磁場(chǎng)與微波技術(shù)基礎(chǔ)

1、自學(xué)考試課程考試大綱課程名稱(chēng)：電磁場(chǎng)與微波技術(shù)基礎(chǔ)課程代碼：0 2349第一部分 課程性質(zhì)與目標(biāo)一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)本課程為計(jì)算機(jī)通信工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課。 主要介紹電磁場(chǎng)與電磁波的基本特性及規(guī)律， 內(nèi)容側(cè)重于時(shí)變電磁場(chǎng)的物理模型、數(shù)學(xué)描述、求解及應(yīng)用，是通信類(lèi)、電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué) 生必備的知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一。二、課程目標(biāo)與基本要求通過(guò)本課程的學(xué)習(xí) ,使學(xué)生建立起電磁場(chǎng)與電磁波的基本概念，掌握關(guān)于電磁場(chǎng)與電磁波的基 本原理和分析計(jì)算方法 ,為將來(lái)更深入的學(xué)習(xí)后繼專(zhuān)業(yè)課程，和解決實(shí)際的工程應(yīng)用問(wèn)題打下 牢固的基礎(chǔ)。三、與本專(zhuān)業(yè)其他課程的關(guān)系本課程為微波通信技術(shù)類(lèi)課程的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。 先期課程為

2、高等數(shù)學(xué)、 大學(xué)物理及電路 理論，需較熟練掌握其中曲線(xiàn)與曲面積分、電磁學(xué)基本理論及電路基本求解方法等知識(shí);后續(xù)課程為通信原理、微波射頻技術(shù)等，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)通信技術(shù)、微波天線(xiàn)設(shè)計(jì)方法等提供理論 支持 .第二部分 考核內(nèi)容與考核目標(biāo)第一章 矢量分析一、學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握?qǐng)龅母拍罴胺治鰣?chǎng)的數(shù)學(xué)方法，即矢量分析法，重點(diǎn)掌握運(yùn) 用通量和環(huán)量、散度和旋度分析矢量場(chǎng)的方法。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）通量、散度與散度定理，環(huán)量、旋度與旋度定理（重點(diǎn)）識(shí)記：通量、散度、環(huán)量、旋度的概念 理解：矢量場(chǎng)的流量和漩渦效果，散度源和旋度源的概念 應(yīng)用：散度、旋度的直角坐標(biāo)系計(jì)算方法，散度定理和旋

3、度定理（二）矢量的標(biāo)積與矢積，標(biāo)量場(chǎng)的方向?qū)?shù)與梯度 ,無(wú)散場(chǎng)與無(wú)旋場(chǎng)，正交曲面坐標(biāo)系 （次重 點(diǎn)）識(shí)記：標(biāo)量、矢量、場(chǎng)、標(biāo)積、矢積、方向?qū)?shù)、梯度的概念 理解：無(wú)散場(chǎng)、無(wú)旋場(chǎng)的概念、表現(xiàn)形式及性質(zhì) ,圓柱坐標(biāo)系和圓球坐標(biāo)系的定義和表示 方法應(yīng)用：梯度的計(jì)算方法 ,正交曲面坐標(biāo)系中長(zhǎng)度、面積、體積微元的計(jì)算方法（三 ） 矢量唯一性定理，亥姆霍茲定理 （一般） 識(shí)記：無(wú)理解：矢量場(chǎng)唯一性定理 ,亥姆霍茲定理 應(yīng)用：任一矢量場(chǎng)均可表示為一個(gè)無(wú)旋場(chǎng)與一個(gè)無(wú)散場(chǎng)之和 第二章 靜電場(chǎng)一、學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí) ,使學(xué)生了解靜止電荷形成的靜電場(chǎng)的描述方法 ,理解介質(zhì)的極化現(xiàn)象， 熟 練掌握真空中和介

