基于独立学院“电磁场与电磁波”教学改革探索的几点思考

"电磁场与电磁波"课程是通信、电信专业本科生的必修课。本文针对"电磁场与电磁波"课程和独立学院学生自身的特点,指出了"电磁场与电磁波"传统的教学方法所存在的一些问题,提出了一整套改革的措施,使得该课程的教学能更好的适应独立学院学生。     

分层海底上方低频电磁波传播特性研究

针对基于低频电磁波的海底预置无人作战系统的远程激活与通信问题,开展了海底附近低频电磁波的传播建模与性能分析研究．采用矢量磁位方法,构建了海水-沉积层-地壳-地幔分层介质中电磁波传播模型,获得了海底上方的电偶极子在海水中辐射的电磁场表达式．采用数值方法对积分形式的电磁场表达式进行求解,获得了电磁场在100 km范围内的衰减曲线．研究结果表明：通过海底介质传播的侧面波路径是海底上方收发节点间电磁波传播的主要贡献者;当收发天线对准时,水平电偶极子的辐射场强高于垂直电偶极子;沉积层的厚度和地壳的电导率对电磁波传播具有较大的影响,而海底介质其他因素影响较小．     

电磁场的物质性

电磁场看不见、摸不着，本文从电磁场的物质形态、运动规律、能量、质量以及波粒二象性等方面对电磁波的物质性进行了分析论证。     

基于HFSS的电磁场与电磁波教学虚拟实验研究

电磁场与电磁波是电子信息与通信专业的基础课程,也是微波与天线的基础,但课程本身比较抽象,是一门比较难学的课程。开设电磁场与电磁波的实验课,可以使学生对电场和磁场有个更加形象的理解。在实验教学中,可以利用HFSS软件,建立3D仿真模型,将电场和磁场的分布特性在仿真模型中形象地表现出来,使同学们加深对电磁场的理解,增强教学效果。     

电磁场与电磁波课程教学改革探析

培养创新型人才是社会发展的需求,高校是培养创新型人才、应用型人才的重要基地,创新能力的培养主要体现在高等教育的各个环节,从创新型人才培养的特点出发,介绍了电磁场与电磁波的课程特点,从科研引入到电磁场与电磁场与电磁波课程教学、课外教学这两个方面,对电磁场与电磁波课程教学进行了深度探讨。     

电子结构探究——试论电子-电磁场波电磁双锥螺旋结构

文章就电子结构、电与磁现象的本质等问题进行探究,文中以正、负电子与光子可以互相转化的现象以及电磁波的相关性质等为基础,提出电子是电磁场波旋转结构的假说,且构建电子电磁场波电磁双锥螺旋结构模型.该假说认为,电子的基质是一种沿曲线振动的电磁渡,即一特定频率的γ光子.其电场与磁场在极微尺度空间内旋转振动形成了电磁双锥螺旋结构形式,这种电磁波以光速呈陀螺状超高频旋转形成的锥(台)形结构形式即为电子.按其动态结构特征,文中又称电子为电磁旋振子.新的理论探求电子的结构,分析电磁波与实物粒子同的关系,试用微观机理解释电、磁等现象产生的机理,以结构原理解说电子的电性质与磁性质.     

开放式电子实验室的最佳选择——IST通用电子实验仪

建立开放式实验室 ,提高实验教学质量 ,是目前高校领导与专家的共识。解放军理工大学通信工程学院在总结多年实践教学与实验仪表研制经验的基础上 ,研制成功的 IST通用电子实验仪 ,能满足建立开放式电子实验室的要求。该仪表打破了传统的思维定式 ,从电子技术人才实验教育的整个过程着眼 ,采用现代电子电路技术和现代电子测量技术的最新成果 ,如单片机技术、DSP技术、EDA技术等。该实验仪功能全 ,能满足电路信号系统、低频电子线路、高频电子线路、通信原理、电磁场、光纤通信和移动通信等实验课程的不同要求。用这样的仪表装备的实验室…     

