Đề cương chi tiết học phần Trường điện từ và anten

Học phần Trường điện từ và anten trang bị cho người học những khái niệm cơ bản 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. Mời các bạn cùng tham khảo đề cương để biết thêm các nội dung chi tiết về môn học.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ VÀ ANTEN THÔNG TIN CHUNG Tên học phần (tiếng Việt): TRƯỜNG ĐIỆN TỪ VÀ ANTEN Tên học phần (tiếng Anh): The Electromagnetic Field and Antenna Theory Mã môn học: 29 Khoa/Bộ môn phụ trách: Kỹ thuật viễn thông Giảng viên phụ trách chính: Th.S Trần Thị Thu Hường Email: ttthuong.kdt@uneti.edu.vn GV tham gia giảng dạy: TS Nguyễn Thị Hồng Nhung Số tín chỉ: (54, 12, 60) Số tiết Lý thuyết: 54 Số tiết TH/TL: 12 54+12/2 = 15 tuần x tiết/tuần Số tiết Tự học: 60 Tính chất học phần: Bắt buộc Học phần tiên quyết: Không Học phần học trước: Không Các yêu cầu học phần: Sinh viên có tài liệu học tập MƠ TẢ HỌC PHẦN Trường điện từ anten học phần bắt buộc chương trình đào tạo đại học ngành Kỹ thuật Truyền thông Học phần trang bị cho người học khái niệm liên quan đến trường điện từ, trình bày định luật, nguyên lý trường điện từ, quy luật tính chất lan truyền sóng điện từ chân không, không gian vô hạn trình lan truyền sóng siêu cao tần loại đường truyền dẫn phổ biến Dựa kiến thức lý thuyết trường điện từ, trang bị kỹ thuật siêu cao tần, phương pháp phân tích, tính tốn sóng điện từ truyền phần tử siêu cao tần Ngồi ra, mơn học cịn cung cấp cho người học lý thuyết anten, kỹ thuật anten, ứng dụng anten hệ thống thông tin liên lạc (phát thanh, truyền hình, thơng tin vệ tinh…), loại anten thực tế MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC Kiến thức Vận dụng kiến thức hình họa – vẽ kỹ thuật để xây dựng phương pháp thiết lập vẽ chi tiết, vẽ lắp thơng dụng ngành khí, sơ đồ vẽ ngành xây dựng theo tiêu chuẩn TCVN Trình bày phương pháp đọc hiểu vẽ kỹ thuật giải thích tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật Vận dụng kiến thức vật lý, lý thuyết mạch điện tử để giải toán trường điện từ Nắm kiến thức lý thuyết trường, truyền sóng, kỹ thuật siêu cao tần anten Hiểu phương pháp tính tốn, thiết kế phần tử hệ thống siêu cao tần Trình bày nguyên lý truyền sóng điện từ, nguyên lý xạ loại anten tính chất chúng Kỹ Từ kiến thức hiểu được, tính tốn q trình truyền dẫn sóng điện từ hệ thống phần tử siêu cao tần, biết cách phân tích, tính toán thiết kế phần tử siêu cao tần anten Phẩm chất đạo đức trách nhiệm Rèn luyện tác phong cẩn thận, tính nghiêm túc, trách nhiệm, chủ động, tích cực, chăm CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN Mã Mô tả CĐR học phần CĐR CĐR Sau học xong môn học này, người học có thể: CTĐT G1 Về kiến thức Nắm, hiểu kiến thức định luật, nguyên lý trường điện từ, quy luật tính chất lan truyền sóng điện từ chân khơng, khơng gian vơ hạn q trình lan truyền sóng G1.1.1 siêu cao tần loại đường truyền dẫn phổ biến; lý thuyết đặc [1.4.1] tính anten, kỹ thuật anten, ứng dụng anten hệ thống thông tin liên lạc loại anten thực tế; Hiểu phương trình Maxwell; Nắm vững chất sóng điện từ truyền sóng G1.1.2 Trình bày lý thuyết phân tích đặc tính anten, giải thích nguyên lý hoạt động sóng mơi trường khơng [1.4.1] gian hay mơi trường đặc biệt khác, trình bày nguyên lý đo đạc lĩnh vực tần số cao Vận dụng định luật Gauss; hiểu, tính toán xác định mối G1.2.1 quan hệ điện trường điện thế, áp dụng định luật để tìm từ trường [1.4.1] H dịng dẫn, mật độ đường, mật độ mặt, mật độ khối tạo ra; Giải tốn mạch từ G1.2.2 Phân tích, định, tính tốn thiết kế cấu hình hệ thống thơng tin [1.4.2] ứng dụng thực tế Về kỹ G2 Tính tốn điện trường, điện thơng điện điện tích điểm phân bố mật độ đường hay phân bố mật độ mặt, hay