4、質(zhì)中的靜電場(chǎng)方程 ,并能運(yùn)用靜電場(chǎng)方程求解典型靜電場(chǎng)分布規(guī)律 .二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一 ）真空中的靜電場(chǎng) ,介質(zhì)中的靜電場(chǎng)，靜電場(chǎng)的邊界條件 ,電場(chǎng)能量（重點(diǎn)） 識(shí)記：真空中及介質(zhì)中的靜電場(chǎng)方程，邊界條件，電場(chǎng)能量密度的概念 理解：電場(chǎng)強(qiáng)度、電極化強(qiáng)度、電位移矢量三者間的關(guān)系及其與靜電場(chǎng)場(chǎng)源之間的關(guān)系 應(yīng)用：運(yùn)用靜電場(chǎng)高斯定理求解典型靜電場(chǎng)場(chǎng)量和場(chǎng)源的分布（二）電場(chǎng)強(qiáng)度，電位，介質(zhì)的極化（次重點(diǎn)）識(shí)記：電場(chǎng)強(qiáng)度、電荷密度、電位的概念 理解：介質(zhì)極化現(xiàn)象，束縛電荷、極化電荷、自由電荷、感應(yīng)電荷的區(qū)別與聯(lián)系 應(yīng)用 : 場(chǎng)強(qiáng)積分法計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度， 電位的計(jì)算， 介質(zhì)與導(dǎo)體表面及內(nèi)部各電荷的分布規(guī)

5、律（三）電容，靜電場(chǎng)的應(yīng)用 （一般 ）識(shí)記：孤立導(dǎo)體的電容，靜電場(chǎng)的典型應(yīng)用 理解：孤立導(dǎo)體電容具有的能量 應(yīng)用:球形孤立導(dǎo)體的電容第三章 靜電場(chǎng)的邊值問(wèn)題 一、學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本章學(xué)習(xí) ,使學(xué)生了解靜電場(chǎng)邊值問(wèn)題的應(yīng)用場(chǎng)合，掌握電位微分方程及在一維空 間上的求解方法；理解鏡像法快速求解靜電場(chǎng)邊值問(wèn)題的思想,掌握幾種典型的鏡像法求解問(wèn)題的方法；初步了解直角坐標(biāo)系中的分離變量法 .二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）電位微分方程（重點(diǎn)）識(shí)記：電位微分方程（泊松方程、拉普拉斯方程） 理解：靜電場(chǎng)邊值問(wèn)題與靜電場(chǎng)邊界條件的區(qū)別 應(yīng)用:一維電位微分方程的求解（二）鏡像法 （次重點(diǎn)） 識(shí)記:鏡像法的基本思想

6、 理解：典型的應(yīng)用鏡像法求解的靜電場(chǎng)問(wèn)題 應(yīng)用:無(wú)（三）靜電場(chǎng)惟一性定理 ,直角坐標(biāo)系中的分離變量法（一般） 識(shí)記:分離變量法的一般思想 理解：靜電場(chǎng)惟一性定理應(yīng)用：無(wú)第四章 恒定電流場(chǎng) 一、學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)， 使學(xué)生了解恒定電流場(chǎng)的形成條件及描述方法， 建立關(guān)于電流密度的恒 定電流場(chǎng)方程 ,掌握運(yùn)用電流場(chǎng)方程求解電流分布及電阻的計(jì)算方法，理解電流場(chǎng)的能量損耗 和功率損耗密度的概念，并建立恒定電流場(chǎng)與靜電場(chǎng)的比擬思想。 二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）電流 ,恒定電流場(chǎng)方程 ,恒定電流場(chǎng)的邊界條件，導(dǎo)電介質(zhì)的損耗（重點(diǎn)） 識(shí)記：電流密度、功率損耗密度的概念理解：電流密度與電流強(qiáng)度的關(guān)系

7、 ,恒定電流場(chǎng)方程，恒定電流場(chǎng)的邊界條件 應(yīng)用 : 歐姆定律的微分形式， 不同電壓加載方向上導(dǎo)體內(nèi)電流場(chǎng)的分布及電阻的計(jì)算方法 （二 ）恒定電流場(chǎng)與靜電場(chǎng)的比擬 （ 次重點(diǎn) ）識(shí)記:恒定電流場(chǎng)與靜電場(chǎng)的方程對(duì)比 理解:靜電比擬的依據(jù)與方法 應(yīng)用：常用的靜電比擬計(jì)算式 ,電導(dǎo)與電容的比擬（三）恒定電流場(chǎng)的應(yīng)用（一般）識(shí)記:恒定電流場(chǎng)的典型應(yīng)用理解：無(wú)應(yīng)用:無(wú)第五章 恒定磁場(chǎng) 一、學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí) ,使學(xué)生了解運(yùn)動(dòng)電荷（電流 ）和小電流環(huán)形成的恒定磁場(chǎng)的描述方法， 理解介質(zhì)的磁化現(xiàn)象 ,熟練掌握真空中和介質(zhì)中的恒定磁場(chǎng)方程，并能運(yùn)用恒定磁場(chǎng)方程求解典型磁場(chǎng)分布規(guī)律。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核

