课程简介
“天线与电波传播”是高等院校“电子科学与技术”和“通信工程”等多个一级学科的专业课，侧重天线基础理论及实际应用。本门MOOC的主要内容包括天线基本概念、经典的天线分析方法和现代天线的基本特征，同时课程还介绍电波传播的基本模型、特征及影响因素。本课程与现代电子通信类应用密切关联，各种结构天线，如缝隙、贴片、阵列和智能天线等，都是与当今导航、通信、电子、检测、AI系统设计设计等前沿领域密切关联的。课程建设突出了重基础、强应用创新的理念，采用互动学习和研究模式相结合的方式，众多课堂实例都源于最新专利研究成果，推送有与课程内容紧密结合的系列技巧、创新技能培养内容，课程既可以作为大学本科高年级的远程教育资源，也是已经进入工作岗位相关人员的最佳提升资源。
通过完成这门课程的学习，学生应能有如下能力：
Ø 了解天线的基本工作原理、主要电参数、使用方法；
Ø 掌握基本电镇子天线单元、电磁对偶原理、不同类型天线基本单元之间的转换机制；
Ø 掌握方向图乘积原理与组阵列技术、方向图设计方法；
Ø 器件匹配技术：；
Ø 掌握经典金 求解方法；
Ø 初步了解尺度压缩及常用的频率、相位、偏振等天线核心参数的控制方法；
Ø 波电路；
Ø 初步掌握几种典型常用天线的设计方法；
Ø 了解不同类型天线在现代科技中的应用及设计技巧；
Ø 天线EDA初步
Ø 初步了解电波传播
每单元安排有一定量的作业，要求独立按时完成。强调培养学生自觉获取知识的能力和融会贯通的能力，通过课程教学初步实践由传统的单向知识传授的“教学型”教学模式向互动学习和研究模式相结合的“研究型”教学模式的转化，鼓励学生检索最新科研动态结合电磁波基础知识进行分析解答。
课程大纲
第一章：天线与电波概述
1.1 天线与电波概述
****** 课程核心及应用概述
1.1.1 天线概述
☆ 天线工作原理、系统构成方法
☆ 天线的特点、发射及接收天线的设计指标及要点
☆ 天线结构、分析方法概述
1.1.2 各类实用天线展示
☆ 实用天线图片集锦（原理初析）
☆ 天线分类
小节归纳
1.1.3 现代天线设计要点
☆ 天线设计要点概述
☆ 天线的选择与设计
☆ 天线的激励方式
1.1.4 天线前沿研究选讲
● 单元总结
1.2 天线基本单元分析
1.2.1 电基本振子场解：近场、远场及中场特点；辐射功率
1.2.2 电磁对偶原理及其运用
1.2.3 磁偶极子与小环天线（对比分析思路）
● 单元重点
1.3 天线的基本电学参数、互易定理与接收天线
● 单元简介
1.3.1 天线的基本电学参数
☆ 发射天线的基本电参数描述
☆ 天线的方向图、方向系数
☆ 天线的效率、增益与极化
☆ 有效长度与加载技术
☆ 输入与辐射阻抗以及工作频带宽度
小节归纳
1.3.2 互易定理与接收天线
感应电动势法简介（复杂，不实用）
☆ 互易定理概述
☆ 用互易定理分析接收天线
☆ 接收天线的等效电路与电参量
☆ 接收天线的噪声温度
小节归纳
● 单元总结
1.4 现代天线分析样例
1.4.1 对称振子
☆ 对称振子的电流分布
☆ 对称振子的方向特性
☆ 方向图，主瓣宽度，旁瓣电流
☆ 对称振子的辐射功率，辐射阻抗，方向系数
☆ 对称振子的输入阻抗
小节归纳
1.4.2 电磁场叠加原理与天线阵
☆ 天线的方向性
☆ 二元阵与方向图乘积定理
练习:等幅相差90°（用类比方法可自行推导）
☆ 均匀直线阵
☆ 均匀直线边射阵与端射阵
☆ 非均匀等间距直线阵及其改进设计
☆ 天线阵的阻抗
小节归纳
1.4.3 镜像理论及其应用
应用前提
☆ 天线的镜像
☆ 无限大理想导电反射面对天线方向性的影响
小节归纳
****** 本章总结
第一章 测验
第一章 习题
学习参考资料：本章图库集锦CP1（研究讨论）
第二章 简单线天线及宽带天线
2.1 线天线及其改进技术
● 单元主要内容
2.1.1 简单线天线
☆ 简单线天线特征，特性
☆ 水平对称振子天线
水平对称振子小结
☆ V形对称振子
☆ 蝙蝠翼振子
☆ 水平全向天线
小节归纳
2.1.2 宽带天线的实现
☆ 宽带天线的基本概念
☆ 笼形天线
☆ 平面螺旋天线
☆ 螺旋天线锥体表面生长、共型设计
☆ 对数周期天线
小节归纳
2.1.3 直立天线及其加载技术
☆ 加载技术分类，特性
☆ 螺旋鞭天线
☆ 盘锥天线
