【正文】 用：電磁場與電磁波是無線電通訊技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是電子信息工程專業(yè)本科學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)中重要組成部分?！半姶艌雠c電磁波”還是多種學(xué)科的交叉點(diǎn)，它不僅是微波、天線、電磁兼容的理論基礎(chǔ)，而且各種現(xiàn)代通信方式，如光纖通信、移動通信、衛(wèi)星通信，以及電視、雷達(dá)等各種專門學(xué)科，都是以電磁波攜帶信息的方式來實(shí)現(xiàn)的。廣泛應(yīng)用的超小超薄的大規(guī)模集成電路更是充滿了電磁場的問題。由于“電磁場與電磁波”是眾多學(xué)科的理論基礎(chǔ)，從而成為相關(guān)專業(yè)課程建設(shè)的一個非常重要的環(huán)節(jié)。本課程使學(xué)生掌握電磁場的有關(guān)定理、定律、麥克斯韋方程等的物理意義及數(shù)學(xué)表達(dá)式。使學(xué)生熟悉一些重要的電磁場問題的數(shù)學(xué)模型（如波動方程、拉氏方程等）的建立過程以及分析方法。培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方法和分析問題的能力，使學(xué)生學(xué)會用場的觀點(diǎn)去觀察、分析和計算一些簡單、典型的場的問題。為后續(xù)課程打下堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。教學(xué)方法：教授法、直觀演示法、練習(xí)法、任務(wù)驅(qū)動法、自主學(xué)習(xí)法等?？己诵问剑嚎荚嚲帉懭掌冢?011年8月制定教學(xué)目標(biāo)與要求： 《電磁場與電磁波》是通信工程、電子信息工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程理論性、系統(tǒng)性很強(qiáng)，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)習(xí)它不僅可以獲得場和波的理論，而且有助于培養(yǎng)正確的思維方法和分析問題的能力。 本課程包括電磁場與電磁波兩大部分。電磁場部分是在《電磁學(xué)》課程的基礎(chǔ)上，運(yùn)用矢量分析的方法，描述靜電場和恒定磁場的基本物理概念，在總結(jié)基本實(shí)驗(yàn)定律的基礎(chǔ)上給出電磁場的基本規(guī)律，研究靜態(tài)場的解題方法。電磁波部分主要是介紹有關(guān)電磁波在各種介質(zhì)中的傳播規(guī)律及天線的基本理論，其教學(xué)目的和要求：內(nèi)容方面，應(yīng)使學(xué)生牢固掌握矢量運(yùn)算，梯度、散度和旋度概念，高斯公式和斯托克司公式；掌握恒定和時變電磁場的麥克斯韋方程組、泊松方程、電磁波的波動方程等；掌握分離變量法、鏡像法、有有界空間中電磁波的求解方法等；理解電磁場的矢勢和標(biāo)勢、規(guī)范變換、規(guī)范不變性、庫侖規(guī)范、洛侖茲規(guī)范、時諧平面電磁波、推遲勢、電磁輻射、截止頻率和諧振頻率等概念。能力方面，應(yīng)使學(xué)生學(xué)會和掌握如何通過數(shù)學(xué)方法求解一些基本和實(shí)際問題，對結(jié)果給予物理解釋的科學(xué)研究方法；使學(xué)生在運(yùn)算能力和抽象思維能力方面受到初步而又嚴(yán)格的訓(xùn)練；培養(yǎng)學(xué)生解決和研究問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)學(xué)風(fēng)。方法方面，著重物理概念、基本規(guī)律和基本問題的解釋和闡述，注意本課程與大學(xué)物理電磁學(xué)的銜接，以及與后繼課程聯(lián)系，注重解決常見基本問題和實(shí)際問題。在幫助學(xué)生打下堅實(shí)基礎(chǔ)的前提下，堅持教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)接軌，使現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果滲透到本課程內(nèi)容之中，提高學(xué)生的興趣，拓寬學(xué)生的知識面。 通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生牢固掌握電磁場與電磁波方面的基本概念、基本理論及主要分析方法，具有基本的電磁問題解題能力，對天線理論也要有一定的了解。課程教材：謝處方著，電磁場與電磁波（第四版），北京：高等教育出版社，2007年參考書目：[1] 謝處方著，電磁場與電磁波（第四版），北京：高等教育出版社，2007年[2] 楊顯清編著，電磁場與電磁波教學(xué)指導(dǎo)，北京：高等教育出版社,2007年[3] 楊顯清編著，電磁場與電磁波習(xí)題解答，北京：高等教育出版社,2007年[4] ，電磁場理論，黑龍江：黑龍江出版社出版，2007年課程內(nèi)容及學(xué)時分配（含教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)）： 章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時第一章矢量分析4第二章電磁場的基本規(guī)律6第三章靜態(tài)電磁場及其邊值問題的解8第四章時變電磁場4第五章均勻平面波4第六章均勻平面波的反射和折射4第七章導(dǎo)行電磁波8第八章電磁波輻射7合 計45第一章：矢量分析一、目的與要求理解標(biāo)量場與矢量場的概念，了解標(biāo)量場的等值面和矢量場的矢量線的概念。