微波技术与天线的基本知识，基本理论和基本方法，培养学生综合应用的能力。
要求掌握传输线理论、规则金属波导理论、微波网络理论、天线的辐射与接受的基本理论。
在教学环节中，重点讲授微波与天线的基本理论，同时简要介绍微波技术与天线在主要系统中的应用，力求基本理论讲解与工程实践并重。
三、先修课程高等数学、电路分析、电磁场与电磁波。
四、课程教学重、难点教学重点：传输线理论、规则金属波导理论、微波网络理论、天线的辐射与接收的基本理论；教学难点：天线方向图函数、主瓣宽度、副瓣电平、天线极化特性、天线效率及辐射电阻、天线方向系数与增益、输入阻抗、天线有效长度等天线特性电参数的定义等天线相关应用基础。
五、课程教学方法与教学手段课堂教学为主，计算机仿真与实验为辅。
六、课程教学内容第一章绪论（2学时）1. 教学内容（1）微波及其传输的特点；（2）微波研究的主要内容；（3）微波的发展及应用；（4）微波传输的分析方法。
2. 重、难点提示（1）重点是微波传输的分析方法。
第二章均匀传输线理论（7学时）1. 教学内容（1）均匀传输线方程的建立及其求解；（2）传输线的特征参量与状态参量；（3）无耗传输线的状态分析；（4）阻抗匹配；（5）阻抗圆图及其应用。
2. 重、难点提示（1）重点是传输线方程的建立及其正弦波解，输入阻抗、反射系数、驻波比、行波系数的计算及其各参数之间的关系，短路线、开路线电压电流及阻抗的分布特点，λ/4阻抗变换器法，利用阻抗圆图计算阻抗和导纳；（2）难点是传输线方程的建立，驻波比的理解，行驻波状态电压、电流及阻抗的分布特点，λ/4传输线阻抗匹配计算，理解三族圆的基本特征。
第三章规则金属波导（7学时）1. 教学内容（1）导波原理；（2）矩形波导；（3）圆形波导；（4）金属谐振腔。
2. 重、难点提示（1）重点是导行电磁波的传播模式及其传播特性，矩形波导传输条件及传输特性，圆形波导的传播参数及特点，矩形谐振腔基本参数的计算；（2）难点是纵向场分析方法，纵向场求解矩形波导中的场量表达式，圆形波导TE波和TM波的表达式。
微波技术与天线教学设计
微波技术与天线教学设计前言微波技术是现代通信领域不可或缺的一部分，尤其是在移动通信和卫星通信方面得到了广泛应用。
在天线领域，微波技术也是一种基本而必要的技术手段。
因此，在高等院校中，微波技术和天线教学也会被纳入到相关专业的课程中，培养学生掌握相关的理论和应用能力。
在本文中，我们将探讨微波技术和天线教学的设计。
微波技术教学课程设置微波技术的课程应该包括微波技术的基础理论以及实际应用的研究。
课程内容可以按照以下几个方面进行设置：1.微波基础理论：介电常数、磁导率、电磁波方程、传输线理论、反射和透射、耦合、驻波等等。
2.微波被动元件：传输线、变压器和耦合器、滤波器、功分器、混频器、放大器等等。
3.微波有源元件：稳态和非稳态放大器、振荡器、混频器、雷达等等。
在教学过程中，应该注重理论与实践相结合，让学生通过实验活动来深入了解微波技术的工作原理和应用。
实验设计1.微波滤波器的实验设计。
在这个实验中，学生需要实际制作一种微波滤波器并测试其性能。
他们需要设计滤波器的传输线、传输线不同长度处的耦合电容和耦合电感，并在实验中评估其效果。
2.微波混频器实验设计。
在这个实验中，学生需要实际制作一个微波混频器并测试其性能。
学生需要设计载波信号和调制信号的传输线，以便在混频器中进行混频。
他们需要评估混频器的转换效率并优化混频器的设计。
3.微波振荡器实验设计。
在这个实验中，学生需要实际制作一个微波振荡器并测试其性能。
学生需要设计一个反馈回路，使得微波振荡器可以稳定地振荡。
他们需要评估振荡器的稳定性并优化振荡器的设计。
天线教学课程设置天线技术是无线通信中的重要部分。
它主要包括天线的性能、设计和测试等方面。
在天线教学中，可以设置以下课程：1.天线基础理论：辐射场、谐振、波束方向、增益、波束宽度和方向图等基础概念。
2.天线类型：线性和非线性极性、小型天线、微带天线、角环几何天线、共面天线阵列等等。
3.天线设计和测试：天线的设计和优化技术、天线测量和测试、天线的实际应用等等。
《微波技术与天线》实验的信息化教学设计
《微波技术与天线》实验的信息化教学设计信息化教学设计:《微波技术与天线》实验一、教学目标1.了解微波技术和天线的基本概念和原理。
2.掌握微波技术和天线的实验操作技能。
3.培养学生的实际动手能力和团队合作精神。
4.提高学生的信息获取与处理能力。
二、教学内容1.微波技术实验部分：(1)微波传输线实验(2)微波功分器实验(3)微波场分布实验2.天线实验部分：(1)天线基础实验(2)天线指向性实验(3)天线辐射效率实验三、教学过程1.预习：学生在上课前通过网络学习相关的理论知识和实验操作步骤，并预习实验的数据处理方法。
2.实验操作：(1)学生分组进行实验，每个小组配备一台计算机和实验仪器。
(2)实验前，学生根据教师指导和已学知识，独立完成实验仪器的搭建和调试，并记录实验参数。
(3)学生按照实验指导书的要求，依次进行实验操作，注意实验过程中的安全事项和数据记录。
(4)如果出现实验中的问题，学生可以通过网络或实验室的监控系统向教师寻求帮助。
3.数据处理与分析：(1)学生将实验数据导入计算机，运用相应的软件进行数据处理与分析，绘制实验曲线和计算实验结果。