☆ 垂直地线天线的加载（提高效率）
小节归纳
2.1.4 直线阵
☆ 直线阵的特性
☆ 二元天线阵分析，方向图乘积定理
☆ 均匀直线阵方向图分析，各项性能指标
均匀直线阵小结
小节归纳
● 单元总结
2.2 环形天线单元分析
● 单元主要内容
2.2.1 环形基本天线单元分析
☆ 环形基本天线结构特征，环天线分类
☆ 小环天线
☆ 大环天线
☆ 加载圆环天线及双环天线，变换参数法
小节归纳
2.2.2 行波天线单元分析
☆ 行波天线概述
☆ 行波单导线的辐射场、方向图
☆ 菱形天线
☆ V 形天线（简化菱形）
☆ 圆极化天线
小节归纳
2.2.3 引向天线单元分析
☆ 引向天线结构，特点，分析方法
☆ 半波折合振子（Folded Dipole）
☆ 平衡器--对称天线的馈电
☆ λ/4扼流套、附加平衡段平衡器、U形管平衡器的结构，作用，特点
小节归纳
● 单元总结
2.3 面天线基础
● 单元主要内容
2.3.1 面天线
☆ 面天线概述
☆ 等效原理与惠更斯元的辐射
小节归纳
2.3.2 喇叭天线
☆ 喇叭天线的构成，分类
☆ 矩形喇叭天线
☆ 圆锥喇叭天线
☆ 加脊喇叭天线
☆ 波纹喇叭天线
☆ 口径匹配喇叭天线
☆ 喇叭天线实例
小节归纳
2.3.3 抛物面天线
☆ 抛物面天线的分类，分析方法，应用
☆ 旋转抛物面天线
☆ 卡塞格伦天线（Cassegrain Antenna）分析，优缺点
☆ 抛物面天线实例
小节归纳
****** 单元总结
第一章 测验
第一章 习题
本章学习参考资料：图库集锦CP2（研究讨论）
第三章 缝隙天线贴片天线及EDA
3.1 缝隙天线
● 单元主要内容
3.1.1 缝隙天线工作原理
☆ 缝隙天线概述，优点，等效分析
☆ 电磁场巴比涅原理
☆ 缝隙天线的输入阻抗
☆ 缝隙天线的馈电，波导馈电的缝隙天线
3.1.2 天线的效率分析
☆ 天线的损耗，总效率分析
☆ 天线效率的参考测量方法（只扣除热耗散影响时）
3.1.3 辐射边的尺度压缩设计（尺度压缩技术）
☆ 采用高介电常数的材料（提升等效长度，GPS微带天线为例）
☆ 短路加载
☆☆ PIFA（平面倒F型天线），PILA（平面倒L型天线）
☆☆ 短路“探针”
☆☆ 电阻加载（集中加载技术/分布加载技术）
☆ 开槽开缝（提升有限尺度内的等效长度、加载）
☆ 分型
3.1.4 常见缝隙天线
☆ 矩形波导缝隙元阵列
☆ 有限尺寸金属平面缝隙辐射
☆ 矩形波导壁上缝隙的等效电路
☆ 波导缝隙元等效导纳
☆ 矩形波导缝隙元阵列结构，特点
☆☆ 谐振式缝隙阵
☆☆ 非谐振式缝隙阵
☆☆ 匹配偏斜缝隙阵
☆ 圆柱表面缝隙天线
☆ 异形波导面上的缝隙天线
3.1.5 分形变换
☆ 分形概念，特征
☆ 现代无线通信要求，传统微带天线实现双频和多频工作的方法
☆ 分型变天线定义，优点
☆ 几种典型的分型天线
☆☆ Koch 单极天线
☆☆ Hilbert 分形天线
☆☆ Sierpinski Gasket 分形天线
☆ 分形环天线优势
☆ 分形天线阵列
● 单元总结
3.2 贴片天线
● 单元主要内容
3.2.1 基本贴片及辐射机理
☆ 应用背景及特点
☆ 微带天线的分析方法
☆ 矩形微带天线的等效结构、辐射
☆ 单缝辐射
☆ 矩形微带天线的辐射场、辐射功率、方向性系数
☆ 矩形微带天线的等效电路（边馈）
3.2.2 天线阵列
☆ 天线阵列特性，分类，优点
☆ 方向图乘积定理
☆ 等幅二元阵列
☆ 均匀直线阵
☆ 改进技术
☆ 地面对天线的影响
3.2.3 微带天线结构，原理
☆ 常用微带天线
☆ 圆极化微带天线
☆ 多频带微带天线（如手机双频微带天线）
☆ 微带天线阵、微带行波天线
3.2.4 拓展频带的现代技术
☆ 频率带宽衡量方法
☆ 拓展频带的各种方法的原理，经典样例
☆☆ 降低等效谐振电路Q值：增大h，降低介电常数
☆☆ 附加阻抗匹配网络
☆☆ 采用楔形或者阶梯形基板
☆☆ 采用非线性调整元件（加变容管）
☆☆ 附加无源贴片
☆☆ 采用多层结构
☆☆ 开U形槽
☆☆ 其他办法
● 单元总结
3.3 片式天线现代应用及EDA
● 单元主要内容
3.3.1 手机天线与设计要点
☆ 手机天线分类（根据结构方式、连接方式）
☆ 外置天线分类
☆ 假内置特性，设计要求