8、目標(biāo)（一）真空中的恒定磁場(chǎng)，介質(zhì)中的恒定磁場(chǎng)，恒定磁場(chǎng)的邊界條件（重點(diǎn)） 識(shí)記：真空中及介質(zhì)中的恒定磁場(chǎng)方程，邊界條件，介質(zhì)特性方程 理解：磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度三者間的關(guān)系及其與恒定磁場(chǎng)場(chǎng)源之間的關(guān)系 應(yīng)用：運(yùn)用安培環(huán)路定律求解典型恒定磁場(chǎng)場(chǎng)量和場(chǎng)源的分布（二）磁通密度，介質(zhì)的磁化 （次重點(diǎn) ） 識(shí)記：磁通密度，磁偶極子，磁通的概念 理解：介質(zhì)磁化現(xiàn)象，束縛電流、磁化電流、自由傳導(dǎo)電流的區(qū)別與聯(lián)系 應(yīng)用：帶電粒子及電流元在磁場(chǎng)中的受力（三）磁位，畢奧薩伐定律（一般） 識(shí)記:磁位的概念 理解:畢奧-薩伐定律 應(yīng)用:無(wú)第六章 電磁感應(yīng)一、學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí) ,使學(xué)生理解電磁感應(yīng)

9、現(xiàn)象，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律 ,同時(shí)了解電感的基 本概念及磁場(chǎng)能量的定量描述方法。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一 ） 電磁感應(yīng)定律 ,磁場(chǎng)能量 （重點(diǎn)） 識(shí)記：電磁感應(yīng)定律 ,磁場(chǎng)能量密度的概念 理解：環(huán)量式表示的電磁感應(yīng)定律及其物理含義 應(yīng)用：通電導(dǎo)線(xiàn)切割磁場(chǎng)線(xiàn)的感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算（二 ）無(wú)（次重點(diǎn)）識(shí)記:無(wú)理解:無(wú)應(yīng)用:無(wú)（三）電感，恒定磁場(chǎng)的應(yīng)用 （一般 ）識(shí)記 : 磁通鏈，電感 ,自感，互感的概念，恒定磁場(chǎng)的典型應(yīng)用 理解：無(wú) 應(yīng)用:無(wú)第七章 時(shí)變電磁場(chǎng)一、學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí) ,使學(xué)生建立時(shí)變電磁場(chǎng)的概念，了解麥克斯韋方程組的引出，掌握麥克 斯韋方程組及其物理意義和時(shí)變電磁場(chǎng)的邊

10、界條件，能運(yùn)用能流密度矢量研究時(shí)變電磁場(chǎng)的 能量流動(dòng)問(wèn)題。熟練掌握正弦時(shí)變電磁場(chǎng)的復(fù)矢量表示形式并運(yùn)用復(fù)矢量簡(jiǎn)化對(duì)正弦時(shí)變電 場(chǎng)的研究方法。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）位移電流，麥克斯韋方程組 ,時(shí)變電磁場(chǎng)的邊界條件 ,能流密度矢量 ,正弦電磁場(chǎng)，復(fù)能流 密度矢量（重點(diǎn) ）識(shí)記：麥克斯韋方程組 理解：位移電流的引入，時(shí)變電磁場(chǎng)的邊界條件，能流密度矢量及復(fù)能流密度矢量的物 理意義及相互關(guān)系應(yīng)用 : 正弦電磁場(chǎng)的時(shí)變形式與復(fù)數(shù)形式的互換 ,利用傳播方程求解無(wú)源區(qū)正弦電磁場(chǎng)的 傳播規(guī)律（二）麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式（次重點(diǎn)） 識(shí)記：麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式理解:無(wú)應(yīng)用：無(wú)（三）標(biāo)量位與矢量位，位函

