《電磁波與天線仿真及實踐》課件第二崗位生產管理產品銷售售后服務綜合測試輔助設計第一崗位

調試

裝配檢驗維修電磁波及天線相關基本知識微波器件及天線相關安裝和調試能力電波與天線為什么學本門課程？無線網卡天線PC機通過無線網卡以無線方式傳送資料，共享網絡資源。

電磁波與天線和生活密切相關手機天線手機天線RFID天線射頻識別（RFID）系統中，識讀器和標簽通過RFID天線發出的無線電波接收讀取數據。汽車天線很多汽車都有天線，用于聽收音機、GPRS等。電磁波與天線和生活密切相關微波爐中不能用金屬器皿，為什么？視頻信號為什么一般用同軸電纜傳輸？一段導線如何傳輸信號？短波收音機晚上收到的臺多，為什么？你能回答這些問題嗎？電磁波與天線和生活密切相關（續）電磁輻射對人體有影響嗎？飛機為什么會隱身？F117俯視圖電磁波與天線和生活密切相關（續）天氣對信號傳輸有影響嗎？什么是天線？電磁波與天線和生活密切相關（續）電視接收天線為什么水平放置？——極化什么是回波損耗？——對匹配傳輸有何影響？遠距離通信是靠什么？什么是電磁波？序號

教學內容1緒論2電磁場：電場/磁場/電磁場/電磁波特點及傳播3傳輸線：常見傳輸線/傳輸線技術指標4微波器件：常見微波器件/微波器件技術指標5天線：天線作用/分類/基本參數/常見天線6仿真和實驗7機動教學內容課程考核方法

過程考核期末考核40%20%40%實驗考核考核中強調：主動參與教學環節、分析與解決問題的能力以及對學生職業素質的考核。

課程考核方法考核內容平時綜合表現自制天線及小組答辯實驗情況仿真設計文件期末考試合計比例20%小組長和老師一起給分10%小組長和老師一起給分10%根據報告10%根據表現10%老師當場打分40%100%說明：1、自制天線和答辯PPT要求每個小組都交，平面波及天線的HFSS仿真設計要求每個人都完成；2、平時綜合表現根據平時及網上學習情況；3、實驗報告在實驗上完后每個人最遲一周后由課代表統一交到老師辦公室，老師給分；4、每個小組都要交自制天線，每組答辯當天老師會問每組的每位學生所做工作，由小組長和老師一起給分；答辯小組由各小組長組成。小組專題講座要求每個小組要制作一個課程相關“十萬個為什么”或“軍事或生活中的電磁波或天線”PPT，并上臺講解。預計每次課講一組。課程最后答辯PPT要求說明：1、PPT要求是關于自制天線的詳細介紹，包括該天線相關基本概念、仿真模型截圖、仿真結果（性能參數）、該天線實物圖片、測量結果、特點等，答辯當天將ppt和仿真設計文件拷到講臺電腦桌面上；2、PPT要求：大綱結構正確且各部分內容表達正確除了達到以上要求，還包含圖片等，文字無錯誤、整體感覺舒適除了達到以上要求,文字經過推敲，語句通暢、準確仿真自制對稱振子天線的要求仿真實驗任務的具體要求：每一組（按組長學號大小定組號）仿真自制對稱振子天線或其它天線，若是同種天線，要求天線中心頻率不一樣，例如，具體如下第1組對稱振子天線的中心頻率為400MHz；第2組對稱振子天線的中心頻率為500MHz；第3組對稱振子天線的中心頻率為600MHz；第4組對稱振子天線的中心頻率為700MHz；第5組對稱振子天線的中心頻率為800MHz；第6組對稱振子天線的中心頻率為900MHz；第7組對稱振子天線的中心頻率為1000MHz。如何得到不同中心頻率的對稱振子天線？先根據相關理論得到天線仿真模型變量初值再通過仿真軟件對天線仿真模型變量進行參數掃描，找到變化規律，得到恰當變量值。答辯方法答辯小組由各小組長組成。答辯小組成員每人提1-2個問題，時間一般為5—10分鐘，側重課題關鍵內容提問，內容可包括：PPT內容所涉及的問題，有關基本理論、基本知識和基本技能方面的問題，例如：天線增益的定義是什么。實驗報告要求報告內容（要求手寫）實驗一、用網絡分析儀測量濾波器參數實驗二、用網絡分析儀測量功分器參數實驗三、用網絡分析儀測量自制天線回波損耗實驗四、天線方向性的測量