(2)学生根据实验要求，撰写实验报告，将实验结果进行整理和分析，并对实验中存在的问题进行讨论和解答。
4.实验讨论与总结：(1)教师组织学生进行实验讨论，了解学生对实验结果的理解和感想，并引导学生针对实验问题探讨解决方案。
(2)学生在小组内进行总结，撰写实验心得体会和团队合作反思，整理出一份小组实验报告。
四、教学评价1.实验操作评价：(1)学生的仪器搭建和调试能力。
(2)学生的仪器操作规范和实验数据记录准确性。
(3)学生在实验过程中的安全意识和团队合作精神。
2.数据处理和实验报告评价：(1)学生对实验数据的处理和分析能力。
(2)学生对实验结果的理解和合理解释能力。
(3)学生实验报告的内容完整性和结构合理性。
3.学生讨论和总结评价：(1)学生在讨论中的积极参与程度和问题解决能力。
微波技术与天线课程设计
《微波技术与天线》课程设计一．目的：1.学习掌握MATLAB的使用和熟悉软件环境;2.利用MATLAB软件，实现32元线阵的方向图。
二．原理：写程序并用MATLAB进行仿真三．内容：利用MATLAB完成一个32元线阵的方向图，计算单元间距为λ/2，要求画出从-60°到60°扫描（间隔每5°）的方向图，并分析方向图随扫描角度的变化规律。
四．程序及仿真：1.32元线阵的方向图：程序为：%32阵元均匀线阵方向图，来波方向为0度clc;clear all;close all;imag=sqrt(-1);element_num=32;%阵元数为32d_lamda=-1/2;%阵元间距d与波长lamda的关系theta=linspace(-pi/2,pi/2,200);theta0=0;%来波方向w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]'); forj=1:length(theta)a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]'); p(j)=w'*a; endfigure;plot(theta,abs(p)),grid onxlabel('theta/radian')ylabel('amplitude')title('32阵元均匀线阵方向图')32元线阵的方向图如下：-2-1.5-1-0.500.51 1.5205101520253035theta/radian a m p l i t u d e2.从-60°到60°扫描（间隔每5°）的方向图：程序：%32阵元均匀线阵方向图，来波方向为0度clc;clear all ;close all ;imag=sqrt(-1);element_num=32;%阵元数为32d_lamda=-1/2;%阵元间距d 与波长lamda 的关系theta=linspace(-60,60,25);theta0=0;%来波方向w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]'); for j=1:length(theta)a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]'); p(j)=w'*a;endfigure;plot(theta,abs(p)),grid onxlabel('theta/radian')ylabel('amplitude')title('32阵元均匀线阵方向图')-60-40-20020406005101520253035theta/radian a m p l i t u d e结论：扫描角度越接近于0，分辨率越高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微波技术与天线
课程设计
题目：Novel Modified UWB Planar Monopole Antennab With Variable Frequency Band-Notch Function
专业： 2008级通信二班
作者1： 2班，200840603040，胡丹
作者2： 2班，200840603046，刘瑶瑶
作者3： 2班，200840603051，孙文静
作者4： 2班，200840603053，唐晓丽
指导教师：宗卫华
自动化工程学院
2011年6 月13 日
1、天线结构及性能
图1中显示了被推荐的宽频带的单极天线的构造，它由一个简单的天线矩形贴片、带有两个插槽的有缺口地平面和H-shaped导体面组成。
被推荐的天线是建造在厚度为1.0毫米、相对介电常数为4.4的FR4基板上。
微带线的宽度馈线是固定的1.86mm以获得50欧的特性阻抗。
在基片的正面，印刷着一个大小是10*13.5mm矩形贴片，此矩形贴片到底面6mm长度的有槽基地的距离是2mm。
关于地面结构(DGS)，地平面槽的设置提供额外的电流路径。
另外这种结构改变了输入阻抗的电感及电容，从而改变带宽。
通过改变插槽的形状和尺寸，应用于微带线的DGS引起了谐振频率可控的结构传输的共振特性。
因此，通过在地面层插入两个插槽，然后慢慢改变它的参数（WS、LS）,可以获得更高的阻抗带宽。
如图一所示，这两个插槽放置在距地面中心线1mm处（大约0.5Wf）.
