MS004316-电磁材料测量与分析(全英文)

发布者:王源发布时间:2020-10-22浏览次数:342

研究生课程开设申请表

开课院(系、所):十大澳门网站赌博       

课程申请开设类型: 新开?     重开□     更名□请在内打勾,下同

课程

名称

中文

电磁材料测量与分析

英文

Electromagnetic Materials Measurements and Analysis

待分配课程编号

MS004316

课程适用学位级别

博士


硕士

?

总学时

32

课内学时

32

学分

2

实践环节


用机小时


课程类别

公共基础     专业基础     专业必修     ?专业选修

开课院()

十大澳门网站赌博

开课学期

研一,春季学期

考核方式

A. ?笔试( 开卷   闭卷)      B. 口试    

C. 笔试与口试结合                 D. □其他

课程负责人

教师

姓名

汤文轩、杨滨(非威尼斯3775网站-威尼斯人App员工)

职称

副教授

e-mail

wenxuant@seu.edu.cn

b.yang@chester.ac.uk

网页地址

https://www1.chester.ac.uk/departments/computer-science-electronics-and-electrical-engineering/staff/bin-yang

授课语言

英语

课件地址


适用学科范围

工科硕士

所属一级学科名称

电子科学与技术

实验(案例)个数


先修课程

本科物理、数学及电子类基础课

教学用书

教材名称

教材编者

出版社

出版年月

版次

主要教材

应用电磁场基础

Ulaby F. and Ravaioli U

Prentice-Hall.

2015

7th

主要参考书

非破坏材料表征方法

Gerhard Huebschen

Woodhead Publishing

2016

1st


一、课程介绍(含教学目标、教学要求等)300字以内)

      • 简介:课程设计为两周内30小时教学,最后两小时为课堂内笔试考试。

  • 教学方法: 讲课和课内习题辅导为主要教学方式.

  • 考核办法: 1) 基于matlab编程的实验报告占总成绩的30%。 实验报告要求最多10页正文,学生利用自修时间完成,提交电子文档;2


  • ) 两小时课堂内笔试答题占总成绩的70%

  • 教学目标: 课程完成后,学生获得以下知识和能力:

  • 理解和认知

  1. 理解传输线和电磁波在介质中的传播理论;

  2. 理解不同传输线模型和波在其内部的传播理论;

  3. 构建方程描述波在介质中的折射,反射,并由此推导分析材料特性。

  4. 理解扫描电镜,透射电镜和X射线衍射分析手段解释材料结构特性。

  • 实践
    4. 利用传输线理论反演编程计算介质的介电和磁导率.

  • 关键技能
    5. 针对材料的特性和应用特点选择合适的分析测量手段标定物质。


二、教学大纲(含章节目录):(可附页)


课程代码


课程名称

电磁材料测量与分析

Electromagnetic Materials Measurements and Analysis

课程性质

硕士专业选修(电子信息类)

学分/学时

1学分/30学时

开课学期

硕士一年级,春季学期

开课单位

十大澳门网站赌博

适用专业

电子科学与技术

教学语言

课堂讲解、作业、试卷均采用英文

先修课程

后续课程

电子类专业课程

教材及参考书

教材:

Ulaby F. and Ravaioli U,“电磁场应用基础第七版”,Prentice-Hall.出版社,2015

参考书:

1. Gerhard Huebschen非破坏材料表征方法第一版”,Woodhead Publishing出版社,2016

课程简介

随着现代无线通信、集成电路、高速数字传输等的发展,越来越多的与电磁场电磁波相关的问题产生出来,这些问题的解决,需要直接或间接的应用电磁场电磁波的理论与方法。因此,电磁场与电磁波的理论与解题方法所起到的作用越来越明显。在高频微波,毫米波甚至太赫兹器件和系统的设计过程中,绝缘材料的电特性起到至关重要的作用,然而很少有专门的课程融合电磁分析技术来解释材料的结构和物理特点,从而优化材料的器件功能设计。电磁材料测量与分析”这门课程旨在建立知识上的桥梁作用,让电子信息类的学生不但了解先进的电磁介质传播分析,而且深入物理层面,应用传统材料分析的高频电磁技术来解释材料的结构对性能和功能的贡献。

 “电磁材料测量与分析”课程的目的与任务是通过本课程的学习,使学生较为系统地掌握各种频段电磁场与电磁波与物质材料相互作用的基本概念和理论体系,学会应用电磁场与电磁波的理论思想分析实际问题,掌握电磁场与电磁波理论与问题求解所需的数学方法,掌握电磁场电磁波问题的求解方法,了解电磁仿真软件,了解电磁场与电磁波在相关学科中的应用、发展,以及当前国际上相关研究领域与方向的最新进展,使学生了解课程的重要性及在实际工作中的重要地位,使其产生对电磁场与微波技术专业的兴趣。