矢量場的散度和旋度、標(biāo)量場的梯度是矢量分析中最基本的重要概念，應(yīng)深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的計算公式和方法。散度定理和斯托克斯定理是矢量分析中的兩個重要定理，應(yīng)熟練掌握和應(yīng)用。理解亥姆霍茲定理的重要意義。 二、 教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié) 矢量代數(shù)。標(biāo)量和矢量，矢量的加法和減法，矢量的乘法第二節(jié) 三種常用的正交坐標(biāo)系。1) 直角坐標(biāo)系 2) 圓柱坐標(biāo)系 3) 球坐標(biāo)系第三節(jié)　標(biāo)量場的梯度。1) 標(biāo)量場的等值面 2) 方向?qū)?shù) 3) 梯度第四節(jié)　矢量場的通量與散度。1) 矢量場的矢量線 2) 通量與散度 3) 散度定理第五節(jié)　矢量場的環(huán)流與旋度。1) 環(huán)流 2) 旋度 3) 斯托克斯定理第六節(jié)　標(biāo)量場的梯度。1) 無旋場 2) 無散場第七節(jié)　亥姆霍茲定理三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：三種常用的正交坐標(biāo)系，梯度、散度、旋度概念難點(diǎn)：梯度、散度、旋度的應(yīng)用第二章：電磁場的基本規(guī)律一、目的與要求本章介紹了電磁場的基本規(guī)律，主要內(nèi)容有：電荷與電荷分布，電流與電流密度，電流連續(xù)性方程；電場強(qiáng)度，庫侖定律，磁感應(yīng)強(qiáng)度，安培力定律；電場強(qiáng)度的矢量積分公式，磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量積分公式。通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生理解電荷與電荷密度、電流與電流密度的概念，理解并掌握電流連續(xù)性方程。理解并掌握、安培力定律。會計算一些典型電荷分布的電場強(qiáng)度與一些典型電流分布的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 二、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié)　電荷守恒定律第二節(jié)　真空中靜電場的基本規(guī)律第三節(jié)　真空中恒定磁場的基本規(guī)律第四節(jié)　電磁感應(yīng)定律和位移電流第五節(jié)　麥克斯韋方程第六節(jié)　電磁場的邊界條件三、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：靜電場，恒定磁場，電磁感應(yīng)定律和位移電流的理解 難點(diǎn)：麥克斯韋方程，電磁場的邊界條件第三章、靜態(tài)電磁場及其邊值問題的求解一、目的與要求1. 理解電場強(qiáng)度與電位的定義，理解電場強(qiáng)度的線積分與路徑無關(guān)的性質(zhì)以及電場強(qiáng)度與電位之間的關(guān)系。了解媒質(zhì)的線性,均勻和各向同性的含義，了解電偶極子，電偶極距的概念，了解極化電荷，極化強(qiáng)度的定義。理解電位移的定義以及它和電場強(qiáng)度，極化強(qiáng)度之間的關(guān)系，理解并能熟練應(yīng)用高斯定律。掌握靜電場的基本方程，掌握電位所滿足的微分方程(泊松方程和拉普拉斯方程)，以及電場強(qiáng)度，電位移和電位在不同媒質(zhì)分界面上的銜接條件，能列出簡單場的邊值問題,并能掌握一維邊值問題的求解方法。掌握鏡像法,能計算簡單的場問題。了解電容的計算原則,了解多導(dǎo)體系統(tǒng)的部分電容的概念。了解電場能量及能量密度的概念,掌握電場能量及能量密度的計算方法。了解廣義力和廣義坐標(biāo)的概念,會應(yīng)用虛位移法求電場力。二、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié)　靜電場分析1) 靜電場的基本方程 2) 靜電場的物理特性；3)電位定義4) 電位的物理意義：第二節(jié)　導(dǎo)電媒質(zhì)中的恒定電場分析2) 導(dǎo)電媒質(zhì)內(nèi)恒定電流的電場與靜電場的比擬第三節(jié)　恒定磁場分析第四節(jié)　靜態(tài)場的邊值問題的解第五節(jié) 鏡像法第六節(jié) 分離變量法三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：電位移矢量，自由空間靜電場的基本方程；標(biāo)量電位函數(shù)，泊松方程，拉普拉斯方程；點(diǎn)電荷的d函數(shù)表示，格林函數(shù)，格林定理，唯一性定理；電介質(zhì)的極化，極化強(qiáng)度；介質(zhì)中的高斯定律，邊界條件；難點(diǎn)：恒定電場的基本方程及邊界條件，導(dǎo)體系統(tǒng)的電容，電場能量，靜電力，鏡像法，直角坐標(biāo)中的分離變量法，圓柱坐標(biāo)中的分離變量法，球坐標(biāo)中的分離變量法。