天线与射频系统EEEN40121

课程内容：

本课程旨在使学生掌握天线功能与特性的基本原理。理解影响电磁波在自由空间中传播的关键参数。了解用于建模天线系统的常用方法。掌握射频与微波网络分析的基本技术。展示史密斯图在电路分析及基本匹配中的应用。

课程大纲：

1、天线与传播：

• 天线系统及自由空间传播的概述。

• 天线参数：天线增益、波束宽度、带宽、效率及尺寸。

• 极化：线极化、圆极化、椭圆极化及多径效应。

• 天线辐射：近场与远场辐射及基本天线测量。

• 天线类型：多天线阵列及阵列因子。馈电结构。

• 天线建模：高频方法、FDTD、MoM。

• 传播：无线电波传播与电磁学。

2、射频系统：

• 传输线理论，电报方程。

• 史密斯图，ABCD参数和S参数。

• 驻波比（VSWR）和反射系数。

• 集中射频和分布式微波组件的电路分析。

• 无损互易和非互易网络的分析。

• 单位条件。

• 示例分析——简单匹配网络、四分之一波长和集中LC网络。

• 史密斯图基础。

学习成果：

完成本课程后，学生将能够：

1、区分并应用天线增益、波束宽度、极化以及近场与远场辐射的影响。

2、应用关键参数评估天线性能并理解其理论基础。

3、具备进行测量程序及使用天线与射频电路所需设备的操作能力。

4、掌握主要建模技术以模拟天线性能。

5、有效使用史密斯图进行天线匹配。

6、描述并区分天线生产中所涉及的材料和工艺，包括其环境和社会影响，同时探讨节能和可持续设计策略、性能优化案例研究，以及可访问性、隐私和数字鸿沟等伦理考量。

7、应用对传输线理论、负载和离散建模的最新理解。