考核方式

  • 作业成绩占30%

  • 期末考试成绩占70%

实验教学

专业培养能力

1)工程知识:具有从事信息工程所需的扎实的数学与自然科学、工程基础以及信息工程专业知识,并能够综合应用这些知识解决信息工程领域复杂工程问题。

2)问题分析:能够应用数学与自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析信息工程领域复杂工程问题,以获得有效结论。

4)研究:能够基于科学原理并采用科学方法对信息工程领域复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

10)沟通:能够就信息工程领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

11)项目管理:理解并掌握信息工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。

12)终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。

课程培养学生的能力

1. 分析能力的培养:主要是对具体的材料和使用特点选择合适的电磁分析系统以及具体的电磁波相关问题进行分析的能力的培养。[(1)(2)(4)]

2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对各种电磁能量等进行计算,以及对于一些具有某种特性的媒质参量的计算能力。[(2)(4)(12)]

3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和发表的科学文献资料,自威尼斯3775网站扩充知识领域的能力。[(11)(12)]

4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地用英语表达自己解决问题的思路和步骤的能力。[(10)]

5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对电磁场与电磁波的相关问题提出解决方案、选择合适的测量系统和计算方法以及举一反三的能力。[(4)(11)(12)]

教学内容与

学时分配

1. 电磁谱的定义和使用(1学时)

教学内容: 使学生掌握电磁频谱的理论体系,理解Maxwell方程所包含的物理意义,掌握基本的矢量运算和矢量场知识。教学重点:  频谱应用和特点,Maxwell方程的物理意义,矢量运算。本学时为概括性温习阶段,建立学生后续学习的基础。


2. 传输线理论(2学时)

教学内容: 传输线模型和各种参数定义,波阻抗,反射定义;驻波分析和阻抗匹配。

教学重点:波阻抗和匹配分析。


3. 平面电磁波(3学时)

教学内容:波动方程,均匀平面电磁波,正弦均匀平面电磁波在无限大均匀媒质中的传播,电磁波的极化,正弦平面电磁波向不同媒质界面的垂直入射,正弦平面电磁波在不同媒质界面上发射、折射的一般规律,正弦平面电磁波向不同媒质分界面的斜入射,正弦平面电磁波向理想导体表面的斜入射。

教学目的和要求: 掌握平面波的传播规律,主要波参数的物理意义以及与传播媒质参数的关系。

教学重点:波动本质,平面波的一般表达式,相位匹配的概念。


4. 波和传播和反射(2学时)

教学内容:平面波在无损和损耗介质中的传播和方程。波的极化分析包括线性极化,圆极化和椭圆极化。

教学重点:电磁波在自由空间,波导,谐振腔和传输线中的传播规律及与材料相互作用的相应参数。


5.扫描电镜和透射电镜对材料的分析(3学时)

教学内容:电镜工作原理,扫描电镜和透射电镜成像分析方法,透射电镜频谱分析的方法。

教学重点:成像结果对应的材料特性微结构分析


6. X射线衍射对材料晶体结构的分析(3学时)

教学内容:X射线衍射仪工作原理,材料晶体结构分析方法,透射电镜频谱分析的方法。

教学重点:X射线衍射图谱对应的材料微结构标定。


7.微波技术对材料特性的分析(6学时)

教学内容:波导法,同轴线法,同轴线开路终端分析,谐振腔分析方法和自由空间分析方法。

教学重点:区分各种微波分析方法的分析算法和特点。


8.毫米波技术对材料特性的分析(4学时)

教学内容:自由空间法和谐振腔法对材料的分析,包括绝缘和磁材料分析。

教学重点:区分各种毫米波分析方法的分析算法和特点。


9.太赫兹技术对材料特性的分析(4学时)

教学内容:自由空间法对材料的分析,包括固体,气体和液体的分析。

教学重点:区分各种分析方法的分析算法和特点。



8. 课堂考试 (2学时)


教学方法

课程教学以课堂教学、课外作业、课堂提问与讨论以及授课教师的科研内容与积累等共同实施。课程的讲授按由“电磁谱”到“传输线”,由“波的传播”到“波与材料的相互作用”,由一般到特殊的顺序,重点讲授电磁场与电磁波与材料作用的概念及其理论体系,帮助学生掌握材料分析推导所需要的数学工具,能够分析、解决平面波的传播、透射、反射问题,并掌握导波问题,同轴,谐振腔和高频衍射的一般分析方法。并结合授课老师的工程经验,培养学生解决电磁场与波相关具体应用问题的能力,并为进一步求学或工作打下基础。


