通信--电磁场与电磁波2015大纲

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1、《电磁场与电磁波》教学大纲一、课程基本情况总学时：56讲课学时：48实践学时：8总学分：3.5课程类别：（专业基础、核心、必修）考核方式：（考试）适用对象：（电子信息工程）先修课程：高等数学、工程数学、大学物理参考教材：王家礼，朱满座.电磁场与电磁波[M].陕西：西安电子科技大学出版社，2012谢益溪.无线电波传播-原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008吕保维，王贞松.无线电波传播理论及其应用[M].北京：科学出版社，2010二、课程设置目标电磁场与电磁波是通信工程专业的一门技术基础课。它是研究电场、磁场

2、及其相互关系，进而得出麦克斯韦方程组，并用它来分析电磁波的一门课程。通过这门课程的学习，旨在培养学生的理论推导能力、抽象思维能力、理论联系实际的能力，提高利用数学工具解决实际问题的能力，掌握基本的宏观电磁理论，具备分析和解决基本的电磁场与电磁波工程问题的能力，为通信工程专业，尤其是光纤通信、无线通信、卫星通信、微波技术与天线等课程的学习打下良好的基础。三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：绪论、矢量分析（建议3学时）知识点1：绪论主要内容和要求：了解课程的地位意义、学习内容、研究对象技术发展知识点2：矢

3、量分析主要内容和要求：了解标量场与矢量场、理解矢量的通量、散度、环流、旋度、标量的梯度的计算、掌握空间三种坐标系的线元、面元、体元的表达形式与计算过程重点和难点：三度，微分元的表达形式与计算过程教学方法和手段：讲授知识单元二：静电场分析（建议6学时）知识点1：库仑定律、高斯定律、电偶极子主要内容和要求：了解库伦定律，电偶极子，理解静电场的空间分布、掌握高斯定律的使用方法知识点2：电介质极化、边界条件主要内容和要求：掌握电介质极化特性及场方程、掌握边界条件的判断与解题过程知识点3：电场能量主要内容和要求：电容、能量、

4、静电力的计算重点和难点：高斯定律，电介质极化，边界条件教学方法和手段：讲授知识单元三：恒定电流的电场和磁场（建议6学时）知识点1：恒定电流及电场[重点]主要内容和要求：理解电流与电流密度空间分布、概念与相互求解过程知识点2：恒定磁场主要内容和要求：了解矢量磁位、磁偶极子的矢量位与标量位、掌握磁化密度、强度含义知识点3：磁化现象、电感、磁场能量、磁场力主要内容和要求：理解磁化含义、掌握磁场边界条件的运用、掌握电感、磁场能量两者关系及其解题过程重点和难点：电流密度空间分布，磁化，磁场边界条件的运用教学方法和手段：讲授知

5、识单元四：静电场的解（建议3学时）知识点1：静态场边值问题的解法的分类与异同点主要内容和要求：了解静态场边值问题的解法分析与唯一性定理的含义知识点2：镜像法主要内容和要求：掌握镜像法在无穷大平面、成一定角度平面下，球体中，不同条件下的运用及解题过程知识点3：分离变量法主要内容和要求：掌握分离变量法的核心思想及直角坐标下的解题过程知识点4：有限差分法主要内容和要求：有限差分法的思路、方法与实例重点和难点：镜像法的解题过程，分离变量法的核心思想教学方法和手段：讲授知识单元五：时变电磁场（建议6学时）知识点1：感应定律、

6、位移电流主要内容和要求：了解感应定律的由来，公式的理解，理解位移电流的抽象概念、由来与求解过程和作用知识点2：麦克斯韦方程主要内容和要求：掌握麦克斯韦方程的两种形式八个方程及其含义，以及在时变电磁场中的计算过程与作用知识点3：能量、坡印廷矢量、平均坡印廷矢量主要内容和要求：了解坡印廷矢量特性、掌握坡印廷矢量的分析方法及其与能量的关系知识点4：正弦电磁场主要内容和要求：了解正弦电磁场的概念与表达方式、掌握波动方程的含义重点和难点：位移电流，麦克斯韦方程、坡印廷矢量教学方法和手段：讲授知识单元六：平面电磁波（建议9学时

7、）知识点1：平面电磁波的传输特性主要内容和要求：了解无耗媒质、导电媒质中的平面电磁波的波动方程、传输特性，及各种良性导体，不良导体的划分与判断知识点2：波在空间的极化主要内容和要求：掌握波在空间的三种极化条件、特性与判断过程知识点3：色散、相速与群速主要内容和要求：理解色散、相速与群速的概念、表达方式及其相互关系知识点4：分界面、多界面的垂直入射主要内容和要求：掌握电磁波垂直入射到理想介质与理想导体的过程与合成的解题过程知识点5：斜入射主要内容：均匀平面电磁波的斜入射、掌握平面波的全投射的条件重点和难点：良性导体，

8、不良导体的划分与判断，空间的极化、电磁波垂直入射到理想介质与理想导体的过程教学方法和手段：讲授知识单元七：电磁波的辐射（建议6学时）知识点1：电偶极子辐射主要内容：了解滞后位的概念与空间模型、电偶极子辐射、电与磁的对偶性知识点2：磁偶极子与开槽天线主要内容：了解磁偶极子与开槽天线的关系特性知识点3：天线、天线阵主要内容：掌握天线阵的模型、天线的互易定理、有效