☆ PIFA天线（Planar Inverted F Antenna，倒F）基本属性，所需条件
☆ 直板机PIFA天线，重要参数，馈点和接地的摆放
☆ 翻盖或滑盖手机PIFA天线原理，常见设计优缺点
☆ PIFA的局限
☆ Internal Planar Monopole（内置平面单极天线）意义，发展
☆ Monopole天线设计要求
☆ Internal Helix（内置螺旋天线）
☆ Furukawa天线设计要求
☆ Chipset（片式天线）特点，设计要求
☆ Bluetooth & WiFi（蓝牙 无线双模，都属于Chipset天线）
3.3.2 GPS北斗天线分析展示（工作原理，结构模型）
☆ 用于北斗导航系统的嵌套复合环微带多频天线
☆ 北斗导航系统的小型化分形鱼鳍阵列天线
☆ 北斗导航系统月牙圆弧分布加载双频圆极化多馈微带天线
☆ 带变电抗谐振环的CSRR分布控制北斗双频天线
☆ 团队/课题组？专利？天线设计展示（https://boya.xmu.edu.cn）
3.3.3 现代天线设计EDA（Electronic Design Automation, 电子设计自动化）软件简介，功能特点
☆ 微波射频领域EDA软件列表
☆ 电磁学数值求解方法分类（频域、时域两大类）
☆ HFSS仿真软件：基于有限元
☆ CST仿真软件：基于时域有限积分
● 单元总结
●● 本章总结
3S1 专题报告：最新高性能天线设计方法（林斌副教授）
● 专题简介
3S1.1 设计方法，特性
☆ 镜像补偿结构
☆ 微观分形结构
☆ 生长式分形结构
☆ 复合分形结构
☆ 分形缝隙结构
☆ 分形阵列天线
☆ “嵌入式”缝隙分形结构
☆ 陶瓷薄片-铁氧体涂层复合结构
3S1.2 设计案例
☆ 第五代移动通信系统镜像补偿折叠偶极子天线
☆ 第五代移动通信系统微观分形镜像折叠偶极子天线
☆ 三频段高稳定辐射生长式分形微带天线
☆ 用于第四代移动通信的复合分形天线
☆ 高兼容性分形阵列仿生天线
● 归纳总结
3S2 专题报告：漏波天线理论与设计 （李伟文副教授）
3S2.1 漏波天线简述
☆ 为一类行波天线，特性，起源（矩形波导开缝）
☆ 分类（均匀、周期性，快波、慢波）
3S2.2 均匀漏波天线辐射原理
☆ 辐射条件，传播常数（相位常数、衰减系数）
☆ 无限、有限尺寸漏波结构辐射分析
☆ 波束扫描特性
归纳总结
3S2.3 周期型漏波天线辐射原理
☆ 周期函数，空间谐波
☆ 模式的辐射条件
☆☆ 基模属于快波
☆☆ 基模属于慢波
总结
第三章 测验
第三章 习题
本章学习参考资料：图库集锦CP3（研究讨论）
第四章 电波传播初步
4.1 电波传播入门介绍
● 单元主要内容
4.1.1 概述（频率范围及五种传播方式简介）
☆ 地波传播
☆ 对流层电波传播：低空大气层
☆ 电离层传播
☆ 地——电离层波导传播：电波在地球表面及以电离层为界的空间内传播
☆ 大气层及星际空间电波传播（卫星）
☆ 无线电波谱
☆ 电波传播特性的影响因素
4.1.2 自由空间电波传输
☆ 自由空间传播损耗（扩散）
☆ 衰减损耗（吸收损耗）
☆ 路径传输损耗（基本传输损耗）
☆ 电道的传输损耗（考虑天线电学性能）
结论，练习
4.1.3 电波传播的菲涅尔区
☆ 二次波源与菲涅尔环带
☆ 电波传播的主要通道
4.1.4 传播媒质对电波传播的影响
☆ 传输损耗
☆ 衰落（吸收形、干涉形）
☆ 传输失真
☆ 电波的折射、反射、绕射
4.1.5 干扰与噪声
☆ 信道模型的一般表示式
☆ 电磁噪声的分类，表述方法
4.2 地波传播
● 单元主要内容
4.2.1 地球表面电特性
4.2.2 地波传播特性
☆ 地波传播原理、定义、特点、分析方法
☆ 波前倾斜现象及其能流解释法
☆ 地波传播时场的结构
☆ 地波传播特性
4.2.3 地波场强计算
☆ CCIR曲线图使用条件，所需参数计算方式
4.2.4 地面不均匀性对地波传播的影响
☆ 不同性质地面上传播时（环境载体变化）电场近似计算方法
☆ 地质沿不均匀媒质传播时的场强曲线
4.3 天波传播及短波传播
● 单元主要内容 天波传播概念，方式，优缺点
4.3.1 电离层
☆ 电离层基本概念
☆ 电离层结构特点
☆ 电离层变化规律
☆ 电离层的等效电参数推导
☆ 电离层的介电性质（基本特性、电导率、各向异性、双折射）