制定人

及发布时间

杨滨,201912 02



三、教学周历

学时

教学内容

教学方式

1

电磁波和频谱介绍

讲课

2

传输线理论

讲课

3

平面波传播

讲课

2

波在介质中的传输和反射

讲课/作业

3

扫描电镜和透射电镜分析材料

讲课

3

X-射线衍射分析材料

讲课

6

微波技术材料分析

讲课/作业

4

毫米波技术材料分析

讲课

4

太赫兹技术材料分析

讲课

2

课堂测试


注:1.以上一、二、三项内容将作为中文教学大纲,在研究生院中文网页上公布,四、五内容将保存在研究生院。2.开课学期为:春季、秋季或春秋季。3.授课语言为:汉语、英语或双语教学。4.适用学科范围为:公共,一级,二级,三级。5.实践环节为:实验、调研、研究报告等。6.教学方式为:讲课、讨论、实验等。7.学位课程考试必须是笔试。8.课件地址指在网络上已经有的课程课件地址。9.主讲教师简介主要为基本信息(出生年月、性别、学历学位、专业职称等)、研究方向、教学与科研成果,以100500字为宜。

四、主讲教师简介:

杨滨博士,现为英国切斯特大学计算机电子工程学院副教授。毕业于北京邮电大学通信工程学院,后于伦敦玛丽女王学院获得电子工程硕士和博士学位。 研究方向专注于微波、太赫兹技术在材料分析领域的应用,以及器件设计和工程应用。作为第一和通讯作者,学术成果发表在Nature Communications, Nano Energy, IEEE Trans on MTT, APL and OL等期刊杂志上。

杨滨博士具有7年英国高等教育机构教学经验,于2015年获得英国高等教育教学资质,并成为英国高等教育委员会会员。教学科目涉及电子、电力和电磁三个领域,现为切斯特大学本科计算机电子工程学科负责人。


五、任课教师信息(包括主讲教师):

任课

教师

学科

(专业)

办公

电话

住宅

电话

手机

电子邮件

通讯地址

邮政

编码

杨滨

电子工程




b.yang@chester.ac.uk





六、课程开设审批意见

所在院(系)



负责人:

期:

所在学位评定分

委员会审批意见



分委员会主席:

期:

研究生院审批意见




负责人:

期:


说明:1.研究生课程重开、更名申请也采用此表。表格下载:http:/seugs.seu.edu.cn/down/1.asp

2.此表一式三份,交研究生院、院(系)和自留各一份,同时提交电子文档交研究生院。

Application Form For Opening Graduate Courses

School (Department/Institute)School of Information Science and Engineering

Course Type: New Open ?   Reopen □   Rename □Please tick in □, the same below

Course Name

Chinese

电磁材料测量与分析

English

Electromagnetic Materials Measurements and Analysis

Course Number


Type of Degree

Ph. D


Master

Total Credit Hours

32 hours

In Class Credit Hours

32

Credit

2

Practice


Computer-using Hours


Course Type

Public Fundamental    Major Fundamental    Major Compulsory     ?Major Elective

School (Department)

School of Information Science and Engineering

Term

Spring term, Grade 1

Examination

A.?PaperOpen-book   Closed-book)  B. □Oral   

C. □Paper-oral Combination                       D. □ Others

Chief

Lecturer

Name

WenXuan Tang,

Bin Yang

Professional Title

Associate Professor

E-mail

wenxuant@seu.edu.cn

b.yang@chester.ac.uk

Website

https://www1.chester.ac.uk/departments/computer-science-electronics-and-electrical-engineering/staff/bin-yang

Teaching Language used in Course

English

Teaching Material Website


 Applicable Range of Discipline

All level of Master students

Name of First-Class Discipline

Electronic science and technology

Number of Experiment

0

Preliminary Courses

Undergraduate degree from Electronics, Physics and Mathematics

Teaching Books

Textbook Title

Author

Publisher

Year of Publication

Edition Number

Main Textbook

Fundamentals of Applied Electromagnetics

Ulaby F. and Ravaioli U

Prentice-Hall.

2015

7th

Main Reference Books

Materials Characterisation using nondestructive evaluation methods

Gerhard Huebschen

Woodhead Publishing

2016

1st


  1. Course Introduction (including teaching goals and requirements) within 300 words:

  • General Information: the module is delivered in 2 weeks period and consists of total 28 hours of lectures and tutorial, and 2 hours in-class written exam assessment.


  • Methods of Learning and Teaching: Lectures and associated tutorials (combined together) are the main format to deliver the key context of this module.