如图1,H形导体面被放置在辐射补丁的下面，相对于纵向方向也是对称的。
The conductor-backed面会扰乱共振响应还可以作为一个寄生的半波共振结构电耦合到矩形单极子。
At the notch frequency,电流受寄生元素的支配，在寄生元素和辐射贴片之间他们相反的方向。
由此，在the notch frequency附近可以产生理想的高衰变。
通过慢慢改变WH、LH、DH参数可以获得可变的band-notch特性。
在此设计中WH的宽度是控制过滤带宽的主要参数，也是寄生元素和辐射贴片耦合参数。
另一方面，the notched band的中心频率对WH的改变不敏感。
the notched band的共振频率取决于LH和DH。
在此设计中，L 的最优化长度设定在大约0.5
参考文献中给出的天线结构图如图1，其回波损耗如图2，可见天线的-6dB带宽为3.1-4.8GHz以及6.2-11.4GHz，覆盖UWB的两个频带。
天线的方向图如图3，在水平面具有全向性，符合UWB通信终端天线的方向性要求。
图1 天线结构图
图2 天线的回波损耗图
图3 天线的方向图
2、采用HFSS建立天线模型
采用HFSS建立天线的模型如表1及表2，变量如表3。
3、
计算结果验证
HFSS计算的回波损耗如图4，方向图如图5。
计算结果与文献值基本吻合，验证了仿真的正确性。
图2
图3
图
4
图5
图6
图8 天线的回波损耗图
(1)4GHZ X-Z plane Y-Z plane
(2)8GHZ X-Z plane Y-Z plane
(3)11GHZ X-Z plane Y-Z plane
图7天线的方向图
4、天线性能讨论
利用HFSS得到模拟结果,并在此基础上进行天线的参数分析,得到优化达到最大的阻抗带宽和良好的阻抗匹配。
LS取不同值时模拟VSWR曲线仿真结果绘出如图2。
从图2仿真结果观察到阻抗带宽随LS长度增加而增加。
图2
LS（0.75mm）取最优长度，WS长度变化的模拟的VSWR曲线如图3所示。
随槽宽度WS的增加,阻抗带宽增加。
图3
另一方面,带宽的低频部分对WS和LS的变化不敏感。
我们观察图2和3可知在11GHZ时新增加了一个共振频率。
由此我们可以得出结论：参数LS和WS是决定更高操作频率、阻抗带宽、阻抗匹配的关键因素。
LH取不同值时，模拟的VSWR曲线如图4所示。
随着高度LH从9.0到14.5毫米增加,凹槽带宽中心频率从8.9GHZ变化到5.3GHZ。
高度DH时另一个决定band-notch 频率的参数，由结果可知，通过改变两个高度参数LH和DH得到可控的notch frequency（槽频率）
图4
图5说明了WH变化时模拟的VSWR特性，随WH从9.2到14mm的增加,the filter bandwidth（过滤带宽）从0.6GHZ变化到2.2GHZ。
conductorbacked plane的最优参数如
下
:WH=11.6mm LH=14.3mm DH=5.5mm L=27.6mm.
图5
如图6(a)图6(b)显示的是有、无H 型底平面的单极天线VSWR 测试性能。
为了便于比较，简单长方形单极天线的VSWR 曲线也在图6中。
如图6所示，在超过8.9兆赫频段，简单的单极天线的VSWR 特性很差。
在底面插入两个槽后，阻抗带宽变化范围从3.1GHZ 到超过14GHZ （VSWR<2）。
还可以观察到，当改进的conductor-backed 平面被加到天线上后，The sharp frequency band-notch 特性非常接近5.5GHZ 的理想频率。
图6（a ）
图6（b）
在x-z和y-z平面的被测量的辐射模式分别如图7的a到c，从一个整体的认识观察这些辐射模式图可知，这个天线工作特性十分类似于典型的单极天线。
(a)4GHZ X-Z plane Y-Z plane
(b)8GHZ X-Z plane Y-Z plane
(c)11GHZ X-Z plane Y-Z plane
图7
如图8所示为有、无conductor-backed平面时所推荐天线的最大增益。
一个急剧减少最大增益在取得5.5GHZ频段时出现。
对于其他超过the notched frequency band的频率，有过滤器的天线增益类似于那些没有过滤器的。
图8 天线的回波损耗图
结论：
本文介绍了一种具有可变带阻特性的改进型超宽频（UWB）平面单极天线。
底面的两个插槽用来增加阻抗带宽。
通过增加H型conductor-backed面来获得带阻特性。
改进型超宽频（UWB）平面单极天线拥有3.1到超过13.9GHZ的带宽（VSWR<2），其中5.1到6GHZ 的频段被弃用。
5、参考文献（将参考文献打印附在后面）
Novel Modified UWB Planar Monopole Antennab With Variable Frequency Band-Notch Function。