4.3.2 无线电波在电离层中的传播
☆ 电离层折射率近似推导
☆ 反射条件（传播距离）分析
☆ 电离层的吸收的定义，分类，特性
4.3.3 短波天波的传播
☆ 短波天波概念，用途，优缺点
☆ 短波天波传输模式
☆ 短波天波传播工作频率的选择
☆ 短波天波传输特性
☆ 短波传输的基本特点
☆☆ 衰落：信号的随机起伏
☆☆ 多径延时特性
☆☆ 静区
☆☆ 回波现象
4.4 短波传播常用的抛物面天线及定向天线
4.4.1 抛物面天线简介
☆ 抛物面天线的特点，组成（馈源、反射面）
☆ 抛物面天线的几何关系
☆ 抛物面天线口径场分析
☆ 抛物面天线辐射场分析
☆ 抛物面天线方向性与增益
☆ 增益因子与抛物面半张角关系曲线
4.4.2 定向天线简介
☆ 定向天线基本概念
☆ 定向天线应用特点
☆ 定向天线的典型形式
4.5 立体通信体系中的天线
● 单元主要内容
4.5.1 跨应用兼容天线设计要点
☆ 基本概念补充：电磁兼容技术术语
☆ EMC要求
☆☆ 构成干扰三要素
☆☆ 共模和差模
☆☆ 传输途径（空间辐射、导线传导）
☆ 空间辐射电磁波
☆☆ 问题概述
☆☆ 设备内天线辐射
☆☆ 磁场天线的差模电流辐射
☆☆ 骚扰源的频谱分析
☆ 机箱屏蔽方法，特性，改进
小节结语
4.5.2 地空天线系统实现
☆ 雷达系统
☆☆ 工作原理，组成框图
☆☆ 常见功能原理
☆☆ 典例（单脉冲、相控阵、合成孔径）
☆ 微波通信系统
☆☆ 中继转接方式（基带、中频、微波）
☆☆ SDH数字微波通信系统
☆ 微波遥感系统
☆☆ 工作原理
☆☆ 微波遥感器（微波辐射针，微波成像雷达）
☆☆ 应用
4.5.3 水下及地面融合通信支持
☆ 水下天线
☆ 水下与地面融合通信
☆☆ 无线电波
☆☆ 超长波或极长波信号
☆☆ 激光技术第四章 测验第四章 习题
第五章 电波传播视距传播
5.1 视距传播
5.1.1 视距传播的模型
☆ 地面传播模型
☆☆ 光滑地面情况分析
☆☆ 光滑地面的判别标准判别标准
☆ 光滑球面地情况
☆☆ 视线距离
☆☆ 天线的等效高度
☆☆ 球面地的扩散因子
☆ 对流层大气模型
☆☆ 电波在对流层中的折射
☆☆☆ 大气折的射率
☆☆☆ 大气折射及类型
☆☆☆ 等效地球半径
☆☆ 大气衰减
☆☆☆ 原理，特性
☆☆☆ 对工作频率选择的影响
5.1.2 常用的视距传播天线原件
☆ 八木天线/引向天线
☆ 扇形天线
☆ 双锥形天线
☆ 喇叭天线/号角天线
5.2 无线通信中的视距
5.2.1 有效覆盖区域
☆ 地面上的有效反射区
5.2.2 定向扫描技术定义，应用
☆ 定向扫描成像测井技术及其应用
☆ 红外导引头定向扫描控制
5.2.3 天线单元的智能化
☆ 智能天线发展，优点
☆ 智能天线工作原理，工作特性
☆ 智能算法分类
☆ 智能天线特点
5.3 5G 通信及工作频段展望
5.3.1 载频与系统承载潜力
☆ 载频定义
☆ 载频频率与系统承载能力
5.3.2 未来天线突破要数讨论
☆ 发展趋势
☆☆ 天线体积小型化
☆☆ 多种制式网络共天馈应用
☆☆ 天线功能模式向智能化功能方向发展
☆☆ 天线与射频模块连接由分离式向集中式发展
☆ 新型天线关键技术分析
☆☆ 小型化天线技术
☆☆ 多制式天线技术
☆☆ 有源天线技术
5.3.3 跨频段、跨载体展望
☆ 跨频段
☆☆ 载波聚合
☆☆☆ 简介
☆☆☆ 应用
☆☆ TD-LTE多频段负载均衡
☆ 跨载体
☆☆ 简介
☆☆ 实现方式
☆☆ 研究现状
5E 拓展讲座--5G
● 单元主要内容
5E.1 应用前景和技术路线
☆ 5G涉及的应用领域，总体规划
☆ 5G网络架构设计
☆☆ 概述，接入、控制、转发平面
☆☆ 一个可能的5G系统架构
☆☆ 5G网络逻辑视图
☆ 5G系统设计，特征及5G与4G技术的比较
☆☆ 机动车驾驶
☆☆ 移动通信
☆☆ 5G技术发展，应用，规范化时间线
☆ 未来5G系统中各种场景
☆ 5G的关键能力
☆ 5G的关键技术（现状，方向/趋势）
5E.2 技术场景和性能挑战
☆ 天线设计技术进展：电磁声学前沿系列讲座（107、108、110）［已结束］
☆☆ 巧捷万端：5G中的天线技术 陈志宁教授
☆☆ Dual-Frequency Antenna Designs with Large Frequency Ratios 刘颜回教授