  • Assessment Methods: 1) software based programming coursework, a maximum 10 pages e-version report submission, weighting for 30% of final mark. 2) In-class 2 hours written exam assessment, weighting for 70% of final mark, which happens at the end of last teaching day.


  • On successful completion of this module, students will be able to:

  • Knowledge and Understanding
    1.Understand electromagnetic waves propagations in materials.

2. Understand transmission line theory and construct mathematical models of transmission lines with different terminations.
3. Apply the theory of reflection/transmission, interference/ diffraction and polarization phenomena to analysis the material properties.

4. Understand working principals of SEM, TEM and XRD for material analysis.

  • Practical
    5. Apply software packages to the modelling engineering electromagnetic systems, Matlab or CST microwave studio.

  • Key Skills
    5. Be exposed to electromagnetic engineering problems in the areas of material characterisation.


  1. Teaching Syllabus (including the content of chapters and sections. A sheet can be attached):


  1. Teaching Schedule:


 Hours

 Course Content

 Teaching Method

 1

 Introduction of Electromagnetic Spectra and Waves

 Lecture/Tutorial

 2

 Transmission Lines

 Lecture/Tutorial

 3

 Plane wave propagations

 Lecture/Tutorial

 2

 Wave Reflection and Transmission

 Lecture/Tutorial/Coursework

 3

 Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron

 Microscopy for Materials Characterisation.

 Lecture/Tutorial

 3

 X-ray Diffraction (XRD) techniques for material

 characterisdation

 Lecture/Tutorial

 6

 Microwave Techqiues for Material

 Characterisations

 Lecture/Tutorial/coursework

 4

 Millimeter wave Techqiues for Material

 Characterisations

 Lecture/Tutorial

 4

 Terahertz Techqiues for Material

 Characterisations.

 Lecture/Tutorial

 2

 In class written exam


Note: 1. Above one, two, and three items are used as teaching Syllabus in Chinese and announced on the Chinese website of Graduate School. The four and five items are preserved in Graduate School.


 2. Course terms: Spring, Autumn , and Spring-Autumn term.  

 3. The teaching languages for courses: Chinese, English or Chinese-English.

 4.Applicable range of discipline: public, first-class discipline, second-class discipline, and third-class discipline.

 5. Practice includes: experiment, investigation, research report, etc.

 6. Teaching methods: lecture, seminar, practice, etc.

 7. Examination for degree courses must be in paper.

 8. Teaching material websites are those which have already been announced.

 9. Brief introduction of chief lecturer should include: personal information (date of birth, gender, degree achieved, professional title), research direction, teaching and research achievements. (within 100-500 words)


  1. Brief Introduction of Chief lecturer:

Dr Bin Yang is an Associate Professor in Department of Computer Science and Electronic Engineering, University of Chester, UK.

Dr Yang graduated from Beijing University of Posts and Telecommunications, China, in 2001. He received MSc and PhD degrees in Electronic Engineering in 2004 and 2008 respectively, in the Antenna and Electromagnetics Group of the Department of Electronic Engineering, Queen Mary University of London (QMUL), UK. After the PhD, Dr Yang remained in the Antenna and Electromagnetics Group of QMUL as a Postdoctoral Researcher. In September 2013, Dr. Yang moved to the University of Bolton as a Lecturer and then joined the University of Chester as a Senior Lecturer in September 2015. Dr Yang is active in a number of research areas including the development of millimetre(mm)-wave and Terahertz (THz) measurement systems, mm-wave/THz applications in material, biology and chemistry sciences; electronic circuit, radio frequency (RF) and mm-wave technologies for Healthcare and Wellbeing; microwave metamaterials, antenna and radio propagations in both soft and solid condensed materials.

Dr Yang is the Head of Microwave and THz Characterisation Centre at University of Chester. The Centre has continuously generated research outcomes published in prestigious journals including Nature Communications, Nano Energy and IEEE Transactions. As principal investigator, he has successfully led his research team and industrial/academic collaborators in winning UK research council funding, for example from EPSRC, Innovate UK and HEIF.  


Dr Yang has 7 years teaching experience in UK higher education institutions and is a fellow of UK’s Higher Education Academy since 2015. Currently, he is the programme leader for BEng of Computer Science and Electronic Engineering at the University of Chester. He has made significant contributions to the development of the undergraduate and postgraduate curricula, which are all aligned to UK’s Higher Education Qualifications.  


  1. Lecturer Information (include chief lecturer)


Lecturer

 Discipline

 (major)

 Office

Phone Number

Home Phone Number

Mobile Phone Number

 Email

Address

Postcode

 Dr. Bin Yang

 Electronics and Electromagnetism




 b.yang@

 chester.ac.uk






























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