LÝ THUYẾT TRƯỜNG điện từ và SIÊU CAO tần

Mục tiêu của môn học - Kiến thức: Phương pháp khảo sát tương tác của trường điện từ với các môi trường chất; sự lan truyền của sóng trong không gian tự do, trong các hệ định hướng.... -

LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ VÀ SIÊU CAO TẦN

(Electromagnetic Field Theory and Microwave Engineering Fundamentals)

1 Thông tin chung về môn học

- Tên môn học: Lý thuyết trường điện từ và siêu cao tần

- Mã môn học: DTLM1203

- Số đvht: 5

- Loại môn học: bắt buộc

- Các môn học tiên quyết: Vật lý, Toán cao cấp, Lý thuyết mạch

- Phân bổ giờ đối với các hoạt động:

 Giảng lý thuyết : 69 tiết

 Hướng dẫn bài tập trên lớp : 2 tiết

 Thảo luận trên lớp :

 Thực hành, thí nghiệm : 4 tiết

 Hoạt động theo nhóm :

- Khoa/Bộ môn phụ trách môn học: Kỹ thuật Điện tử/ Lý thuyết mạch

2 Mục tiêu của môn học

- Kiến thức: Phương pháp khảo sát tương tác của trường điện từ với các môi trường chất; sự lan truyền của sóng trong không gian tự do, trong các hệ định hướng

- Kỹ năng: Áp dụng hệ phương trình Macxoen, các đinh luật, các phương trình để giải các bài toán về trường điện từ và siêu cao tần

- Thái độ, chuyên cần: Nghiêm túc, đi học đầy đủ có ý thức xây dựng bài học

3 Tóm tắt nội dung môn học

Học phần Lý thuyết trường điện từ và Kỹ thuật siêu tần thuộc phần kiến thức cơ sở cho các chuyên ngành, điện – điện tử, viễn thông Học phần này có mục đích xây dựng những phương pháp khảo sát, nêu những khái niệm cơ bản chung liên quan đến trường điện từ, trình bày các định luật, các nguyên lý cơ bản của trường điện từ, cùng các quy luật và tính chất lan truyền của sóng điện từ trong chân không, trong không gian vô hạn và các quá trình lan truyền sóng siêu cao tần trong các loại đường truyền dẫn phổ biến Mô tả các quá trình dao động điện từ ở dải siêu cao tần trong các mạch dao động cộng hưởng khác nhau Nghiên cứu nguyên lý các mạng nhiều cực siêu cao tần và các linh kiện điện tử và bán dẫn siêu cao tần