☆☆ New Developments, Applications and Future Direction of Gap Waveguide Technology 杨坚教授
Gap Waveguide 简介
☆ 无线传输技术
☆☆ 大规模多天线，信道建模，信道编码
☆☆ 全双工
☆☆ 不同应用场景下不同的技术要求
☆ 挑战以及潜在的解决方案和相应的设计原则
☆ 5G的技术场景
☆☆ 性能挑战，三大主要应用场景，四个主要技术场景
☆☆ 连续广域覆盖场景，热点高容量场景
☆☆ 低功耗大连接场景，低时延高可靠场景
☆ 5G的技术场景与关键性能挑战
☆ 5G技术场景和关键技术的关系
☆ 5G投资产业链
5E.3 关键技术指标需求
☆ 5G关键技术指标需求
第五章 测验
第五章 习题
本章学习参考资料：图库集锦CP4（研究讨论）
1.1 天线与电波概述
****** 课程核心及应用概述
1.1.1 天线概述
☆ 天线工作原理、系统构成方法
☆ 天线的特点、发射及接收天线的设计指标及要点
☆ 天线结构、分析方法概述
1.1.2 各类实用天线展示
☆ 实用天线图片集锦（原理初析）
☆ 天线分类
小节归纳
1.1.3 现代天线设计要点
☆ 天线设计要点概述
☆ 天线的选择与设计
☆ 天线的激励方式
1.1.4 天线前沿研究选讲
● 单元总结
1.2 天线基本单元分析
1.2.1 电基本振子场解：近场、远场及中场特点；辐射功率
1.2.2 电磁对偶原理及其运用
1.2.3 磁偶极子与小环天线（对比分析思路）
● 单元重点
1.3 天线的基本电学参数、互易定理与接收天线
● 单元简介
1.3.1 天线的基本电学参数
☆ 发射天线的基本电参数描述
☆ 天线的方向图、方向系数
☆ 天线的效率、增益与极化
☆ 有效长度与加载技术
☆ 输入与辐射阻抗以及工作频带宽度
小节归纳
1.3.2 互易定理与接收天线
感应电动势法简介（复杂，不实用）
☆ 互易定理概述
☆ 用互易定理分析接收天线
☆ 接收天线的等效电路与电参量
☆ 接收天线的噪声温度
小节归纳
● 单元总结
1.4 现代天线分析样例
1.4.1 对称振子
☆ 对称振子的电流分布
☆ 对称振子的方向特性
☆ 方向图，主瓣宽度，旁瓣电流
☆ 对称振子的辐射功率，辐射阻抗，方向系数
☆ 对称振子的输入阻抗
小节归纳
1.4.2 电磁场叠加原理与天线阵
☆ 天线的方向性
☆ 二元阵与方向图乘积定理
练习:等幅相差90°（用类比方法可自行推导）
☆ 均匀直线阵
☆ 均匀直线边射阵与端射阵
☆ 非均匀等间距直线阵及其改进设计
☆ 天线阵的阻抗
小节归纳
1.4.3 镜像理论及其应用
应用前提
☆ 天线的镜像
☆ 无限大理想导电反射面对天线方向性的影响
小节归纳
****** 本章总结
第一章 测验
第一章 习题
学习参考资料：本章图库集锦CP1（研究讨论）
第二章 简单线天线及宽带天线
2.1 线天线及其改进技术
● 单元主要内容
2.1.1 简单线天线
☆ 简单线天线特征，特性
☆ 水平对称振子天线
水平对称振子小结
☆ V形对称振子
☆ 蝙蝠翼振子
☆ 水平全向天线
小节归纳
2.1.2 宽带天线的实现
☆ 宽带天线的基本概念
☆ 笼形天线
☆ 平面螺旋天线
☆ 螺旋天线锥体表面生长、共型设计
☆ 对数周期天线
小节归纳
2.1.3 直立天线及其加载技术
☆ 加载技术分类，特性
☆ 螺旋鞭天线
☆ 盘锥天线
☆ 垂直地线天线的加载（提高效率）
小节归纳
2.1.4 直线阵
☆ 直线阵的特性
☆ 二元天线阵分析，方向图乘积定理
☆ 均匀直线阵方向图分析，各项性能指标
均匀直线阵小结
小节归纳
● 单元总结
2.2 环形天线单元分析
● 单元主要内容
2.2.1 环形基本天线单元分析
☆ 环形基本天线结构特征，环天线分类
☆ 小环天线
☆ 大环天线
☆ 加载圆环天线及双环天线，变换参数法
小节归纳
2.2.2 行波天线单元分析
☆ 行波天线概述
☆ 行波单导线的辐射场、方向图
☆ 菱形天线
☆ V 形天线（简化菱形）
☆ 圆极化天线
小节归纳
2.2.3 引向天线单元分析
☆ 引向天线结构，特点，分析方法
☆ 半波折合振子（Folded Dipole）
☆ 平衡器--对称天线的馈电
☆ λ/4扼流套、附加平衡段平衡器、U形管平衡器的结构，作用，特点
