考试科目 考试时间 3003电磁理论 180分钟 考试形式 考试总分 笔试(开卷) 100分 一、总体要求 掌握电磁场与波的物理及数学基础,包括电磁理论的基本定律、电磁波的基本知识、求解电磁场与电磁波问题的基本数学方法、导波场论基础、计算电磁学基本理论等。 二、内容 1. 宏观电磁理论的基本定律 掌握麦克斯韦方程基本形式和复数形式、边界条件、时域波动方程和频域波动方程、瞬时之的坡印廷定理和复数坡印廷定理、电磁场的矢量位函数和标量位函数、唯一性定理、对偶定理、镜像原理、互易定理、等效原理等; 2. 电磁波基础 掌握简谐均匀平面电磁波在不导电和导电媒质中的传播、电磁波的偏振形态、电磁波的反射与透射中的斯奈尔定律、菲涅耳定律、布儒斯特角、全反射和临界角、电磁波入射到导体和介质的反射和透射、电磁波的阻抗变换和微波或光学涂层等; 3.电磁波的传输线模拟和网络模拟 掌握电磁波的传输线模拟的电报方程、无损传输线上的反射、驻波和阻抗、电磁波网络模拟的网络矩阵和网络参量、双端口网络、基本电路原件的网络参数、电磁波在多层媒质界面上反射与透射的阻抗变换器的网络参数; 4.亥姆霍兹方程的边值问题 掌握时变场问题的唯一性定理、正交曲坐标系中矢量亥姆霍兹方程的求解、亥姆霍兹方程的的边界条件、分离变量法、柱形系统中的电磁波、矩坐标系中标量亥姆霍兹方程的解、圆柱坐标系中标量亥姆霍兹方程的解、求坐标系中标量亥姆霍兹方程的解、矢量本征函数和正态模式、亥姆霍兹方程复杂边值问题的近似解等; 5.金属波导与谐振腔 掌握金属波导的传输特性、波阻抗和电磁波的衰减、谐振腔的固有频率、损耗和品质因数、矩坐标系下的矩形波导、双平行板传输线和矩形谐振腔、圆柱坐标系的扇形截面波导和谐振腔、同轴线和同轴谐振腔、源波导和圆柱谐振腔、球坐标系的球形谐振腔、微扰原理; 6.慢波与周期结构的分析方法 掌握慢波系统的主要特性、周期系统中场分布的特点、周期系统的色散特性和耦合阻抗等基本概念,了解平板褶皱表面结构、盘荷波导等典型周期结构以及螺旋线等典型慢波系统的分析方法。 7.计算电磁方法(矩量法、时域有限差分法、有限元法) 掌握矩量法的基本原理和过程——算子方程、基函数和权函数等、积分方程的推导、一维线散射和二维散射体的散射问题,了解快速多极子方法的基本原理;掌握差分的基本概念、FDTD的Yee网格和蛙跳格式、网格数值色散、稳定性分析、Mur吸收边界条件、平面波源的设置、时域近场-远场变换技术,了解PML吸收边界条件;掌握变分原理、标量场的有限元法边值问题的构建;了解矢量场的有限元法边值问题的构建、时域有限元方法。 三、题型及分值比例 综合题:共5题,每题20分,总分100分。(“物理电子学”和“等离子物理”考生需掌握上述1、2、3、4、5、6考点,“无线电物理”考生需掌握上述1、2、3、4、5、7考点。) 考试科目 考试时间 3004电动力学 180分钟 考试形式 考试总分 笔试(开卷) 100分 一、总体要求 考查学生对电动力学基本内容的理解程度和解决电磁学问题所必需的数学物理方法的掌握程度。 二、内容 1. 数学准备知识(矢量分析和场论) 2. 电磁现象的普遍规律 掌握麦克斯韦方程组的导出;理解介质中的电磁性质方程,电磁场与电荷体系的能量守恒与能量转换,电磁能量密度、能流密度和电磁动量密度的概念;理解并掌握麦克斯韦方程组(包括介质中的麦克斯韦微分方程组),边值关系以及洛仑兹力公式。 3. 静电问题 理解静电场的标势、静电标势的微分方程与边值关系、静电场的唯一性定理以及电势的多极展开;重点掌握处理静电问题的方法:(1)分离变量法(定解问题、Laplace方程的求解)、(2)镜像法(镜像法的解题依据、镜像法的解题步骤);(3)格林函数法(了解)。 4. 静磁问题 理解静磁场的磁矢势、磁标势;理解稳恒电流磁场的能量;了解磁多极矩;重点掌握描述静磁场的两种方法:(1)引入磁矢势结合磁矢势微分方程,用类似于静电场的方法求解静磁场;(2)引入磁标势并利用假想磁荷的概念建立磁标势所满足的方程,用类似求解静电场的方法求解静磁场。 5. 电磁波的传播 了解全反射;理解平面单色电磁波在介质分界面和导体表面的反、折射定律;重点掌握迅变电磁场的波动性和平面单色电磁波在真空、介质和导体中传播的规律;掌握波导管、谐振腔中电磁场的基本求解方法。 6. 电磁波的辐射 掌握用矢势和标势描述电磁场;理解规范变换与规范不变性、Lorentz规范、推迟势(重点理解)和电磁动量的概念;重点掌握偶极子的辐射场。 