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

1 THÔNG TIN CHUNG

Tên học phần (tiếng Việt): TRƯỜNG ĐIỆN TỪ VÀ ANTEN

Tên học phần (tiếng Anh): The Electromagnetic Field and Antenna Theory

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 tiết Lý thuyết: 54

Số tiết TH/TL: 12

54+12/2 = 15 tuần x 4 tiết/tuần

Số tiết Tự học: 60 Tính chất của học phần: Bắt buộc

Học phần tiên quyết:

Học phần học trước:

Các yêu cầu của học phần:

Không Không Sinh viên có tài liệu học tập

2 MÔ TẢ HỌC PHẦN

Trường điện từ và anten là học phần bắt buộc của chương trình đào tạo đại học ngành

Kỹ thuật Truyền thông Học phần 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 Dựa trên những kiến thức về lý thuyết trường điện từ, trang bị những kỹ thuật siêu cao tần, phương pháp phân tích, tính toán về sóng điện từ truyền trong các phần tử siêu cao tần Ngoài ra, môn học còn cung cấp cho người học lý thuyết về anten, kỹ thuật anten, ứng dụng

của anten trong các hệ thống thông tin liên lạc (phát thanh, truyền hình, thông tin vệ tinh…),

và các loại anten trong thực tế

3 MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC

Kiến thức

Vận dụng được các kiến thức cơ bản về hình họa – vẽ kỹ thuật để xây dựng được phương pháp thiết lập các bản vẽ chi tiết, các bản vẽ lắp thông dụng trong ngành cơ khí, các sơ đồ và các bản vẽ trong ngành xây dựng theo đúng tiêu chuẩn TCVN Trình bày được phương pháp đọc hiểu các bản vẽ kỹ thuật và giải thích được các tiêu chuẩn về bản vẽ kỹ

thuật

Vận dụng được các kiến thức cơ bản về vật lý, lý thuyết mạch điện tử để giải các bài toán về trường điện từ Nắm được các kiến thức cơ bản về lý thuyết trường, truyền sóng, kỹ thuật siêu cao tần và anten Hiểu được phương pháp tính toán, thiết kế các phần tử trong

hệ thống siêu cao tần Trình bày được nguyên lý truyền sóng điện từ, nguyên lý bức xạ của

các loại anten và tính chất của chúng

Kỹ năng

Từ những kiến thức này chúng ta sẽ hiểu được, tính toán được quá trình truyền dẫn của sóng điện từ trong các hệ thống và phần tử siêu cao tần, cũng như biết cách phân tích, tính toán và thiết kế các phần tử siêu cao tần và anten

Phẩm chất đạo đức và trách nhiệm

Rèn luyện được tác phong cẩn thận, tính nghiêm túc, trách nhiệm, chủ động, tích cực,

chăm chỉ

4 CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN

Mã

CĐR

Mô tả CĐR học phần

Sau khi học xong môn học này, người học có thể:

CĐR của CTĐT

G1.1.1

Nắm, hiểu được kiến thức về các định luật, các nguyên lý cơ bản của

trường điện từ, 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; lý thuyết về đặc

tính anten, kỹ thuật anten, ứng dụng của anten trong các hệ thống thông

tin liên lạc và các loại anten trong thực tế; Hiểu được các phương trình

Maxwell; Nắm vững bản chất của sóng điện từ và truyền sóng

[1.4.1]

G1.1.2 Trình bày được các lý thuyết về phân tích các đặc tính của anten, giải

thích được nguyên lý hoạt động của sóng trong các môi trường không

[1.4.1]

gian hay các môi trường đặc biệt khác, trình bày được nguyên lý đo đạc

trong lĩnh vực tần số cao

G1.2.1

Vận dụng được định luật Gauss; hiểu, tính toán và xác định được mối

quan hệ điện trường và điện thế, áp dụng các định luật để tìm từ trường

H do dòng dẫn, mật độ đường, mật độ mặt, mật độ khối tạo ra; Giải bài

toán mạch từ

[1.4.1]

G1.2.2 Phân tích, quyết định, tính toán thiết kế cấu hình một hệ thống thông tin

ứng dụng thực tế

[1.4.2]

G2.1.1

Tính toán được điện trường, điện thông và điện thế do điện tích điểm

hoặc do một phân bố mật độ đường hay một phân bố mật độ mặt, hay

một phân bố mật độ khối tạo ra; tính toán được từ trường, từ thông, lực

từ và mạch từ và giải bài toán điều kiện biên, tính được công suất truyền

sóng trong sóng điện từ

[2.1.1]

