1.课程的定位与目标
1.1 课程定位
《微波技术与天线》是通信技术专业的一门专业基础课。通过本课程学习主要是使学生掌握微波技术及天线的基本理论和基本分析方法,为今后从事微波通信工程设计、通信天线制造以及测试、微波通信设备的研发制造与运行维护等工作打下了基础。本课程以《电磁场与电磁波》、《高频技术》、《电路理论》、《电子测量》等课程为基础。同时又是后续课程《移动通信》、《无线通信》以及《光纤通信》的专业基础课程。
1.2 课程目标
《微波技术与天线》课程主要实现以下主要目标,即知识目标、技能目标和素质目标三方面。掌握微波基本理论知识及分析方法;通信天线的基本理论;为后续课程奠定理论基础;掌握常用天线制作原理、测试方法;学会使用HFSS仿真软件对天线进行仿真设计和测试;掌握Network Stumbler信号检测软件检测无线信号。具备良好的心理素质、语言表达能力。
2.课程设计理念与思路
2.1课程基本理念
以服务为宗旨,以就业为导向,以学生为主体,突出课程的职业性、实践性和开放性,紧跟微波天线产业需求、牢牢贴近一线服务,专业融入产业、规划服从岗位、教学贴近生产。为学生以后从事微波通信相关领域工作打下基础。
2.2课程设计思路
以培养学生分析问题、解决问题、强化学生实践动手能力为目的。以微波通信、通信天线制造等领域的实际需求为依据。以学生就业为导向。遵循高职学生认知规律。采用任务驱动方式教学,在教学过程中采用 “教、学、做”一体化课程教学模式。
3.学生基础和智能特点分析
《微波技术与天线》课程在大二第二学期开设,处于本阶段的学生具有以下特点:
学生具备了学习《微波技术与天线》的专业基础知识,但更注重实际应用能力的提高。学生对一些新知识、新理论以及与就业相关的应用技能兴趣浓厚。
4.课程内容的选取和教学组织安排。
目前,还市场上没有一本针对高职高专的微波与天线的相关教材。本门课采用的是西安电子科技大学,刘学观主编的《微波技术与天线》,这本教材属于本科教材。我们在授课时,针对学生的基础和智能特点,以及本门课的教学定位和目标,我们所选取的教学内容如下:
教学单元 | 主要教学内容 | 学习目标及能力要求 | 学时 |
微波及 传输线 基本理论 | 微波的频段范围、特点; 均匀传输线方程及其解(难点) 传输线的工作特性参数(重点) 无耗传输线的三种工作状态(重点) 三种阻抗匹配状态及常用的阻抗 匹配方法 史密斯原图的组成(难点) | 掌握微波的基本概念、特点、应用; 能够用“路”的方法解传输线方程; 掌握传输线常见的工作参数计算方法及物理意义; 掌握传输线的三种工作状态; 掌握史密斯圆图的构成并会用史密斯原图分析传输线匹配问题; | 14 |
常见微波 传输线及 微波源器件 | 常见金属波导导波原理; 常用微波集成传输线; 常用微波元件; | 理解“场”的分析方法; 掌握圆形波导、矩形波导两种金属波导的传输特性及导行波分类; 了解带状线、微带线、耦合带状线和耦合微带线等常见微波集成传输线; 了解常用微波元件的结构与应用; | 14 |
天线基本理论 | 天线的各种电参数(重点) 线天线特性及常见线天线的设计 (重点) 面天线特性及常见面天线的原理; | 掌握天线的方向图、主瓣宽度、方向系数、天线效率、输入阻抗、有效长度、有效面积以及极化特性等相关参数的及计算方法及物理意义。 掌握线天线基本特性,会使用HFSS软件对常见线天线进行设计及测试。 | 28 |
合计 | 56 |
根据本课程教学要求及高职学生的基础和智能特点,我们采用“以学生为主体”的教学模式。授课过程中一般选取具有代表性、新颖性、实用性的内容,注重激发学生们的学习积极性,提高学生们的学习兴趣和实际动手能力。采用课堂讲授和实验教学相结合的教学方法。
6. 教学考核方式
教学考核方式采用:过程考核、阶段考核和综合考核三中考核方式相结合的考核方法。过程考核主要是在实验任务完成过程以及课堂教学的各个环节进行考核评价;阶段考核主要是阶段性的测试,比如学习完一个教学单元后,通过习题、提问等形式,对学生进行测试,同时也让学生自己对所学知识有一个阶段性总结。综合考核是在学期的期末,对学生的学习状况有一个综合的评定。
7. 教学条件
由于学校的教学条件有限,对于一些常规的微波实验由于缺少相关设备,所以无法开展。为此,根据学校实际情况及目前的就业需求,我们对实践环节进行了改革调整,我们加入了使用HFSS仿真软件对天线进行设计和测试实践环节。通信实验室目前虽然电脑配置有些低,但是能基本满足教学需求。
8、单元课设计
章节名称:史密斯原图及应用
教学目的及要求:
通过本节课的学习掌握史密斯圆图的构成,并会用史密斯原图分析传输线的匹配问题。
本节重点:
史密斯圆图的构成及特点。
本节难点:
用史密斯原图分析传输线的匹配问题
教学进程:
首先,用大约35分钟的时间,详细讲解史密斯原图的构成(阻抗原图和导纳圆图)。然后,用大约30分钟时间,详细讲解史密斯原图的特点,包括:三个特殊点、两条特殊轨迹、两个特殊面以及两个旋转方向。然后,用大约35分钟时间做两道例题,即使用史密斯原图分析传输线的匹配问题。
主要参考资料:刘学观.《微波技术与天线》.西安:西安电子科技大学出版社,2006。