G2.1.1 phân bố mật độ khối tạo ra; tính tốn từ trường, từ thông, lực [2.1.1] từ mạch từ giải tốn điều kiện biên, tính cơng suất truyền sóng sóng điện từ G2.1.2 Tính tốn, so sánh đặc tính loại anten khác G2.1.3 Phân tích, lựa chọn, thiết kế anten thích hợp mơi trường truyền [2.1.1] [2.1.3] khác Thảo luận, nhận biết hình thành vấn đề kỹ thuật Ước lượng G2.2.1 phân tích định tính vấn đề; tính tốn, xử lý số liệu kết luận [2.1.3] vấn đề đặt G2.2.2 Kỹ làm việc nhóm, làm việc độc lập; kỹ hợp tác [2.2.4] G2.2.3 Kỹ đọc hiểu tài liệu chuyên môn tiếng Anh [2.2.6] G3 Năng lực tự chủ trách nhiệm Có lực dẫn dắt chuyên môn, nghiệp vụ đào tạo; có sáng G3.1.1 kiến q trình thực nhiệm vụ giao; có khả tự định [3.1.1] hướng, thích nghi với mơi trường làm việc khác Có lực tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ; có khả đưa kết luận vấn G3.1.2 đề chuyên môn, nghiệp vụ thông thường số vấn đề phức tạp [3.1.2] mặt kỹ thuật; có lực lập kế hoạch, điều phối, phát huy trí tuệ tập thể; có lực đánh giá cải tiến hoạt động chuyên môn G3.2.1 Có trách nhiệm nghiên cứu, tìm hiểu thêm mơn học [3.2.1] G3.2.2 G3.2.3 Có trách nhiệm chia sẻ trao đổi chun mơn để bổ sung, nâng cao trình độ kinh nghiệm, đóng góp phát triển xã hội Nhận thức tầm quan trọng trường điện từ anten hệ thống truyền dẫn thông tin [3.2.2] [3.2.3] 5.NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY Tuần Nội dung Số Số tiết tiết LT TH Tài liệu học tập, tham khảo Chương 1: Các định luật nguyên lý trường điện từ 1.1 Các đại lượng đặc trưng cho trường điện từ môi trường chất 1.2 Các phương trình maxwell 1.3 Điều kiện bờ vectơ trường điện từ 1.4 Năng lượng trường điện từ - định lý poynting 1.5 Trường tĩnh điện 1.6 Từ trường dịng điện khơng đổi 1.7 Trường điện từ biến thiên Chương 2: Sóng điện từ 2.1 Bức xạ sóng điện từ 1, 2, 2.1.1 Nghiệm phương trình Maxwell- Hàm 2.1.2 Nghiệm phương trình - Thế chậm 2.1.3 Bức xạ Dipol điện 2.1.4 Trường điện từ lưỡng cực từ 2.1.5 Trường xạ hệ thống anten 2.2 Sóng điện từ 2.2.1 Sóng điện từ phẳng tính chất sóng điện từ 2.2.2 Bức xạ sóng điện từ 2.2.3 Nguồn xạ sóng điện từ (cơ bản) 2.3.4 Nguồn xạ sóng điện từ định hướng Tuần Nội dung Số Số tiết tiết LT TH Tài liệu học tập, tham khảo Chương 3: Kỹ thuật siêu cao tần 3.1 Đường truyền siêu cao tần 3.1.1 Giới thiệu chung kỹ thuật siêu cao tần 3.1.2 Mô hình tương đường đường truyền siêu cao tần 3.1.3 Đường truyền không tổn hao 3.1.4 Đồ thị Smith 3.1.5 Đường truyền không tổn hao nối nguồn tải 3.2 Kỹ thuật phối hợp trở kháng 1, 3.2.1 Tổng quan phối hợp trở kháng 3.2.2 Kỹ thuật phối hợp trở kháng dùng vi phần tử LC 3.2.3 Kỹ thuật phối hợp trở kháng dùng đoạn đường truyền lamda/4 3.2.4 Kỹ thuật phối hợp trở kháng dùng dây chêm đơn 3.3 Phân tích mạng siêu cao tần 3.3.1 Ma trận truyền đạt [ABCD] 3.3.2 Ma trận trở kháng dẫn nạp [Z], [Y] 3.3.3 Ma trận tán xạ [S] Chữa tập + kiểm tra 1,2,5 Chương 4: Kỹ thuật truyền sóng 4.1 Giới thiệu chung truyền sóng 1,4,6 4.1.1 Các phương pháp truyền lan sóng điện từ 4.1.2 Quá trình truyền lan sóng khơng gian tự 4.1.3 Các cơng thức truyền sóng hệ số suy giảm sóng Tuần Nội dung Số Số tiết tiết LT TH Tài liệu học tập, tham khảo 4.2 Truyền lan sóng cực ngắn 4.2.1 Giới thiệu chung sóng cực ngắn 4.2.2 Các phương pháp truyền lan sóng cực ngắn 1,4,6 4.2.3 Truyền lan sóng giới hạn nhìn thấy trực tiếp với điều kiện lý tưởng 4.2.4 Truyền lan sóng giới hạn nhìn thấy trực tiếp kể đến ảnh hưởng địa hình 4.2.5 Các dạng pha đinh biện pháp chống pha đinh 4.3 Kênh truyền sóng vơ tuyến 4.3.1 Giới thiệu chung 4.3.2 Kênh truyền sóng miền khơng gian 10 4.3.3 Kênh truyền sóng miền tần số 1,4,6 4.3.4 Kênh truyền sóng miền thời gian 4.3.5 Quan hệ thông số miền khác Chương 5: Lý thuyết