11、數(shù)方程求解 ,時(shí)變電磁場(chǎng)惟一性定理，位函數(shù)的復(fù)矢量形式 （一般 ） 識(shí)記:標(biāo)量位與矢量位的概念理解 : 時(shí)變電磁場(chǎng)惟一性定理 ,位函數(shù)的復(fù)矢量形式 應(yīng)用：位函數(shù)方程的求解第八章 平面電磁波一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解麥克斯韋方程組在特定條件下的求解方法，進(jìn)而理解平面 電磁波的導(dǎo)出，掌握平面波在理想介質(zhì)中和導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播規(guī)律，理解介質(zhì)與導(dǎo)體概念的 相對(duì)性 .掌握平面波在各種介質(zhì)邊界的傳播規(guī)律。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一 ）理想介質(zhì)中的平面波 ,導(dǎo)電介質(zhì)中的平面波，平面波對(duì)平面邊界的正投射（重點(diǎn)） 識(shí)記：平面波的概念，描述平面波的基本物理量，反射系數(shù) ,透射系數(shù)，駐波比的概念

12、 理解：平面波在理想介質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播規(guī)律，集膚效應(yīng)，駐波的特點(diǎn) 應(yīng)用：平面波在理想介質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)中傳播時(shí)各場(chǎng)量的相互關(guān)系計(jì)算，利用波阻抗簡(jiǎn)化 場(chǎng)量計(jì)算，平面波在兩種特殊平面邊界上正投射時(shí)的相關(guān)計(jì)算（二）平面波的極化特性 ,平面波對(duì)多層邊界的正投射，平面波對(duì)理想介質(zhì)邊界的斜投射，無(wú)反 射與全反射（次重點(diǎn) ）識(shí)記：平面波的極化特性，發(fā)生無(wú)反射與全反射的條件 理解：不同極化形式的平面波間的合成與分解 ,平面波對(duì)多層邊界正投射的研究方法 應(yīng)用:判斷平面波的極化形式， 斯耐爾定律， 平行極化波與垂直極化波的斜投射相關(guān)計(jì)算（三）任意方向傳播的平面波， 平面波對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)表面的斜投射 ,平面波對(duì)理想導(dǎo)電

13、表面的斜投射 （一般）識(shí)記:傳播矢量的概念 理解：平面波對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)表面和理想導(dǎo)體表面斜投射的特點(diǎn) 應(yīng)用：無(wú)第九章 導(dǎo)行電磁波一、學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí) ,使學(xué)生掌握電磁波在常見(jiàn)的波導(dǎo)中的傳播規(guī)律，理解電磁波的多模傳播 特性。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）矩形波導(dǎo)的傳播特性，矩形波導(dǎo)中的 TE 10波，波導(dǎo)傳輸功率和傳輸損耗（重點(diǎn)） 識(shí)記：T EM波,TE波，T M波，多模特性，高次模，低次模，主模，表面電阻率的概念 理解：矩形波導(dǎo)中的多模特性，截止頻率的概念 ，矩形波導(dǎo)中的T Eio波的分布及傳播特 性應(yīng)用：利用縱向場(chǎng)法計(jì)算矩形波導(dǎo)中各模式波的場(chǎng)量，波導(dǎo)傳輸功率的計(jì)算（二）諧振腔 （次重

14、點(diǎn)）識(shí)記:諧振腔，諧振頻率 ,諧振波長(zhǎng)，品質(zhì)因素的概念 理解：諧振腔的原理及特性 ,諧振頻率的多諧性 應(yīng)用：無(wú)（三）圓波導(dǎo)的傳播特性，同軸線(xiàn)（一般 ）識(shí)記:無(wú) 理解:電磁波在圓波導(dǎo)及同軸線(xiàn)中的傳播規(guī)律 應(yīng)用：無(wú)第三部分 有關(guān)說(shuō)明與實(shí)施要求一、考核的能力層次表述本大綱在考核目標(biāo)中，按照“識(shí)記”、“理解"、“應(yīng)用”三個(gè)能力層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力 層次要求。各能力層次為遞進(jìn)等級(jí)關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是：識(shí)記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識(shí)的含義，并能正確認(rèn)識(shí)和表述，是低層次的要求。理解：在識(shí)記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法 ，能掌握有關(guān)概念、原 理、方法的