小节归纳
● 单元总结
2.3 面天线基础
● 单元主要内容
2.3.1 面天线
☆ 面天线概述
☆ 等效原理与惠更斯元的辐射
小节归纳
2.3.2 喇叭天线
☆ 喇叭天线的构成，分类
☆ 矩形喇叭天线
☆ 圆锥喇叭天线
☆ 加脊喇叭天线
☆ 波纹喇叭天线
☆ 口径匹配喇叭天线
☆ 喇叭天线实例
小节归纳
2.3.3 抛物面天线
☆ 抛物面天线的分类，分析方法，应用
☆ 旋转抛物面天线
☆ 卡塞格伦天线（Cassegrain Antenna）分析，优缺点
☆ 抛物面天线实例
小节归纳
****** 单元总结
第一章 测验
第一章 习题
本章学习参考资料：图库集锦CP2（研究讨论）
第三章 缝隙天线贴片天线及EDA
3.1 缝隙天线
● 单元主要内容
3.1.1 缝隙天线工作原理
☆ 缝隙天线概述，优点，等效分析
☆ 电磁场巴比涅原理
☆ 缝隙天线的输入阻抗
☆ 缝隙天线的馈电，波导馈电的缝隙天线
3.1.2 天线的效率分析
☆ 天线的损耗，总效率分析
☆ 天线效率的参考测量方法（只扣除热耗散影响时）
3.1.3 辐射边的尺度压缩设计（尺度压缩技术）
☆ 采用高介电常数的材料（提升等效长度，GPS微带天线为例）
☆ 短路加载
☆☆ PIFA（平面倒F型天线），PILA（平面倒L型天线）
☆☆ 短路“探针”
☆☆ 电阻加载（集中加载技术/分布加载技术）
☆ 开槽开缝（提升有限尺度内的等效长度、加载）
☆ 分型
3.1.4 常见缝隙天线
☆ 矩形波导缝隙元阵列
☆ 有限尺寸金属平面缝隙辐射
☆ 矩形波导壁上缝隙的等效电路
☆ 波导缝隙元等效导纳
☆ 矩形波导缝隙元阵列结构，特点
☆☆ 谐振式缝隙阵
☆☆ 非谐振式缝隙阵
☆☆ 匹配偏斜缝隙阵
☆ 圆柱表面缝隙天线
☆ 异形波导面上的缝隙天线
3.1.5 分形变换
☆ 分形概念，特征
☆ 现代无线通信要求，传统微带天线实现双频和多频工作的方法
☆ 分型变天线定义，优点
☆ 几种典型的分型天线
☆☆ Koch 单极天线
☆☆ Hilbert 分形天线
☆☆ Sierpinski Gasket 分形天线
☆ 分形环天线优势
☆ 分形天线阵列
● 单元总结
3.2 贴片天线
● 单元主要内容
3.2.1 基本贴片及辐射机理
☆ 应用背景及特点
☆ 微带天线的分析方法
☆ 矩形微带天线的等效结构、辐射
☆ 单缝辐射
☆ 矩形微带天线的辐射场、辐射功率、方向性系数
☆ 矩形微带天线的等效电路（边馈）
3.2.2 天线阵列
☆ 天线阵列特性，分类，优点
☆ 方向图乘积定理
☆ 等幅二元阵列
☆ 均匀直线阵
☆ 改进技术
☆ 地面对天线的影响
3.2.3 微带天线结构，原理
☆ 常用微带天线
☆ 圆极化微带天线
☆ 多频带微带天线（如手机双频微带天线）
☆ 微带天线阵、微带行波天线
3.2.4 拓展频带的现代技术
☆ 频率带宽衡量方法
☆ 拓展频带的各种方法的原理，经典样例
☆☆ 降低等效谐振电路Q值：增大h，降低介电常数
☆☆ 附加阻抗匹配网络
☆☆ 采用楔形或者阶梯形基板
☆☆ 采用非线性调整元件（加变容管）
☆☆ 附加无源贴片
☆☆ 采用多层结构
☆☆ 开U形槽
☆☆ 其他办法
● 单元总结
3.3 片式天线现代应用及EDA
● 单元主要内容
3.3.1 手机天线与设计要点
☆ 手机天线分类（根据结构方式、连接方式）
☆ 外置天线分类
☆ 假内置特性，设计要求
☆ PIFA天线（Planar Inverted F Antenna，倒F）基本属性，所需条件
☆ 直板机PIFA天线，重要参数，馈点和接地的摆放
☆ 翻盖或滑盖手机PIFA天线原理，常见设计优缺点
☆ PIFA的局限
☆ Internal Planar Monopole（内置平面单极天线）意义，发展
☆ Monopole天线设计要求
☆ Internal Helix（内置螺旋天线）
☆ Furukawa天线设计要求
☆ Chipset（片式天线）特点，设计要求
☆ Bluetooth & WiFi（蓝牙 无线双模，都属于Chipset天线）
3.3.2 GPS北斗天线分析展示（工作原理，结构模型）
☆ 用于北斗导航系统的嵌套复合环微带多频天线
☆ 北斗导航系统的小型化分形鱼鳍阵列天线
☆ 北斗导航系统月牙圆弧分布加载双频圆极化多馈微带天线
☆ 带变电抗谐振环的CSRR分布控制北斗双频天线