課程特點專業基礎課，能開闊視野，鍛煉思維，提高專業素質內容新，內涵廣，需要有一定的空間概念。(高等數學，空間解析幾何，物理)

課程要求強調基本概念，基本知識，物理意義，訓練不多，技巧不多，多思考課前預習；課后及時復習，自己做作業。

電磁技術的發展簡史1820

奧斯特發現電流可使磁針偏轉…1864：麥克斯韋提出電磁波的存在/麥克斯韋方程1885-1889：赫茲實驗證明電磁波的存在，并發現了無線電波1895年馬克尼和波波夫分別進行了最初的無線電通信1920年世界上的第一座廣播電臺建立20世紀30年代：微波點對點通信，橫跨英吉利海峽微波中繼通信?20世紀二次世界大戰：雷達20世紀60年代：衛星通信（基于50年代火箭技術的進步）20世紀70年代：雷達，簡易衛星通信，微波中繼接力通信20世紀80年代，尤其進入90年代后，互聯網、移動通信

赫茲實驗將一小段導線彎成圓形，線的兩端點間留有小縫隙。因電磁波應在此小線圈上產生感應電壓，而使小縫隙間產生火花。電磁波的特點電磁波是客觀存在的一種物質形式，通過專門設備可以感覺到它的存在。

傳播速度快

f=v波長λ有關波的幾個概念（1）振幅A波源偏離平衡位置的最大距離振幅A（2）波長λ兩相臨波峰（或波谷）之間的距離振動強弱波在一個周期T內傳播的距離（3）周期T波源振動一次所需時間（4）頻率f波源1s鐘振動的次數T＝1f波長λ波在一個周期T內傳播的距離設波的傳播速度為V有V＝λTV＝λf或振動快慢電磁波的特性（2）電磁波能在真空中傳播，其傳播速度等于光速：c＝3×108m/s不同頻率的電磁波真空中的傳播速度相同（1）電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁場電磁波的波粒二象性（2）粒子性：在量子物理中把電磁波看成是由靜止質量為零的光子組成。（1）波動性：時變電磁場在空間呈現波動性，電磁波的波動性還表現在它具有偏振、折射、反射、繞射、衍射等特征。電磁波譜按照頻率或波長的順序把這些電磁波排列成圖表，稱之為電磁波譜圖10241018101610141010106f(Hz)λ（m）電磁波譜fλ微波宇宙射線

射線X射線紫外線可見光紅外線微波毫米波厘米波分米波超短波短波中波長波無線電波電磁波譜電磁波譜包括:γ射線、X射線、光波（包括紫外線、可見光和紅外線）微波和無線電波等特點：頻率高的波長短無線電波頻率

，波長

。低長γ射線頻率

，波長

。高短無線波段的劃分波段名稱波段范圍頻率范圍頻段名稱甚長波長波中波短波超短波(米波)10000～l00000m1000～10000ml00～1000m10～100m1～10m3～30kHz30~300kHz0.3～3MHz3～30MHz30～300MHz甚低頻VLF低頻LF中頻MF高頻HF甚高頻VHF

微波

分米波厘米波毫米波亞毫米波10～100cm1～10cm1～10mm0.1～1mm0.3～3GHz3～30GHz30～300GHz300～3000GHz特高頻UHF超高頻SHF極高頻EHF超極高頻波段代號頻率范圍波長范圍L1~2GHz30~15cmS2~4GHz15~7.5cmC4~8GHz7.5~3.75cmX8~12GHz