15、區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學(xué)過(guò)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)分 析和解決有關(guān)的理論問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題，是最高層次的要求。二、教材1、指定教材楊儒貴 著，電磁場(chǎng)與電磁波（第二版），高等教育出版社，2007。2、參考教材（1 ） B ha g Sin gh Gu r u，電磁場(chǎng)與電磁波，機(jī)械工業(yè)出版社,2000年.（2） 郭輝萍，電磁場(chǎng)與電磁波，西安電子科技大學(xué)出版社，2003年。三、自學(xué)方法指導(dǎo)1在開(kāi)始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識(shí)點(diǎn)及對(duì)知識(shí)點(diǎn) 的能力層次要求和考核目標(biāo)，以便在閱讀教材時(shí)做到心中有數(shù)，有的放矢。2、閱讀教材時(shí)，要逐

16、段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)基本概念必須深 刻理解，對(duì)基本理論必須徹底弄清，對(duì)基本方法必須牢固掌握。3、在自學(xué)過(guò)程中，既要思考問(wèn)題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對(duì)問(wèn)題的認(rèn)知、理解和記憶，以利于突出重點(diǎn)，并涵蓋整個(gè)內(nèi)容，可以不斷提高自學(xué)能力。4、 完成書(shū)后作業(yè)和適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)練習(xí)是理解、消化和鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習(xí)之前，應(yīng)認(rèn)真閱讀教材，按考核目標(biāo)所要求的不同層次，掌 握教材內(nèi)容，在練習(xí)過(guò)程中對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實(shí)際和具體問(wèn)題具體分析，解題時(shí)應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性，針對(duì)問(wèn)題圍繞

17、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行層次（步驟）分明的論述 或推導(dǎo)，明確各層次（步驟）間的邏輯關(guān)系四、對(duì)社會(huì)助學(xué)的要求1、應(yīng)熟知考試大綱對(duì)課程提出的總要求和各章的知識(shí)點(diǎn)。2、應(yīng)掌握各知識(shí)點(diǎn)要求達(dá)到的能力層次，并深刻理解對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的考核目標(biāo)3、輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ) ，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫 節(jié)4、輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，宜提倡”認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動(dòng)爭(zhēng)取 幫助，依靠自己學(xué)通”的方法.5、輔導(dǎo)時(shí)，要注意突出重點(diǎn)，對(duì)考生提出的問(wèn)題，不要有問(wèn)即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。6注意對(duì)應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng) ，要引導(dǎo)考生逐步學(xué)會(huì)獨(dú)立學(xué)習(xí)，在自 學(xué)過(guò)程中善于提出問(wèn)題，分析問(wèn)題

18、，做出判斷，解決問(wèn)題。7、要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個(gè)能力層次中會(huì)存 在著不同難度的試題。8、助學(xué)學(xué)時(shí)：本課程共 4學(xué)分，建議總課時(shí)7 2學(xué)時(shí)，其中助學(xué)課時(shí)分配如下：章次內(nèi)容學(xué)時(shí)1矢量分析82靜電場(chǎng)1 23靜電場(chǎng)的邊值問(wèn)題44恒定電流場(chǎng)65恒定磁場(chǎng)76電磁感應(yīng)37時(shí)變電磁場(chǎng)1 28平面電磁波1 29導(dǎo)行電磁波8合計(jì)72五、關(guān)于命題考試的若干規(guī)定(包括能力層次比例、難易度比例、內(nèi)容程度比例、題型、考試方法和考試時(shí)間等)1、本大綱各章所提到的內(nèi)容和考核目標(biāo)都是考試內(nèi)容.試題覆蓋到章，適當(dāng)突出重點(diǎn).2、 試卷中對(duì)不同能力層次的試題比例大致是："識(shí)記"為30%、”理解”為30%、"應(yīng)用” 為 4 0%。3、試題難易程度應(yīng)合理：易、較易、較難、