清华大学电子系博士课程：电磁波技术概览

"清华大学电子系博士前沿课之－－电磁波技术.pdf" 这门课程是清华大学电子工程系为博士生开设的一门学科前沿课程，主要涵盖了电磁波技术在通信和信息系统中的应用。由冯正和教授主讲，内容分为三个部分：电磁波技术、电路技术以及电磁波的新动态和新应用。 在第一部分电磁波技术中，详细探讨了频谱资源的开发和有效利用。频谱资源是无线通信的基础，从极低频到远红外，不同的频率段对应着不同的应用，如潜艇通信、导航、移动通信、电视、雷达等。随着频率的升高，可用带宽增加，能支持更高的数据传输速率，但也面临着电磁环境的复杂性。为了应对有限的频谱资源和日益增长的通信需求，课程强调了提高频谱利用率的重要性，包括从模拟到数字的转换、高效调制技术、多址接入方法（如FDMA、TDMA、CDMA）、信源编码和信道编码技术，以及通过蜂窝网络、扇区化和小区制来提高频率复用系数的空间复用策略。 第二部分电路技术则涉及微波集成电路设计，这是实现高频和高速通信的关键。智能化技术让电路可以自适应环境变化，三维集成技术提高了芯片的集成度和性能，RF-MEMS（射频微机电系统）为微小化和低成本设备提供了可能，而EBG（电磁带隙结构）用于抑制不必要的电磁辐射，提升系统性能。超高速电路设计是应对高速数据传输挑战的核心。 第三部分，电磁波的新动态和新应用，课程关注了左手材料、光子晶体和近场技术等前沿领域。左手材料具有负的介电常数和磁导率，能够实现负折射率，对隐形技术和超分辨率成像有潜在影响。光子晶体利用光的量子特性控制光的传播，可能用于光学信息处理和新型光通信系统。近场技术则在纳米尺度上操纵电磁波，为微纳光子学和生物传感等提供了新的工具。 这门课程深入讲解了电磁波在通信和信息系统中的基础理论和最新发展，旨在培养博士生在电磁波领域的专业素养和创新能力，使他们能够应对未来无线通信领域的挑战。