G2.1.2 Tính toán, so sánh các đặc tính của các loại anten khác nhau [2.1.1]

G2.1.3 Phân tích, lựa chọn, thiết kế anten thích hợp trong các môi trường truyền

khác nhau

[2.1.3]

G2.2.1

Thảo luận, nhận biết và hình thành được một vấn đề kỹ thuật Ước lượng

và phân tích định tính các vấn đề; tính toán, xử lý số liệu và kết luận về

vấn đề đặt ra

[2.1.3]

G2.2.2 Kỹ năng làm việc nhóm, làm việc độc lập; kỹ năng hợp tác [2.2.4]

G2.2.3 Kỹ năng đọc hiểu tài liệu chuyên môn bằng tiếng Anh [2.2.6]

G3 Năng lực tự chủ và trách nhiệm

G3.1.1

Có năng lực dẫn dắt về chuyên môn, nghiệp vụ đã được đào tạo; có sáng

kiến trong quá trình thực hiện nhiệm vụ được giao; có khả năng tự định

hướng, thích nghi với các môi trường làm việc khác nhau

[3.1.1]

G3.1.2

Có năng lực tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình

độ chuyên môn nghiệp vụ; có khả năng đưa ra được kết luận về các vấn

đề chuyên môn, nghiệp vụ thông thường và một số vấn đề phức tạp về

mặt kỹ thuật; có năng lực lập kế hoạch, điều phối, phát huy trí tuệ tập

thể; có năng lực đánh giá và cải tiến các hoạt động chuyên môn

[3.1.2]

G3.2.1 Có trách nhiệm nghiên cứu, tìm hiểu thêm môn học [3.2.1]

G3.2.2 Có trách nhiệm chia sẻ và trao đổi chuyên môn để bổ sung, nâng cao

trình độ và kinh nghiệm, đóng góp sự phát triển xã hội [3.2.2]

G3.2.3 Nhận thức được tầm quan trọng của trường điện từ và anten trong hệ

5.NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY

Số tiết

LT

Số tiết

TH

Tài liệu học tập, tham khảo

1

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

trường điện từ

1.1 Các đại lượng đặc trưng cho trường điện từ và môi

trường chất

1.2 Các phương trình maxwell

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

1.4 Năng lượng của trường điện từ - định lý poynting

1.5 Trường tĩnh điện

1.6 Từ trường của dòng điện không đổi

1.7 Trường điện từ biến thiên

4

1, 2, 4

2

Chương 2: Sóng điện từ

2.1 Bức xạ sóng điện từ

2.1.1 Nghiệm của phương trình Maxwell- Hàm thế

2.1.2 Nghiệm của các phương trình thế - Thế chậm

2.1.3 Bức xạ của Dipol điện

2.1.4 Trường điện từ của lưỡng cực từ

2.1.5 Trường bức xạ của hệ thống anten

4

3

2.2 Sóng điện từ

2.2.1 Sóng điện từ phẳng và các tính chất của sóng điện

từ 2.2.2 Bức xạ sóng điện từ

2.2.3 Nguồn bức xạ sóng điện từ (cơ bản)

2.3.4 Nguồn bức xạ sóng điện từ định hướng

4

Tuần Nội dung

Số tiết

LT

Số tiết

TH

Tài liệu học tập, tham khảo

4

Chương 3: Kỹ thuật siêu cao tần

3.1 Đường truyền siêu cao tần

3.1.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật siêu cao tần

3.1.2 Mô hình tương đường của 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 và tải

4

1, 5

5

3.2 Kỹ thuật phối hợp trở kháng

3.2.1 Tổng quan về 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

4

6

3.3 Phân tích mạng siêu cao tần

3.3.1 Ma trận truyền đạt [ABCD]

3.3.2 Ma trận trở kháng và dẫn nạp [Z], [Y]

3.3.3 Ma trận tán xạ [S]

4

8

Chương 4: Kỹ thuật truyền sóng

4.1 Giới thiệu chung về truyền sóng

4.1.1 Các phương pháp truyền lan sóng điện từ

4.1.2 Quá trình truyền lan sóng trong không gian tự do

4.1.3 Các công thức truyền sóng và hệ số suy giảm

sóng

4

1,4,6

Tuần Nội dung

Số tiết

LT

Số tiết

TH

Tài liệu học tập, tham khảo

9

4.2 Truyền lan sóng cực ngắn

4.2.1 Giới thiệu chung về sóng cực ngắn

4.2.2 Các phương pháp truyền lan sóng cực ngắn

4.2.3 Truyền lan sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiếp

với các điều kiện lý tưởng 4.2.4 Truyền lan sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiếp

khi kể đến ảnh hưởng của địa hình 4.2.5 Các dạng pha đinh và các biện pháp chống pha