☆ 团队/课题组？专利？天线设计展示（https://boya.xmu.edu.cn）
3.3.3 现代天线设计EDA（Electronic Design Automation, 电子设计自动化）软件简介，功能特点
☆ 微波射频领域EDA软件列表
☆ 电磁学数值求解方法分类（频域、时域两大类）
☆ HFSS仿真软件：基于有限元
☆ CST仿真软件：基于时域有限积分
● 单元总结
●● 本章总结
3S1 专题报告：最新高性能天线设计方法（林斌副教授）
● 专题简介
3S1.1 设计方法，特性
☆ 镜像补偿结构
☆ 微观分形结构
☆ 生长式分形结构
☆ 复合分形结构
☆ 分形缝隙结构
☆ 分形阵列天线
☆ “嵌入式”缝隙分形结构
☆ 陶瓷薄片-铁氧体涂层复合结构
3S1.2 设计案例
☆ 第五代移动通信系统镜像补偿折叠偶极子天线
☆ 第五代移动通信系统微观分形镜像折叠偶极子天线
☆ 三频段高稳定辐射生长式分形微带天线
☆ 用于第四代移动通信的复合分形天线
☆ 高兼容性分形阵列仿生天线
● 归纳总结
3S2 专题报告：漏波天线理论与设计 （李伟文副教授）
3S2.1 漏波天线简述
☆ 为一类行波天线，特性，起源（矩形波导开缝）
☆ 分类（均匀、周期性，快波、慢波）
3S2.2 均匀漏波天线辐射原理
☆ 辐射条件，传播常数（相位常数、衰减系数）
☆ 无限、有限尺寸漏波结构辐射分析
☆ 波束扫描特性
归纳总结
3S2.3 周期型漏波天线辐射原理
☆ 周期函数，空间谐波
☆ 模式的辐射条件
☆☆ 基模属于快波
☆☆ 基模属于慢波
总结
第三章 测验
第三章 习题
本章学习参考资料：图库集锦CP3（研究讨论）
第四章 电波传播初步
4.1 电波传播入门介绍
● 单元主要内容
4.1.1 概述（频率范围及五种传播方式简介）
☆ 地波传播
☆ 对流层电波传播：低空大气层
☆ 电离层传播
☆ 地——电离层波导传播：电波在地球表面及以电离层为界的空间内传播
☆ 大气层及星际空间电波传播（卫星）
☆ 无线电波谱
☆ 电波传播特性的影响因素
4.1.2 自由空间电波传输
☆ 自由空间传播损耗（扩散）
☆ 衰减损耗（吸收损耗）
☆ 路径传输损耗（基本传输损耗）
☆ 电道的传输损耗（考虑天线电学性能）
结论，练习
4.1.3 电波传播的菲涅尔区
☆ 二次波源与菲涅尔环带
☆ 电波传播的主要通道
4.1.4 传播媒质对电波传播的影响
☆ 传输损耗
☆ 衰落（吸收形、干涉形）
☆ 传输失真
☆ 电波的折射、反射、绕射
4.1.5 干扰与噪声
☆ 信道模型的一般表示式
☆ 电磁噪声的分类，表述方法
4.2 地波传播
● 单元主要内容
4.2.1 地球表面电特性
4.2.2 地波传播特性
☆ 地波传播原理、定义、特点、分析方法
☆ 波前倾斜现象及其能流解释法
☆ 地波传播时场的结构
☆ 地波传播特性
4.2.3 地波场强计算
☆ CCIR曲线图使用条件，所需参数计算方式
4.2.4 地面不均匀性对地波传播的影响
☆ 不同性质地面上传播时（环境载体变化）电场近似计算方法
☆ 地质沿不均匀媒质传播时的场强曲线
4.3 天波传播及短波传播
● 单元主要内容 天波传播概念，方式，优缺点
4.3.1 电离层
☆ 电离层基本概念
☆ 电离层结构特点
☆ 电离层变化规律
☆ 电离层的等效电参数推导
☆ 电离层的介电性质（基本特性、电导率、各向异性、双折射）
4.3.2 无线电波在电离层中的传播
☆ 电离层折射率近似推导
☆ 反射条件（传播距离）分析
☆ 电离层的吸收的定义，分类，特性
4.3.3 短波天波的传播
☆ 短波天波概念，用途，优缺点
☆ 短波天波传输模式
☆ 短波天波传播工作频率的选择
☆ 短波天波传输特性
☆ 短波传输的基本特点
☆☆ 衰落：信号的随机起伏
☆☆ 多径延时特性
☆☆ 静区
☆☆ 回波现象
4.4 短波传播常用的抛物面天线及定向天线
4.4.1 抛物面天线简介
☆ 抛物面天线的特点，组成（馈源、反射面）
☆ 抛物面天线的几何关系
☆ 抛物面天线口径场分析
☆ 抛物面天线辐射场分析
☆ 抛物面天线方向性与增益
☆ 增益因子与抛物面半张角关系曲线
4.4.2 定向天线简介
☆ 定向天线基本概念
☆ 定向天线应用特点
☆ 定向天线的典型形式
4.5 立体通信体系中的天线
