论文部分内容阅读
摘要:文章论述了微波技术在通信与电子信息工程或无线电技术专业中的地位,但许多学生对“微波技术”课程望而生畏。因此,如何激发学生的兴趣,改变学生这种消极学习态度和被动的学习方式是非常重要的。通过在教学过程中增加实验、软件演示、动画、仿真等方法,从而提高学生的学习兴趣,增强教学效果。
关键词:教学教改 软件演示 动画 仿真
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)11(a)-0095-01
在通信领域,随着无线通信的快速发展,如移动通信和射频识别等的发展,载波频率已到了微波波段,因此,需要大量的具备一定微波技术知识的人才。对于本科专业,如通信与信息专业:主要研究射频范围内的无线电波的信息处理的学科,它包括射频或微波的产生、放大、调制、传输、接收、发射和测量等。对于某些职业技术专业,如无线电技术专业(微波技术与器件方向):面向微波电子产品的生产、经营及微波系统工程单位,从事微波设备、微波电子产品的装配、调试、检验和维护等技术工作或营销管理工作。而微波技术是这类专业的一门专业基础课程,课程的任务是使学生掌握必要的微波技术方面的知识,让学生在毕业以后能更好地适应新技术的发展。由于微波技术课程涉及很多复杂的数学运算,令很多学生无从下手,难以理解,所以学生普遍反映比较难学。为了帮助学生更好地理解“微波技术”课程基本概念、基本原理,应该从以下的几个方面考虑教学[1~2]。
1 理论与实验相结合,增强学生的理解能力
不少学校都开设了微波与天线综合实验,一般该实验由微波与天线发射实验系统及接收实验系统两个实验箱组成。实验箱集成了微波信号的产生、发送、传输、接收、放大、变频、滤波等各种微波信号加工处理过程,既可对微波信号各个加工处理部件进行单独研究测试,同时也可把各部件连接,组成完整的微波通信发、收系统,进行系统调测与研究。通过系统的实验,学生能更好地理解微波技术知识。以阻抗匹配为例,当端接负载为匹配负载、短路负载时,微带传输线相应工作在行波、驻波状态。当端接匹配负载并在开式微带线上移动探头时,频谱仪指示幅度变化很小;当端接短路负载并在开式微带线上移动探头时,频谱仪指示幅度变化较大,因此,传输线工作在行波状态和驻波状态很明显就能观察出来,并且大体能估算出驻波比。通过这样的实验,有关传输线的工作状态,驻波比、行波系数等概念,学生能深入理解。
2 将微波现象通过软件来演示
史密斯圆图是微波工程中的重要分析和计算工具,随着计算机的发展,虽然计算功能已经逐渐削弱,但是,通过史密斯圆图可以图解、说明长线各位置电压、电流、阻抗的变化规律,因而对长线理论的理解、学习、巩固、记忆非常有帮助,其学习依然非常重要。
图1是史密斯圆图演示软件操作界面。通过输入特性阻抗和负载阻抗,可以得到线上任意位置的等反射系数圆、等电阻圆、等电抗圆分布,并计算相应的输入阻抗、反射系数等值。当传输线上位置改变时,阻抗点沿等反射系数圆顺时针或逆时针转动,圆图随之动态实时更新。教学实践表明,这一软件能够帮助学生迅速地掌握圆图基本规律,并产生一定的兴趣。
3 利用仿真结果的展示,解释微波器件的工作参量
仿真软件的应用,能锻炼学生的设计能力,学生通过微波仿真软件,可设计元器件。利用Microwave office仿真一个简单的功率分配器,学生既理解了功率分配器,从结果分析又理解了S参数的含义。图2为微带功率分配器仿真电路,图3为仿真结果,S11为端口1的反射系数,中心频率2GHz时小于-40dB,说明反射很小,S21为端口1到端口2的传输系数,约-2dB,说明端口1到端口2之间损耗很小,S32小于-40dB说明端口2和端口3之间的隔离度很高。
4 结语
教学改革是一个长期不断探索、逐步完善的过程。为了使相关课程的教学更好地服务于学生,应该打破传统的教学模式,充分、合理利用理论教学与实验相结合、软件演示、动画和软件仿真等方法,使枯燥乏味的教学变得生动起来,相关课程教师应该充分调动学生的学习兴趣和积极性,提高学生的创新能力,培养出社会真正需要的人才。
参考文献
[1] 陈玉群,杨立波,王宇,等.微波技术与天线[J].科技资讯,2009(32):216.