đinh

4

1,4,6

10

4.3 Kênh truyền sóng vô tuyến

4.3.1 Giới thiệu chung

4.3.2 Kênh truyền sóng trong miền không gian

4.3.3 Kênh truyền sóng trong miền tần số

4.3.4 Kênh truyền sóng trong miền thời gian

4.3.5 Quan hệ giữa các thông số trong các miền khác

nhau

4

1,4,6

11

Chương 5: Lý thuyết về anten

5.1 Giới thiệu

5.2 Các tham số cơ bản của anten

5.3 Nguồn bức xạ nguyên tố

4

1,3,6

12

5.4 Các loại anten

5.4.1 Anten chấn tử

5.4.1.1 Anten chấn tử đối xứng

5.4.1.2 Anten chấn tử đơn

5.4.1.3 Anten nhiều chấn tử

4

1,3,6

13

5.4.2 Anten góc mở

5.4.2.1 Nguyên lý bức xạ mặt

5.4.2.2 Anten loa

5.4.2.3 Anten gương

5.4.2.4 Anten khe

4

1,3,6

Tuần Nội dung

Số tiết

LT

Số tiết

TH

Tài liệu học tập, tham khảo

14

5.4.3 Anten trong hệ thống thông tin tiên tiến

5.4.3.1 Anten thông minh

5.4.3.2 Kỹ thuật đa anten

5.4.3.3 Anten cho hệ thống băng siêu rộng

1,3,6

Chương 6: Kỹ thuật anten

6.1 Tổng hợp đồ thị phương hướng

9.2 Mở rộng dải tần

2

15

6.3 Giảm nhỏ kích thước

6.4 Cấp điện và phối hợp trở kháng

6.5 Tạp âm anten

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

1

Nội dung giảng dạy

Chuẩn đầu ra học phần

G1.1.1 G1.1 2 G1.2.1 G1.2.2 G2.1.1 G2.1 2 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 và nguyên lý cơ bản của trường điện từ

1.1 Các đại lượng đặc trưng cho trường điện từ và môi trường

chất

1.2 Các phương trình

1

maxwell

1.3 Điều

kiện bờ

đối với

các vectơ

của

trường

điện từ

1.4 Năng

lượng của

trường

điện từ -

định lý

poynting

1.5

Trường

tĩnh điện

1.6 Từ

trường

của dòng

2

3

điện

không đổi

1.7

Trường

điện từ

biến thiên

Chương 2: Sóng điện từ

2.1 Bức

xạ sóng

điện từ

2.2 Sóng

Chương 3: Kỹ thuật siêu cao tần

3.1

Đường

truyền

siêu cao

tần

3.2 Kỹ

4

hợp trở

kháng

3.3 Phân

tích mạng

siêu cao

tần

3.4 Bài

Chương 4: Kỹ thuật truyền sóng

4.1 Giới

thiệu

chung về

truyền

sóng

4.2

Truyền

lan sóng

cực ngắn

4.3 Kênh

5

6

sóng vô

tuyến

Chương 5: Lý thuyết về anten

5.1 Giới

5.2 Các

tham số

cơ bản

của anten

5.3

Nguồn

bức xạ

nguyên tố

5.4 Các

Chương 6: Kỹ thuật anten

6.1 Tổng

hợp đồ thị

phương

hướng

6

6.2 Mở rộng dải

6.3 Giảm nhỏ kích thước 2

6.4 Cấp điện và phối hợp trở kháng

6.5 Tạp

6.6 Bài

7.PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN

Đánh dấu “x” vào giao giữa hàng (lần kiểm tra) và cột chuẩn đầu ra tương ứng với nội dung kiến thức, kỹ năng, đạo đức phẩm chất cần kiểm tra của học phần

TT

Điểm

thành

phần

(Tỷ lệ

%)

Quy định

(Theo QĐ số 686/QĐ-ĐHKTKTCN ngày 10/10/2018)

Chuẩn đầu ra học phần

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

1

Điểm

quá

trình

(40%)