● 单元主要内容
4.5.1 跨应用兼容天线设计要点
☆ 基本概念补充：电磁兼容技术术语
☆ EMC要求
☆☆ 构成干扰三要素
☆☆ 共模和差模
☆☆ 传输途径（空间辐射、导线传导）
☆ 空间辐射电磁波
☆☆ 问题概述
☆☆ 设备内天线辐射
☆☆ 磁场天线的差模电流辐射
☆☆ 骚扰源的频谱分析
☆ 机箱屏蔽方法，特性，改进
小节结语
4.5.2 地空天线系统实现
☆ 雷达系统
☆☆ 工作原理，组成框图
☆☆ 常见功能原理
☆☆ 典例（单脉冲、相控阵、合成孔径）
☆ 微波通信系统
☆☆ 中继转接方式（基带、中频、微波）
☆☆ SDH数字微波通信系统
☆ 微波遥感系统
☆☆ 工作原理
☆☆ 微波遥感器（微波辐射针，微波成像雷达）
☆☆ 应用
4.5.3 水下及地面融合通信支持
☆ 水下天线
☆ 水下与地面融合通信
☆☆ 无线电波
☆☆ 超长波或极长波信号
☆☆ 激光技术第四章 测验第四章 习题
第五章 电波传播视距传播
5.1 视距传播
5.1.1 视距传播的模型
☆ 地面传播模型
☆☆ 光滑地面情况分析
☆☆ 光滑地面的判别标准判别标准
☆ 光滑球面地情况
☆☆ 视线距离
☆☆ 天线的等效高度
☆☆ 球面地的扩散因子
☆ 对流层大气模型
☆☆ 电波在对流层中的折射
☆☆☆ 大气折的射率
☆☆☆ 大气折射及类型
☆☆☆ 等效地球半径
☆☆ 大气衰减
☆☆☆ 原理，特性
☆☆☆ 对工作频率选择的影响
5.1.2 常用的视距传播天线原件
☆ 八木天线/引向天线
☆ 扇形天线
☆ 双锥形天线
☆ 喇叭天线/号角天线
5.2 无线通信中的视距
5.2.1 有效覆盖区域
☆ 地面上的有效反射区
5.2.2 定向扫描技术定义，应用
☆ 定向扫描成像测井技术及其应用
☆ 红外导引头定向扫描控制
5.2.3 天线单元的智能化
☆ 智能天线发展，优点
☆ 智能天线工作原理，工作特性
☆ 智能算法分类
☆ 智能天线特点
5.3 5G 通信及工作频段展望
5.3.1 载频与系统承载潜力
☆ 载频定义
☆ 载频频率与系统承载能力
5.3.2 未来天线突破要数讨论
☆ 发展趋势
☆☆ 天线体积小型化
☆☆ 多种制式网络共天馈应用
☆☆ 天线功能模式向智能化功能方向发展
☆☆ 天线与射频模块连接由分离式向集中式发展
☆ 新型天线关键技术分析
☆☆ 小型化天线技术
☆☆ 多制式天线技术
☆☆ 有源天线技术
5.3.3 跨频段、跨载体展望
☆ 跨频段
☆☆ 载波聚合
☆☆☆ 简介
☆☆☆ 应用
☆☆ TD-LTE多频段负载均衡
☆ 跨载体
☆☆ 简介
☆☆ 实现方式
☆☆ 研究现状
5E 拓展讲座--5G
● 单元主要内容
5E.1 应用前景和技术路线
☆ 5G涉及的应用领域，总体规划
☆ 5G网络架构设计
☆☆ 概述，接入、控制、转发平面
☆☆ 一个可能的5G系统架构
☆☆ 5G网络逻辑视图
☆ 5G系统设计，特征及5G与4G技术的比较
☆☆ 机动车驾驶
☆☆ 移动通信
☆☆ 5G技术发展，应用，规范化时间线
☆ 未来5G系统中各种场景
☆ 5G的关键能力
☆ 5G的关键技术（现状，方向/趋势）
5E.2 技术场景和性能挑战
☆ 天线设计技术进展：电磁声学前沿系列讲座（107、108、110）［已结束］
☆☆ 巧捷万端：5G中的天线技术 陈志宁教授
☆☆ Dual-Frequency Antenna Designs with Large Frequency Ratios 刘颜回教授
☆☆ New Developments, Applications and Future Direction of Gap Waveguide Technology 杨坚教授
Gap Waveguide 简介
☆ 无线传输技术
☆☆ 大规模多天线，信道建模，信道编码
☆☆ 全双工
☆☆ 不同应用场景下不同的技术要求
☆ 挑战以及潜在的解决方案和相应的设计原则
☆ 5G的技术场景
☆☆ 性能挑战，三大主要应用场景，四个主要技术场景
☆☆ 连续广域覆盖场景，热点高容量场景
☆☆ 低功耗大连接场景，低时延高可靠场景
☆ 5G的技术场景与关键性能挑战
☆ 5G技术场景和关键技术的关系
☆ 5G投资产业链
5E.3 关键技术指标需求
☆ 5G关键技术指标需求
第五章 测验
第五章 习题
本章学习参考资料：图库集锦CP4（研究讨论）