[2] 李素萍,吴伟.“微波技术与天线”课程教学改革探讨[J].中国电力教育,2011(8):108-109.
关键词:教学教改 软件演示 动画 仿真
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)11(a)-0095-01
在通信领域,随着无线通信的快速发展,如移动通信和射频识别等的发展,载波频率已到了微波波段,因此,需要大量的具备一定微波技术知识的人才。对于本科专业,如通信与信息专业:主要研究射频范围内的无线电波的信息处理的学科,它包括射频或微波的产生、放大、调制、传输、接收、发射和测量等。对于某些职业技术专业,如无线电技术专业(微波技术与器件方向):面向微波电子产品的生产、经营及微波系统工程单位,从事微波设备、微波电子产品的装配、调试、检验和维护等技术工作或营销管理工作。而微波技术是这类专业的一门专业基础课程,课程的任务是使学生掌握必要的微波技术方面的知识,让学生在毕业以后能更好地适应新技术的发展。由于微波技术课程涉及很多复杂的数学运算,令很多学生无从下手,难以理解,所以学生普遍反映比较难学。为了帮助学生更好地理解“微波技术”课程基本概念、基本原理,应该从以下的几个方面考虑教学[1~2]。
1 理论与实验相结合,增强学生的理解能力
不少学校都开设了微波与天线综合实验,一般该实验由微波与天线发射实验系统及接收实验系统两个实验箱组成。实验箱集成了微波信号的产生、发送、传输、接收、放大、变频、滤波等各种微波信号加工处理过程,既可对微波信号各个加工处理部件进行单独研究测试,同时也可把各部件连接,组成完整的微波通信发、收系统,进行系统调测与研究。通过系统的实验,学生能更好地理解微波技术知识。以阻抗匹配为例,当端接负载为匹配负载、短路负载时,微带传输线相应工作在行波、驻波状态。当端接匹配负载并在开式微带线上移动探头时,频谱仪指示幅度变化很小;当端接短路负载并在开式微带线上移动探头时,频谱仪指示幅度变化较大,因此,传输线工作在行波状态和驻波状态很明显就能观察出来,并且大体能估算出驻波比。通过这样的实验,有关传输线的工作状态,驻波比、行波系数等概念,学生能深入理解。
2 将微波现象通过软件来演示
史密斯圆图是微波工程中的重要分析和计算工具,随着计算机的发展,虽然计算功能已经逐渐削弱,但是,通过史密斯圆图可以图解、说明长线各位置电压、电流、阻抗的变化规律,因而对长线理论的理解、学习、巩固、记忆非常有帮助,其学习依然非常重要。
图1是史密斯圆图演示软件操作界面。通过输入特性阻抗和负载阻抗,可以得到线上任意位置的等反射系数圆、等电阻圆、等电抗圆分布,并计算相应的输入阻抗、反射系数等值。当传输线上位置改变时,阻抗点沿等反射系数圆顺时针或逆时针转动,圆图随之动态实时更新。教学实践表明,这一软件能够帮助学生迅速地掌握圆图基本规律,并产生一定的兴趣。
3 利用仿真结果的展示,解释微波器件的工作参量
仿真软件的应用,能锻炼学生的设计能力,学生通过微波仿真软件,可设计元器件。利用Microwave office仿真一个简单的功率分配器,学生既理解了功率分配器,从结果分析又理解了S参数的含义。图2为微带功率分配器仿真电路,图3为仿真结果,S11为端口1的反射系数,中心频率2GHz时小于-40dB,说明反射很小,S21为端口1到端口2的传输系数,约-2dB,说明端口1到端口2之间损耗很小,S32小于-40dB说明端口2和端口3之间的隔离度很高。
4 结语
教学改革是一个长期不断探索、逐步完善的过程。为了使相关课程的教学更好地服务于学生,应该打破传统的教学模式,充分、合理利用理论教学与实验相结合、软件演示、动画和软件仿真等方法,使枯燥乏味的教学变得生动起来,相关课程教师应该充分调动学生的学习兴趣和积极性,提高学生的创新能力,培养出社会真正需要的人才。
参考文献
[1] 陈玉群,杨立波,王宇,等.微波技术与天线[J].科技资讯,2009(32):216.
[2] 李素萍,吴伟.“微波技术与天线”课程教学改革探讨[J].中国电力教育,2011(8):108-109.