第四章 時變電磁場一、目的與要求 理解電磁感應(yīng)定律,理解時變條件下的電流連續(xù)方程,掌握麥克斯韋方程組及其物理意義,理解坡印廷矢量的含義,會應(yīng)用坡印廷定律分析電磁能傳輸問題,理解動態(tài)位與場量間的關(guān)系,了解洛侖茲條件。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)　波動方程第二節(jié)　電磁場的位函數(shù)第三節(jié)　Helmholtz方程第四節(jié)　時諧電磁場三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：波動方程，電磁場的位函數(shù)，Helmholtz方程難點(diǎn)：時諧電磁場第五章 均勻平面波一、目的與要求 掌握時諧平面電磁波在理想介質(zhì)和導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播規(guī)律,理解波阻抗,傳播常數(shù),相速,波長的含義。了解時諧平面電磁波垂直入射到兩種不同媒質(zhì)分界面上時的反射和折射規(guī)律。理解集膚效應(yīng)和透入深度的概念。二、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié)　理想介質(zhì)中的均勻平面波第二節(jié)　電磁波的極化第三節(jié)　均勻平面波在導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播第四節(jié)　色散與群速三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：理想介質(zhì)中的均勻平面波，電磁波的極化，色散與群速難點(diǎn)：均勻平面波在導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播第六章 均勻平面波的反射和透射一、目的與要求深刻理解均勻平面波對理想導(dǎo)體平面和對理想介質(zhì)平面的垂直入射，要求熟練掌握分析方法和過程，理解所得結(jié)果所表征的物理意義；了解均勻平面波對分界面的斜入射的分析方法，理解反射定律和折射定律。了解產(chǎn)生全反射現(xiàn)象和無反射現(xiàn)象的條件，了解其應(yīng)用。理解斜入射時的反射和透射。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)　均勻平面波對分界面的垂直入射第二節(jié)　均勻平面波對多層介質(zhì)分界面的垂直入射第三節(jié)　均勻平面波對理想介質(zhì)分界面的斜入射第四節(jié)　均勻平面波對理想導(dǎo)體分界面的斜入射三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：分界面的邊界關(guān)系難點(diǎn)：電磁波的入射第七章 導(dǎo)行電磁波一、目的與要求了解沿均勻?qū)Рㄑb置傳輸電磁波的一般分析方法。對矩形波導(dǎo)、圓形波導(dǎo)和諧振腔有基本的了解。理解波導(dǎo)的縱向場分析法的思路。理解電磁波的三種形式，即TEM、TE、TM波的意義。掌握波導(dǎo)傳播特性參數(shù)，如截止頻率（截止波長）、相位常數(shù)、波導(dǎo)波長、相速度的計算公式。了解分析具體波導(dǎo)中可能的傳播模式的方法；理解主模TE10和單模傳輸?shù)囊饬x，對其場的分布、場圖及管壁電流分布有所了解，并了解波導(dǎo)尺寸的設(shè)計原理。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)　導(dǎo)行電磁波概論第二節(jié)　矩形波導(dǎo)第三節(jié)　圓柱形波導(dǎo)第四節(jié)　同軸波導(dǎo)第五節(jié)　諧振腔第六節(jié)　傳輸線三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：傳播模式難點(diǎn)： 場分布、相位常數(shù)第八章 電磁輻射一、目的與要求理解電磁波與激發(fā)它們的源之間的關(guān)系。了解輻射場的研究方法，掌握滯后位的物理意義。理解電偶極子的近區(qū)場和遠(yuǎn)區(qū)場的意義。掌握線形天線的分析方法和基本電參數(shù)（如方向性函數(shù)、方向性系數(shù)、方向性圖及輻射功率等）的概念和意義。了解陣列天線的分析方法和方向性相乘原理。二、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié)　滯后位第二節(jié)　電偶極子的輻射第三節(jié)　電與磁的對偶性第四節(jié)　磁偶極子的輻射第五節(jié)　天線的基本參數(shù)第六節(jié)　對稱天線第七節(jié)　天線陣第八節(jié)　口徑場輻射三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：滯后位，電偶極子的輻射，電與磁的對偶性難點(diǎn)：磁偶極子與開槽天線，天線陣《自動控制原理》教學(xué)大綱課程名稱:《自動控制原理》英文名稱：Automation Control Theory課程性質(zhì)：專業(yè)教育必修課程課程編號：E132013所屬院部：光電工程學(xué)院周 學(xué) 時：3學(xué)時總 學(xué) 時：45學(xué)時學(xué) 分：3學(xué)分教學(xué)對象(本課程適合的專業(yè)和年級) ：電子信息工程專業(yè)(3+2本科)一年級學(xué)生預(yù)備知識： 高等數(shù)學(xué)、電路分析、模擬/數(shù)字電子技術(shù)課程在教學(xué)計劃中的地位作用： 自動控制原理是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課，是以原理為主的理論性課程，主要講述自動控制原理與控制系統(tǒng)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容。