《太赫茲科學(xué)技術(shù)與高速通信》課程教學(xué)大綱

《太赫茲科學(xué)技術(shù)與高速通信》教學(xué)大綱課程英文名Terahertzscienceandtechnologyandhigh-speedcommunications課程代碼C0807Z06學(xué)分2.0總學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)課課程性質(zhì)任選先修課程電磁場(chǎng)與微波技術(shù)適用專業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)開(kāi)課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位本課程是電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，其目的是從多種太赫茲源的研制、太赫茲波的探測(cè)和控制技術(shù)出發(fā)，涵蓋太赫茲科學(xué)發(fā)展的不同階段的相關(guān)技術(shù)。詳盡地說(shuō)明主要的太赫茲技術(shù)，如太赫茲波的產(chǎn)生、探測(cè)和控制的基本原理，而且討論太赫茲科學(xué)的最新發(fā)展，介紹其與各研究領(lǐng)域的技術(shù)結(jié)合所產(chǎn)生的新興技術(shù)進(jìn)步，如在超高速率空間通信、超高分辨率武器制導(dǎo)、醫(yī)學(xué)成像、物質(zhì)太赫茲光譜特征分析、安全檢查、材料檢測(cè)等領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景，結(jié)合本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)與太赫茲科學(xué)技術(shù)進(jìn)行思考與研究。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)畢業(yè)要求目標(biāo)分類1.了解太赫茲波的基本概念，太赫茲波學(xué)科的研究領(lǐng)域，太赫茲標(biāo)準(zhǔn)概況。掌握太赫茲波計(jì)量單位和換算，太赫茲科學(xué)發(fā)展的不同階段的相關(guān)技術(shù)。問(wèn)題分析2.1記憶理解分析2.了解太赫茲波研究方法，掌握太赫茲波的產(chǎn)生方法，太赫茲波的探測(cè)和太赫茲波的控制方式的基本原理。問(wèn)題分析2.3設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方法3.1分析應(yīng)用3.了解太赫茲相關(guān)器件的應(yīng)用。掌握太赫茲濾波器的特性，插入損耗的計(jì)算方法，濾波器的選擇和使用等。問(wèn)題分析2.1設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方法3.1分析應(yīng)用4.了解太赫茲波研究?jī)r(jià)值與應(yīng)用前景。掌握太赫茲吸收器的特性，掌握吸收特性的數(shù)值計(jì)算方法，掌握吸收器的選擇和使用。設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方法3.1研究4.4分析應(yīng)用評(píng)價(jià)二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)內(nèi)容課程目標(biāo)1講授第1、2、3、4及作業(yè)1.太赫茲概述2.太赫茲技術(shù)及其發(fā)展前景3.太赫茲技術(shù)應(yīng)用4.亞毫米波及太赫茲技術(shù)課程目標(biāo)2講授第5、6、7章及作業(yè)5.太赫茲波的產(chǎn)生6.太赫茲技術(shù)源與系統(tǒng)實(shí)物7．太赫茲波探測(cè)器課程目標(biāo)3講授第8、9、10、11章及作業(yè)8．太赫茲物理、器件及其應(yīng)用9．石墨烯太赫茲納米器件10.太赫茲奇異介質(zhì)研究報(bào)告11.太赫茲空間應(yīng)用三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求2畢業(yè)要求3畢業(yè)要求4課程目標(biāo)1M課程目標(biāo)2HM課程目標(biāo)3HH四、課程主要內(nèi)容與基本要求1.