anten 11 5.1 Giới thiệu 5.2 Các tham số anten 1,3,6 5.3 Nguồn xạ nguyên tố 5.4 Các loại anten 5.4.1 Anten chấn tử 12 5.4.1.1 Anten chấn tử đối xứng 5.4.1.2 Anten chấn tử đơn 1,3,6 5.4.1.3 Anten nhiều chấn tử 5.4.2 Anten góc mở 5.4.2.1 Nguyên lý xạ mặt 13 5.4.2.2 Anten loa 5.4.2.3 Anten gương 5.4.2.4 Anten khe 1,3,6 Tuần Nội dung Số Số tiết tiết LT TH Tài liệu học tập, tham khảo 5.4.2.5 Anten vi dải 5.4.3 Anten hệ thống thông tin tiên tiến 5.4.3.1 Anten thông minh 5.4.3.2 Kỹ thuật đa anten 1,3,6 5.4.3.3 Anten cho hệ thống băng siêu rộng 14 Chương 6: Kỹ thuật anten 6.1 Tổng hợp đồ thị phương hướng 9.2 Mở rộng dải tần 6.3 Giảm nhỏ kích thước 6.4 Cấp điện phối hợp trở kháng 15 1,3,6 6.5 Tạp âm anten Chữa tập kiểm tra 1,2,3,4,5,6 6.MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN Mức 1: Thấp Mức 2: Trung bình Mức 3: Cao Chương Nội dung Chuẩn đầu học phần giảng dạy G1.1.1 G1.1 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1 G2.1.3 G2.2.1 G2.2.2 G2.2.3 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 G3.2.2 G3.2.3 Chương 1: Các định luật nguyên lý trường điện từ 1.1 Các đại lượng đặc trưng cho trường 2 2 2 2 2 2 2 2 2 điện từ mơi trường chất 1.2 Các phương trình maxwell 1.3 Điều kiện bờ vectơ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 trường điện từ 1.4 Năng lượng trường điện từ định lý poynting 1.5 Trường tĩnh điện 1.6 Từ trường dịng điện khơng đổi 1.7 Trường điện từ 2 biến thiên Chương 2: Sóng điện từ 2.1 Bức xạ sóng 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 điện từ 2.2 Sóng điện từ Chương 3: Kỹ thuật siêu cao tần 3.1 Đường truyền 2 2 2 2 2 siêu cao tần 3.2 Kỹ thuật phối 2 hợp trở kháng 3.3 Phân tích mạng siêu cao 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 tần 3.4 Bài tập Chương 4: Kỹ thuật truyền sóng 4.1 Giới thiệu chung truyền 2 2 2 2 2 2 2 2 2 sóng 4.2 Truyền lan sóng 2 cực ngắn 4.3 Kênh truyền 2 sóng vô tuyến Chương 5: Lý thuyết anten 5.1 Giới thiệu 5.2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Các tham số anten 5.3 Nguồn xạ nguyên tố 5.4 Các loại anten Chương 6: Kỹ thuật anten 6.1 Tổng hợp đồ thị phương hướng 2 2 2 6.2 Mở rộng dải tần 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6.3 Giảm nhỏ kích thước 2 6.4 Cấp điện phối hợp 2 trở kháng 6.5 Tạp âm anten 6.6 Bài tập 2 2 2 2 7.PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN Đánh dấu “x” vào giao hàng (lần kiểm tra) cột chuẩn đầu tương ứng với nội dung kiến thức, kỹ năng, đạo đức phẩm chất cần kiểm tra học phần Điểm Quy định thành (Theo QĐ số Chuẩn đầu học phần 686/QĐ- TT phần (Tỷ lệ ĐHKTKTCN ngày %) 10/10/2018) G1.1.1 G1.1.2 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G2.2.2 G2.2.3 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 G3.2.2 G3.2.3 Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: Tự luận giấy x x x x x x x x x x x x x + Thời điểm: sau Điểm học hết chương 1,2 + Hệ số: trình Kiểm tra định kỳ (40%) lần + Hình thức: Tự luận giấy + Thời điểm: sau học hết chương + Hệ số: x x x x Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: Tự luận giấy x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x + Thời điểm: sau học hết chương + Hệ số: Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: Tự luận giấy x + Thời điểm: sau học hết chương 5,6 + Hệ số: Kiểm tra thường xuyên + Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 phút, hỏi đáp, tập lớp + Số lần: Tối thiểu x x x x x lần/sinh viên + Hệ số: Kiểm tra chuyên cần + Hình thức: Điểm danh theo thời gian tham gia học lớp x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x + Số lần: tối thiểu 10 lần, vào thời gian tham gia học lớp + Hệ số: Điểm thi kết thúc học phần (60%) + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: Theo lịch thi học kỳ + Tính chất: Bắt buộc x x 8.PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC  Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, địa website để tìm tư liệu liên quan đến môn học Nêu nội dung cốt lõi chương tổng kết chương, sử dụng giảng điện tử mơ hình giáo cụ trực quan (mơ hình 3D số chi tiết khí điển hình) giảng dạy Tập trung hướng dẫn học, tư vấn học, phản hồi kết thảo luận, tập lớn, kết kiểm tra nội dung lý thuyết m i chương  Giảng viên mô tả hoạt động thực tế trình sản xuất doanh nghiệp liên quan đến việc xây dựng, đọc giải thích vẽ chi tiết, vẽ lắp  Các phương pháp giảng dạy áp dụng: Phương pháp thuyết trình; Phương pháp thảo luận nhóm; Phương pháp mơ phỏng; Phương pháp minh họa; Phương pháp miêu tả, làm mẫu  Sinh viên chuẩn bị chương, làm tập đầy đủ, trau dồi kỹ làm việc nhóm để chuẩn bị thảo luận  Trong trình học tập, sinh viên khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, ý tưởng sáng tạo nhiều hình thức khác 9.QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN 9.1 Quy định tham dự lớp học  Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ buổi học Trong trường hợp nghỉ học lý bất khả kháng phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ hợp lý  Sinh viên vắng 50% buổi học dù có lý hay khơng có lý bị coi khơng hồn thành khóa học phải đăng ký học lại vào học kỳ sau  Tham dự tiết học lý thuyết  Thực đầy đủ tập giao sách tập hình họa vẽ kỹ thuật  Tham dự kiểm tra học kỳ  Tham dự thi kết thúc học phần  Chủ động tổ chức thực tự học 9.2 Quy định hành vi lớp học  Học phần thực nguyên tắc tôn trọng người học người dạy Mọi hành vi làm ảnh hưởng đến trình dạy học bị nghiêm cấm  Sinh viên phải học quy định Sinh viên trễ 15 phút sau học bắt đầu không tham dự buổi học 17  Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trình học  Tuyệt đối không ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng thiết bị điện thoại, máy nghe nhạc học 10.TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO 10.1 Tài liệu học tập: [1] Phan Anh, Lý thuyết kĩ thuật anten, NXB Khoa học kỹ thuật, 2007 10.2 Tài liệu tham khảo: [2] Nguyễn Thị Hồng Nhung, Trần Thị Thu Hường, Tài liệu học tập học phần Trường Điện từ anten [3] Kiều Khắc Lâu, Cơ sở Kỹ thuật Siêu cao tần, NXB Giáo dục Việt Nam, 2009 [4] Phạm Minh Việt, Kỹ thuật siêu cao tần, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2002 [5] Lâm Hồng Thạch, …[và người khác], Trường điện từ - Kiến thức tập, NXB Bách khoa Hà Nội, năm 2014 [6] Phan Anh, Trường Điện từ truyền sóng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2002 11.HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN  Các Khoa, Bộ mơn phổ biến đề cương chi tiết cho tồn thể giáo viên thực  Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học học phần  Giảng viên thực theo đề cương chi tiết duyệt Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Trưởng khoa Trưởng môn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Bùi Huy Hải Đặng Thị Hương Giang Nguyễn Thị Hồng Nhung 18 Người biên soạn ... vectơ trường điện từ 1.4 Năng lượng trường điện từ - định lý poynting 1.5 Trường tĩnh điện 1.6 Từ trường dòng điện không đổi 1.7 Trường điện từ biến thiên Chương 2: Sóng điện từ 2.1 Bức xạ sóng điện. .. Bộ môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giáo viên thực  Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học học phần  Giảng viên thực theo đề cương chi tiết duyệt Hà Nội,... poynting 1.5 Trường tĩnh điện 1.6 Từ trường dịng điện khơng đổi 1.7 Trường điện từ 2 biến thiên Chương 2: Sóng điện từ 2.1 Bức xạ sóng 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 điện từ 2.2 Sóng điện từ Chương