通過本課程的教學(xué)，幫助學(xué)生理解對控制系統(tǒng)的基本要求及其描述，以擴(kuò)充學(xué)生的專業(yè)知識面。教學(xué)方法：啟發(fā)探究法，案例分析法，多媒體演示法，理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合教學(xué)目標(biāo)與要求： 自動控制原理是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課，是以原理為主的理論性課程，主要講述自動控制原理與控制系統(tǒng)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容。通過本課程的教學(xué)，幫助學(xué)生理解對控制系統(tǒng)的基本要求及其描述。掌握反饋控制原理的應(yīng)用以及分析和設(shè)計的一般規(guī)律，使其具有分析和設(shè)計自動控制系統(tǒng)的初步能力，使學(xué)生對系統(tǒng)的認(rèn)識上升到更高的層次。劉明俊主編. 自動控制原理. 長沙：國防科技大學(xué)出版社, 2009年.[1] ：清華大學(xué)出版社，1991年1月第一版[2] ：清華大學(xué)出版社，1990年[3] ：科學(xué)出版社，2003年[4] ：科學(xué)出版社，2003年考核形式：考試 編寫日期：2011年8月制定課程內(nèi)容及學(xué)時分配（含教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)）： 本課程內(nèi)容主要包括：自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，自動控制系統(tǒng)的時域、復(fù)域及頻域的分析方法，自動控制系統(tǒng)的校正。通過講課、練習(xí)，使學(xué)生達(dá)到各章中所提的基本要求，最終使學(xué)生掌握對自動控制系統(tǒng)分析的基本理論和基本控制方式。 教學(xué)時數(shù)具體分配： 章節(jié)名稱學(xué)時第一章 緒論3第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型7第三章 控制系統(tǒng)的時域分析10第四章 根軌跡法7第五章 頻率響應(yīng)法12第六章 控制系統(tǒng)的補(bǔ)償與綜合6合計45講授大綱與各章的基本要求第一章 緒論（3學(xué)時）教學(xué)要求：、性質(zhì)和任務(wù)以及本課程的意義，學(xué)會繪制系統(tǒng)的職能方框圖。教學(xué)內(nèi)容：自動控制和自動控制系統(tǒng)；自動控制系統(tǒng)的工作原理；閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成；對控制系統(tǒng)的基本要求；自動控制系統(tǒng)的分類。重點(diǎn)：自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)的工作原理及組成，對控制系統(tǒng)的基本要求。難點(diǎn)：根據(jù)實(shí)例分析控制系統(tǒng)的工作原理及動態(tài)調(diào)節(jié)過程，并繪制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（7學(xué)時）教學(xué)要求：，對于線性定常連續(xù)系統(tǒng)，怎樣求一個系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。，建立起系統(tǒng)中各組成部分的數(shù)學(xué)模型：傳遞函數(shù)，并掌握自控原理中定量數(shù)學(xué)模型的表示法以及求一個自控系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并對非本質(zhì)非線性的系統(tǒng)怎樣進(jìn)行線性化有一定的了解。教學(xué)內(nèi)容：微分方程的建立及線形化；傳遞函數(shù)；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；自動控制系統(tǒng)舉例重點(diǎn)：系統(tǒng)微分方程的建立；傳遞函數(shù)的概念；系統(tǒng)中的傳遞函數(shù)；傳遞函數(shù)的求取。難點(diǎn)：系統(tǒng)中傳遞函數(shù)的準(zhǔn)確求取。第三章 控制系統(tǒng)的時域分析（10學(xué)時）教學(xué)要求：。一階系統(tǒng)的過渡過程，掌握二階系統(tǒng)的過度過程和高階系統(tǒng)的過渡過程，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，以及控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法，了解減少穩(wěn)態(tài)誤差的方法以及了解用復(fù)合控制怎樣可以減少系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的無差度