屏蔽体内部电磁场分布特性分析

通过孔洞、缝隙耦合进入屏蔽体内部的电磁波经过与腔室内表面的多次反射、折射,形成了复杂的电磁环境,在电磁波叠加作用下可能会形成一些电场强度或磁场强度较强的关键点,进而对该位置处的电子元器件造成电磁损伤。通过建立开缝屏蔽壳体的电磁模型,计算在不同入射方向和极化方式条件下耦合进入屏蔽体内部的电磁场,分析关键点的分布规律,进而提出敏感电子元器件的位置摆放原则,通过避开谐振位置的方式减少元器件的电磁能量耦合,增强屏蔽体的电磁防护能力。     

电子信息专业《电磁场与电磁波》教学内容体系结构改革的探索

目前,<电磁场与电磁波>教材内容大致有两种体系结构:"静态场-麦克斯韦方程组-时变场"和"麦克斯韦方程组-时变场-静态场".对这两种体系结构各自的特点与不足进行了比较,在布鲁纳知识结构理论的指导下,探索了一种电子信息类专业的<电磁场与电磁波>教学内容新体系结构,即"真空中的电磁场与电磁波-介质中的电磁场与电磁波-电磁场与电磁波专题介绍",这一新体系结构克服原有教材体系结构的不足,使教材具有合理的静态结构与动态结构和与学生的接受水平相适应的呈现与传递方式.     

初探电磁仿真软件与电磁场与电磁波课程的结合

电磁仿真软件可以将抽象的电磁场理论以直观的结果与图形的形式呈现在学生面前,有助于提高学生对电磁场与电磁波课程中所介绍内容的理解。本文介绍了电磁场与电磁波课堂教学与电磁仿真软件仿真实例的相互渗透,探索更好的教授电磁场基本理论的方法。     

机载无线通信系统抗干扰类型及技术实践

随着科学技术的进步,我国航空设备越来越成熟,通信、导航、显示等都是航空电子设备必不可少的组成部分。通信技术是现代社会的一项重要技术,可以在最短的时间内进行通信,是航天领域的主要技术之一。随着我国经济实力的增强,抗干扰技术也得到了长足的发展,在机载无线通信系统中,抗干扰技术主要采用电磁波的方式进行信息交换,并利用电磁波间的摩擦来实现信息传输。但是,由于电磁波是一种看不见、摸不着的磁场,很有可能会被外界的环境所影响,从而破坏到通信的效果。基于此,该文通过分析机载无线通信的特点与发展现状,提出了无线通信系统中的干扰类型,并根据干扰问题存在的原因,总结出了具体的抗干扰技术。     

电磁学体系下运动电荷电场与磁场的联系分析

电磁场在物质世界中发挥重要作用。在生产领域、科技领域中,很多问题都与电磁场存在密切联系。电荷在运动过程中会产生电流,运动状态不均匀、变化较快的电流会生成辐射磁场。对恒定电流而言,长电直导线附近只有稳定磁场,而无电场,变化的电流则会生成紊乱的磁场,此种磁场又能产生电磁感应。因此,电场和磁场会相互作用产生电磁波。     

力的分解法在电磁场与电磁波课程教学中的应用

针对＂电磁场与电磁波＂课程的特点,为了使学生更容易地理解和掌握课程教学内容,本文提出了在＂电磁场与电磁波＂课程教学内容讲解中引入力的分解法。通过与传统讲解方法对比,发现引入力的分解法后能大大降低计算的复杂度,使讲解内容更简单化和形象化,从而有助于学生对教学内容的理解,有效地提高课堂教学质量。     

基于FDTD的超材料中电磁波传播的演示

由麦克斯韦方程组推导得到波动方程，并分析电磁波的传播特性是电磁场课堂教学的重点和难点。基于时域有限差分法，以电磁场在超材料中的传播的隐身和聚焦为例，将麦克斯韦旋度方程在空间上离散，把电磁场对时间的微分在时域上离散，计算电磁场在超材料中的传播情况。用时域有限差分理论分析电磁波传播原理并直观形象地演示电磁波是如何传播的，以帮助学生加深对电磁波理论的理解。     