太赫茲技術(shù)基礎(chǔ)及其應(yīng)用從太赫茲波基本概念入手，由所在頻段特殊性展開(kāi)，介紹太赫茲波的特點(diǎn)及性質(zhì)，分析太赫茲波段與亞毫米波的性質(zhì)區(qū)別，展示太赫茲技術(shù)應(yīng)用以及其廣闊的前景。這部分是本課程的基礎(chǔ)部分，重點(diǎn)掌握太赫茲波的基本概念以及太赫茲波波段和亞毫米波的性質(zhì)區(qū)別等。通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生的掌握有關(guān)太赫茲波中基本概念及其特性。太赫茲波的產(chǎn)生與太赫茲源介紹太赫茲波產(chǎn)生條件，太赫茲波產(chǎn)生方法，常見(jiàn)的太赫茲源及其相關(guān)重要參數(shù)。研究太赫茲波產(chǎn)生原理，熟悉掌握常見(jiàn)太赫茲源及其相關(guān)重要參數(shù)。這部分是太赫茲為后續(xù)章節(jié)的太赫茲器件選擇與應(yīng)用相關(guān)的理論知識(shí)。太赫茲波器件及其應(yīng)用介紹太赫茲波器件的發(fā)展前景，了解太赫茲波器件的工作原理。掌握太赫茲波器件的相關(guān)參數(shù)以及相關(guān)的公式運(yùn)用。這部分是建立在第1部分和第2部分，通過(guò)對(duì)太赫茲波的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講太赫茲波器件相關(guān)參數(shù)調(diào)試與運(yùn)算。通過(guò)這部分的內(nèi)容學(xué)習(xí)，能使學(xué)生對(duì)太赫茲相關(guān)行業(yè)的國(guó)際狀況有基本了解。4.太赫茲通信太赫茲太空通信比起今天的微波通信，在聚焦能力、安全能力更高，又比激光通信的跟蹤更容易，因此全世界很多國(guó)家都在發(fā)展太赫茲空間中繼通信。另外，在臨近空間飛行器方面，太赫茲也有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。日本通過(guò)太赫茲技術(shù)實(shí)現(xiàn)100個(gè)GBPS的傳輸；富士通宣布實(shí)現(xiàn)了16GBPS的太赫茲智能手機(jī)在近些年實(shí)現(xiàn)商用。通過(guò)這部分的內(nèi)容學(xué)習(xí)，能使學(xué)生對(duì)太赫茲通信狀況了解，激發(fā)學(xué)生在這些尖端技術(shù)領(lǐng)域有更加濃厚的研究興趣和激情。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1太赫茲概述2作業(yè)1.1課程目標(biāo)12太赫茲技術(shù)及其發(fā)展前景2作業(yè)2.1,2.2課程目標(biāo)13太赫茲技術(shù)應(yīng)用2作業(yè)3.2,課程目標(biāo)14亞毫米波及太赫茲技術(shù)4作業(yè)4.2,課程目標(biāo)15太赫茲波的產(chǎn)生4作業(yè)5.1,5.2課程目標(biāo)26太赫茲技術(shù)源與系統(tǒng)實(shí)物2作業(yè)6.1,6.2課程目標(biāo)27太赫茲波探測(cè)器2作業(yè)7.1課程目標(biāo)28太赫茲物理、器件及其應(yīng)用4作業(yè)8.1,8.2課程目標(biāo)39石墨烯太赫茲納米器件4作業(yè)9.3,9.6課程目標(biāo)310太赫茲奇異介質(zhì)研究報(bào)告4作業(yè)10.3,10.5課程目標(biāo)311太赫茲空間應(yīng)用2作業(yè)11.2,11.4課程目標(biāo)3六、考核方式、成績(jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例過(guò)程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時(shí)作業(yè)等點(diǎn)名記錄作業(yè)批改成績(jī)30%期末考核考查結(jié)課報(bào)告成績(jī)70%考核類別考查成績(jī)登記方式百分制七、推薦教材與主要參考書(shū)（一）推薦教材：1.李九生，《太赫茲波調(diào)控》科學(xué)出版社，2018年；（二）主要參考書(shū)：1.許景周，張希成，《HYPERLINK":8080/opac/openlink.php?title=%E5%A4%AA%E8%B5%AB%E5%85%B9%E7%A7%91%E5%AD%A6%E6%8A%80%E6%9C%AF