4 Nội dung chi tiết môn học

Chương 1: Các định luật và nguyên lý cơ bản của trường điện từ

1.1 Các đại lượng đặc trưng cơ bản cho trường điện từ

1.2 Định luật Ôm và định luật bảo toàn điện tích

1.3 Các đặc trưng cơ bản của môi trường truyền sóng điện từ

1.4 Các phương trình Macxoen

1.5 Điều kiện bờ đối với các vectơ của trường điện từ

1.6 Năng lượng của trường điện từ - Định lý Poyntinh

1.7 Định lý nghiệm duy nhất

1.8 Trường tĩnh điện

1.9 Từ trường của dòng điện không đổi

1.10 Trường điện từ biến thiên

Chương 2: Bức xạ sóng điện từ

2.1 Phương trình sóng cho các vecto cường độ trường

2.2 Phương trình sóng cho thế điện động

2.3 Phương trình sóng cho vecto Hec

2.4 Tìm nghiệm phương trình sóng

2.5 Trường điện từ của lưỡng cực điện

2.6 Trường điện từ của lưỡng cực từ

Chương 3: Sóng điện từ phẳng

3.1 Nghiệm phương trình sóng đối với sóng phẳng

3.2 Sự phân cực của sóng phẳng

3.3 Sóng phẳng đồng nhất trong các môi trường đồng nhất và đẳng hướng

3.4 Hiệu ứng bề mặt

3.5 Sự phản xạ và khúc xạ sóng điện từ

3.6 Điều kiện bờ gần đúng Lêôntôvich

3.7 Nguyên lý HuyGhen-Kiêchôp

3.8 Nguyên lý dòng tương đương

Chương 4: Sóng điện từ phẳng trong các hệ định hướng

4.1 Khái niệm về sóng điện từ định hướng và các hệ định hướng

4.2 Tìm nghiệm phương trình sóng trong hệ định hướng tổng quát

4.3 Ống dẫn sóng chữ nhật

4.4 Ống dẫn sóng trụ tròn

4.5 Cáp đồng trục

4.6 Đường dây song hành

4.7 Mạch giải

4.8 Ống dẫn sóng điện môi

Chương 5: Hộp cộng hưởng

5.1 Độ phẩm chất của hộp cộng hưởng, các hộp cộng hưởng đơn giản

5.2 Các hộp cộng hưởng phức tạp

5.3 Điều chỉnh tần số cộng hưởng của hộp cộng hưởng

5.4 Kích thích và ghép năng lượng trong ống dẫn sóng và hộp cộng hưởng

Chương 6: Mạng nhiều cực siêu cao tần

6.1 Mạng nhiều cực siêu cao tần

6.2 Ma trận sóng của mạng nhiều cực siêu cao

6.3 Mạng 2 cực

6.4 Mạng 4 cực

6.5 Một số ví dụ về mạng 4 cực đơn giản

6.6 Các loại chuyển tiếp

6.7 Các bộ suy giảm

6.8 Các bộ quay pha

6.9 Mạng 6 cực

6.10 Các bộ ghép định hướng

6.11 Các bộ cầu siêu cao

6.12 Các phần tử siêu cao tần có ferít

6.13 Phối hợp trở kháng ở siêu cao tần

6.14 Bộ lọc siêu cao tần

5 Học liệu

- Học liệu bắt buộc:

+ Sách, giáo trình chính:

[1] Kiều Khắc Lâu, Lý thuyết trường Điện từ, NXB Giáo dục, 1999.

[2] Kiều Khắc Lâu, Cơ sở kỹ thuật siêu cao tần, NXB Giáo dục, 1998.

- Học liệu tham khảo

[1].Đinh Văn Niệm, Bài giảng Lý thuyết trường điện từ, Học viện Công nghệ Bưu

chính Viễn thông, 1999

[2].Nguyễn Bình Thành, Nguyễn Trần Quân, Lê Văn Bảng, Cơ sở lý thuyết trường điện từ, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1970.

[3].Phan Anh, Trường điện từ và truyền sóng, NXB ĐHQG Hà Nội, 2000.

[4].Ngô Nhật Ảnh, Trương Trọng Tuấn Mỹ, Trường điện từ, NXB Đại học Quốc

gia Tp.HCM, 2000

[5].Vũ Đình Thành, Lý thuyết cơ sở kỹ thuật siêu cao tần, NXB Khoa học và Kỹ

thuật, 1997

[6].Ngô Nhật Ảnh, Trương Trọng Tuấn Mỹ, Bài tập trường điện từ, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2000

[7].David M.Pozar, Microwave Engineering – 2 nd edition, John Wiley & Sons,

Inc., 1998

[8].J.A.Stratton, Electromagnetic theory, Mc.Graw Hill book company Inc New

York and London 1941

[9].J.Van Bladet, Electromagnetic fields, Mc.Graw Hill book company Inc New

York and London 1964

- Học liệu bổ trợ

Phần mềm Matlab

6 Hình thức tổ chức dạy học:

Lịch trình dạy

Thời

Hình thức tổ chức dạy-học

Yêu cầu sinh viên chuẩn bị trước khi lên lớp

Ghi chú

Giờ lên lớp Thực

hành, thí nghiệ

m (đã quy đổi)

Tự học, tự nghiê

n cứu

(Giờ)

Lý thuyết

Hướn

g dẫn Bài tập

Thảo luận

Tuần 1: Chương 1: Các

định luật và nguyên lý cơ

bản của trường điện từ

1.1. Các đại lượng đặc

trưng cơ bản cho trường điện từ

1.2. Định luật Ôm và định

luật bảo toàn điện tích

Quyển 1,

tr 1-19

1.3. Các đặc trưng cơ bản

của môi trường truyền sóng điện từ

1.4. Các phương trình

Macxoen

1.5. Điều kiện bờ đối với

các vectơ của trường điện từ

1.6. Năng lượng của

trường điện từ - Định

lý Poyntinh

Tuần 2:

1.7. Định lý nghiệm duy

nhất

1.8. Trường tĩnh điện

1.9. Từ trường của dòng

điện không đổi

1.10.Trường điện từ biến

thiên

5

Đọc Quyển 1, trang 19 – 43

Tuần 3:

Chương 2: Bức xạ sóng

điện từ

2.1.Phương trình sóng cho

các vecto cường độ trường

2.2.Phương trình sóng cho

thế điện động

2.3.Phương trình sóng cho

vecto Hec

5

Đọc Quyển 1, trang 45 – 51

Tuần 4:

2.4.Tìm nghiệm phương

trình sóng

2.5.Trường điện từ của

lưỡng cực điện

2.6.Trường điện từ của

lưỡng cực từ

5

Đọc Quyển 1, trang 52 – 62

Tuần 5: Chương 3: Sóng điện từ

phẳng

3.1. Nghiệm phương

trình sóng đối với sóng phẳng

3.2. Sự phân cực của

sóng phẳng

3.3. Sóng phẳng đồng

nhất trong các môi

Quyển 1, trang 67 – 72

trường đồng nhất và đẳng hướng

Tuần 6:

3.3 Sóng phẳng đồng nhất

trong các môi trường đồng nhất và đẳng hướng (tiếp theo)

3.4. Hiệu ứng bề mặt

3.5. Sự phản xạ và khúc

xạ sóng điện từ

Đọc Quyển 1, trang 71 – 83

Tuần 7:

3.6. Điều kiện bờ gần

đúng Lêôntôvich

3.7. Nguyên lý

HuyGhen-Kiêchôp

3.8. Nguyên lý dòng

tương đương.

Kiểm tra giữa kỳ

5

Đọc Quyển 1, trang 84 – 90

Tuần 8:

Chương 4: Sóng điện từ

phẳng trong các hệ định

hướng

4.1. Khái niệm về sóng

điện từ định hướng và các hệ định hướng

phương trình sóng trong hệ định hướng tổng quát

4.3. Ống dẫn sóng chữ

nhật

5

Đọc Quyển 2, trang 7 – 21

Tuần 9:

4.3 Ống dẫn sóng chữ nhật

(tiếp theo)

4.4.Ống dẫn sóng trụ tròn

4.5. Cáp đồng trục

Đọc Quyển 2, trang 21 – 41

Tuần 10 4.6.4.7.Đường dây song hành.Mạch giải

4.8.Ống dẫn sóng điện môi 5

Đọc Quyển 2, trang 42 – 55.

Tuần 11 Chương 5: Hộp cộng

trang 65

5.1.Độ phẩm chất của hộp

cộng hưởng, các hộp cộng hưởng đơn giản

5.2.Các hộp cộng hưởng

phức tạp

5.3.Điều chỉnh tần số cộng

hưởng của hộp cộng hưởng

– 92

Tuần 12

5.4.Kích thích và ghép

năng lượng trong ống dẫn sóng và hộp cộng hưởng

Chương 6: Mạng nhiều

cực siêu cao tần

6.1.Mạng nhiều cực siêu

cao tần

6.2.Ma trận sóng của mạng

nhiều cực siêu cao

6.3.Mạng 2 cực

6.4.Mạng 4 cực

5

Đọc Quyển 2, trang 95 – 126

Tuần 13

6.5.Một số ví dụ về mạng 4

cực đơn giản

6.6.Các loại chuyển tiếp

6.7.Các bộ suy giảm

6.8. Các bộ quay pha

6.9. Mạng 6 cực

6.10. Các bộ ghép định

hướng

5

Đọc Quyển 2, trang

127 – 156.

Tuần 14 6.11. Các bộ cầu siêu cao

6.12. Các phần tử siêu cao

tần có ferít

6.13. Phối hợp trở kháng ở

Quyển 2, trang

157 – 217.

siêu cao tần

6.14. Bộ lọc siêu cao tần

Ghi chú: Thống nhất toàn bộ các môn học sẽ thực hiện kiểm tra giữa kỳ vào tuần thứ 8

7 Thang điểm đánh giá: từ 0 đến 10

8 Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học: bao gồm các

phần sau (hình thức kiểm tra cuối kỳ, trọng số các nội dung cần phải thông qua Trưởng

Bộ môn)

8.1 Các loại điểm kiểm tra và hình thức đánh giá:

- Tham gia học tập trên lớp: (đi học đầy đủ, chuẩn bị bài tốt và tích cực thảo luận,…);

- Phần tự học, tự nghiên cứu có hướng dẫn của giảng viênHoạt động theo nhóm:

- Kiểm tra - đánh giá giữa kì: thi viết

- Kiểm tra - đánh giá cuối kì: thi viết

8.2 Trọng số các loại điểm kiểm tra:

- Thực hành/Thí nghiệm/Bài tập/Thảo luận: 15 %