7. 狭义相对论 了解相对论的实验基础;重点掌握狭义相对论的基本原理以及Lorentz变换、相对论的时空观(同时的相对性、Einstein时钟延缓、Lorentz收缩、因果律);掌握相对论的四维协变形式,电动力学的相对论不变性及相对论动力学。 8. 带电粒子和电磁场的相互作用 掌握用矢势和标势描述任意运动带电粒子的电磁场;理解切伦柯夫辐射的物理机理;理解自场对带电粒子的反作用及电磁质量、辐射阻尼的概念;掌握电磁波的散射和吸收;了解经典电动力学的局限性。 三、题型及分值比例 简答题:20% 计算题:80% 考试科目 考试时间 3006电子测试技术及仪器 180分钟 考试形式 考试总分 笔试(闭卷) 100分 一、总体要求 全面掌握各种电参量的测量方法、电子测量仪器的组成原理、自动测试技术,以及测试信号处理与分析方法,具备在测试领域进行科学研究所必须的专业知识。 二、内容 1.测量误差及数据处理 (1)测量误差的分类、估计和处理:随机误差、系统误差、粗大误差。 (2)测量结果的处理步骤,等精度测量和不等精度测量; (3)测量不确定度概念和分类,标准不确定度的A类评定方法和B类评定方法;测量不确定度的评定步骤; (4)测量数据的表示方法:一元线性回归法、端点法、平均选点法、最小二乘法。 2.测量的基本概念与基本原理 (1)测量的基本概念、基本要素,测量的基本原理。 (2)电子测量的实现原理:变换、比较、处理、显示技术。 (2)计量的基本概念,单位和单位制,基准和标准,量值的传递准则。 (3)电子测量的基本对象,测量系统的静态特性与动态特性。 3.测试信号的处理与分析方法 (1)测试信号的时域分析与处理。 (2)测试信号的频域分析与处理。 (3)信号的相关分析。 (4)信号滤波与信号重构。 4.基本电参量的测量 (1)电压、电流、电阻、功率标准。 (2)数字电压表的测量原理及主要性能指标;检波实现AC—DC转换原理;电流、电压、阻抗(AVO)变换技术;A/D转换原理:逐次逼近比较式、单斜式双斜积分式、三斜积分式。 (3)交流电压的基本参数,串模干扰和共模干扰的概念和抑制措施。 (4)阻抗定义及表示方法,电阻器、电容器、电感器的电路模型,元件参数的测量原理和方法概述,仪器分类,水平及应用。 (5)阻抗的模拟测量法:电压电流法、电桥法、谐振法、变换法(Ω一f,Ω一T),Q值测量;阻抗的数字测量法原理,数字LCR测量仪。 (6)功率测量的基本方法。 5.时间与频率的测量 (1)时间、频率的基本概念、时间与频率标准。 (2)频率和时间的数字测量原理和模拟测量原理。 (3)电子计数器的组成原理,误差分析。 (4)高分辨时间和频率测量技术:闸门同步测量技术、内插法、游标法。 (5)微波频率测量技术,变频法、置换法。 6.信号波形测量 (1)模拟示波器的组成,CRT显示原理,垂直系统和水平系统电路原理; (2)实时取样和等效取样原理,取样示波器组成原理; (3)数字存储示波器组成和工作原理,特点和指标; (4)利用示波器测量脉冲和正弦信号参数,测量晶体管特性曲线。 7.信号产生技术 (1)信号源的组成及分类,正弦信号源的性能指标。 (2)正弦、脉冲及函数发生器的组成原理。 (3)频率合成技术的分类、特点和发展。 (4)锁相环(PLL)的基本工作原理及性能,锁相环的基本形式。 (5)DDS的基本原理及特点,小数分频技术,任意波形发生器的组成原理与主要指标。 8.信号分析和频域特性测量 (1)信号谱分析的内容,频谱分析仪的分类。 (2)扫频外差式频谱仪组成、基本原理、性能指标。 (3)付里叶分析仪(FFT分析议)的原理,性能指标。 (4)谐波失真度的定义,谐波失真度测量方法,失真度测试仪主要技术指标和组成原理。 9.线性系统频率特性测量和网络分析 (1)线性系统的幅频特性、相频特性测量,扫频信号源; (2)网络分析的基本概念,反射参数、传输参数测试。 10.数字系统测试技术 (1)数字系统测试和数据域分析的基本概念,组合电路和时序电路测试方法; (2)数据域测试的应用:误码率测试、嵌入式系统测试; (3)逻辑分析仪基本组成原理,状态分析和定时分析,数据捕获与触发跟踪,多通道数据源的存储,数据显示,主要特点及技术指标。 11.自动测试技术 自动测试系统的组成,测试系统中的通信技术、标准总线、硬件平台、软件平台。 三、题型及分值比例 填空题 (20分) 简答题 (20分) 分析计算题 (30分) 综合应用题 (30分)