1 Kiểm tra định kỳ

lần 1

+ Hình thức: Tự luận

trên giấy

+ Thời điểm: sau khi

học hết chương 1,2

+ Hệ số: 2

2 Kiểm tra định kỳ

lần 2

+ Hình thức: Tự luận

trên giấy

+ Thời điểm: sau khi

học hết chương 3

+ Hệ số: 2

3 Kiểm tra định kỳ

lần 3

+ Hình thức: Tự luận

trên giấy

+ Thời điểm: sau khi

học hết chương 4

+ Hệ số: 2

3 Kiểm tra định kỳ

lần 4

+ Hình thức: Tự luận

trên giấy

+ Thời điểm: sau khi

học hết chương 5,6

+ Hệ số: 2

4 Kiểm tra thường

xuyên

+ Hình thức: Tham

gia thảo luận, kiểm

tra 15 phút, hỏi đáp,

bài tập trên lớp

+ Số lần: Tối thiểu 1

lần/sinh viên

+ Hệ số: 1

5 Kiểm tra chuyên

cần

+ Hình thức: Điểm

danh theo thời gian

tham gia học trên

lớp

+ Số lần: tối thiểu 10

lần, vào thời gian

tham gia học trên

lớp

+ Hệ số: 4

2

Điểm

thi kết

thúc

học

phần

(60%)

+ Hình thức: Tự luận

+ Thời điểm: Theo

lịch thi học kỳ

+ Tính chất: Bắt

buộc

17

8.PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC

 Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, các địa chỉ website để tìm tư liệu liên quan đến môn học Nêu nội dung cốt lõi của chương và tổng kết chương, sử dụng bài giảng điện tử và các mô hình giáo cụ trực quan (mô hình 3D của một số chi tiết cơ khí điển hình) trong giảng dạy Tập trung hướng dẫn học, tư vấn học, phản hồi kết quả thảo luận, bài tập lớn, kết quả kiểm tra và các nội dung lý thuyết chính m i chương

 Giảng viên sẽ mô tả các hoạt động thực tế trong quá trình sản xuất của một doanh nghiệp liên quan đến việc xây dựng, đọc và giải thích được các bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp

 Các phương pháp giảng dạy có thể áp dụng: Phương pháp thuyết trình; Phương pháp thảo luận nhóm; Phương pháp mô phỏng; Phương pháp minh họa; Phương pháp miêu

tả, làm mẫu

 Sinh viên chuẩn bị bài từng chương, làm bài tập đầy đủ, trau dồi kỹ năng làm việc nhóm để chuẩn bị bài thảo luận

 Trong quá trình học tập, sinh viên được khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, các ý tưởng sáng tạo mới dưới nhiều hình thức khác nhau

9.QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN

9.1 Quy định về tham dự lớp học

 Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ các buổi học Trong trường hợp nghỉ học do lý do bất khả kháng thì phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ và hợp lý

 Sinh viên vắng quá 50% buổi học dù có lý do hay không có lý do đều bị coi như không hoàn thành khóa học và phải đăng ký học lại vào học kỳ sau

 Tham dự các tiết học lý thuyết

 Thực hiện đầy đủ các bài tập được giao trong cuốn sách bài tập hình họa vẽ kỹ thuật

 Tham dự kiểm tra giữa học kỳ

 Tham dự thi kết thúc học phần

 Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học

9.2 Quy định về hành vi lớp học

 Học phần được thực hiện trên nguyên tắc tôn trọng người học và người dạy Mọi hành vi làm ảnh hưởng đến quá trình dạy và học đều bị nghiêm cấm

 Sinh viên phải đi học đúng giờ quy định Sinh viên đi trễ quá 15 phút sau khi giờ học bắt đầu sẽ không được tham dự buổi học

18

 Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trong quá trình học

 Tuyệt đối không được ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng các thiết bị như điện thoại, máy nghe nhạc trong giờ học

10.TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO

10.1 Tài liệu học tập:

[1] Phan Anh, Lý thuyết và 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 và 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 và Kỹ thuật, 2002

[5] Lâm Hồng Thạch, …[và những người khác], Trường điện từ - Kiến thức căn bản và bài tập, NXB Bách khoa Hà Nội, năm 2014

[6] Phan Anh, Trường Điện từ và truyền sóng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2002

11.HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN

 Các Khoa, Bộ môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giáo viên thực hiện

 Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học đầu tiên của học phần

 Giảng viên thực hiện theo đúng đề cương chi tiết đã được duyệt

Trưởng khoa

(Ký và ghi rõ họ tên)

Bùi Huy Hải

Trưởng bộ môn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Đặng Thị Hương Giang

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Người biên soạn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Thị Hồng Nhung