薄膜屏蔽的工艺研究与探索

为提高电子通信设备的“共存兼容”能力,解决设备中的电磁兼容问题。提出了薄膜屏蔽效能计算分析式的构成,通过对薄膜屏蔽的材料的性能分析,依据Maxwell方程组的不限定形式及其本构关系,研究和分析了导电媒质中均匀平面电磁波的电磁场传播方向及规律。针对金属屏蔽体的基本特点,对4种常用金属薄膜屏蔽体效能进行了理论计算和实践测量。给结出了运算中带有规律性的实践方法,为通信和各类电子系统开发与研制要解决的电磁兼容问题提出了新的途径。     

电磁波极化教学实验设计与实践

文章设计了一项电磁场与波课程的新实验,介绍了如何研制开发极化旋转支架、多极化发射天线等实验装置,用线极化天线对多种极化形式的电磁波进行接收测量,组合成一个完整的电磁波极化实验系统。该项新实验解决了电磁波极化实验难以开展的问题,对学生充分理解电磁波极化这一教学难点,起到了极大的作用。     

透地无线通信研究综述

综述了中外透地通信的发展及研究现状,介绍了几种不同透地通信方式的研究与性能情况,通过对比具有代表性的透地通信产品PED系统、Canary系统、矿用本安型无线岩体通信系统、声波透地通信系统的优缺点,阐述了透地通信系统的实际应用情况.基于其原理建立了简化的透地通信信道模型,通过三维地质建模技术、插值技术建立信道模型,并采用数值计算法研究地层中电磁场的传播特性.最后结合当前研究和应用热点,分别阐述了电磁波透地通信与磁感应透地通信存在的主要问题与相应的关键技术研究,并提出了未来的研究重点与发展趋势.     

电磁场课程设计中新的数值计算方法探索

在电磁场与电磁波的教学中,应用时域有限差分方法对电磁场的分布和电磁波的传输进行计算和仿真,使得抽象的概念直观化,有助于学生对电磁场与电磁波教学内容的学习。该文介绍一种基于Laguerre多项式的时域有限差分方法,该方法是一种无条件稳定算法,并没有时间稳定性条件的限制,特别适合于计算包含有多尺度复杂结构的电磁特性问题。实践表明,该方法作为一种新的无条件稳定的快速时域算法能有效帮助学生充分理解电磁场,提高学生对电磁场的知识水平,并对帮助学生理解电磁场的数值计算具有一定的参考意义。     

电磁场与电磁波仿真实验教学研究

电磁场与电磁波是许多高校电子信息工程类专业的基础课程之一。文章分析了传统电磁场与电磁波教学的基本方法与不足之处,提出了将仿真实验辅助教学与理论教学相结合的教学方法,给出了电磁仿真软件HFSS在传输线教学中的实例并分析了其现实意义。实践证明,将仿真实验辅助教学引入到电磁场与电磁波教学过程中,有助于提高学生对课程学习的兴趣,激发学生的学习热情,提高学生对抽象理论的理解,显著提高课程的教学质量与教学效率。     

岸船通信的抗干扰和保持通信时间预测研究

岸船通信面临着介质对高频电磁波( HF: High Frequency Electromagnetic Wave) 的吸收损耗、海面湍流对电磁波的散射、海面物体对电磁波的反射产生的多径信号干扰的问题。针对岸船通信通信传输信道的特点,建立其信道传输模型,求解出信道的单位冲激响应,提出了在岸船通信中接收机基于双调角器抗多径干扰的方法。该方法能有效地利用多径信号的能量,不需提高发射机功率即能提高通信质量,抗多径效果好且容易实现。建立高频电磁波电离层反射模型,使用解三角形算法研究了岸船通信能保持通信的时间,便于完善通信协议,提高通信质量。仿真结果表明,该方法白天最长能保持4． 5 h 通信,夜晚最长能保持7． 5 h 通信。