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微波射频电路的信息化教学改革研究

范文

曹玉梅

[摘要]在很多大学课程中，微波与射频电路是大学通信工程专业、电子信息工程相关专业的核心课程之一，为了保证教学质量，培养出社会需要的专业型人才，学校应该引入先进的教学理念，使用现代化的教学技术，提高教学质量。针对传统教学中的弊端要加以分析，从中分析解决方案，有效对教学进行信息化改革，例如分析该课程的章节内容，大量使用计算机教学，编写MATLAB实验工具箱，有效简化了图解步骤和手工计算，提高整体的教学效果。

[关键词]微波射频电路信息化教学改革对策

当前这一课程都是32学时，之前都是使用各方面的文献作为教材，重点对微博元件、微波理论、场解法等进行教学，在计算机技术，无线通信技术的发展中，促使射频电路技术得到了大范围的应用，其是无线技术得以实现的关键一环，下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。

一、分析在教学中遇到的难点问题

通过对整个教学内容的分析发现，课程中涉及到很多概念，而且用语言很难形象的进行描述，在讲课中学生会感到非常的抽象，一般学生只对低频电路知识进行了学习，在这部分内容教学中，很难深入的认识到场和分布参数。在授课过程中，还要利用场、路等方法教学，在之前的学习中发现，学生都没有经历过这样的方法学习，因此比较陌生，还存在一定的困难度。

二、分析教学改进思路

第一，教学中充分融入想象化，使用动画方式，图形等进行多媒体教学，在进行基础理论知识教学中，向学生展示微波电路求解结果的动态仿真图像，这样抽象的概念变得可视化，学生理解更加容易。第二，在教学过程中，一定要把场、路结合的思想贯穿到整个课程中，讲授公式和概念的时候，重点对原理进行分析，同时使用现代数学计算软件，最好不要出现复杂的数学运算。第三，在授课过程中，应该将射频器件等展示给学生，让学生对其有一个初步的了解，提高学生学习这方面知识的兴趣。第四，可以适当的穿插射频电路实验课，在实验过程中，对所学的理论进行证实，可以对比较复杂的实验进行操作，最好引领学生一同操作，让学生对所学的知识进行深入的理解，培养独立获取知识的自学能力。

三、实际案例分析

发现在进行射频电路教学过程中，涉及到计算的主要有稳定性判别、史密斯圆图的计算、后续章节的网络阻抗匹配、复数计算等，可以利用计算机手段，对相关的计算步骤进行替换，那么整个教学流程就得到了很好的简化，使用MATLAB数学计算工具，其是重要的通用数学仿真工具，在M ATLAB的作用下，编写了计算工具箱，主要有射频放大电路工具箱，稳定性判别工具箱，网络匹配计算工具箱，圆图计算工具箱。具体操作步骤如下：

例1：已知ZL=24-j144W，ZO=600W，对负载反射系数的相角和大小进行求解。

解：要先把负载阻抗做归一化处理，需要在圆图上找到归一化负载阻抗点，结合根据阻抗点的位置，合理的进行等反射系数圆的绘制操作，其中要注意，等反射系数圆和正实轴的交点，进行数值的读取，将其作为实际的驻波系数，这样就测得了一个数值。根据相关的公式进行计算。通过负载处电长度，以及其和正实轴的差值，很容易就能计算出负载反射系数的幅角。最后使用圆图计算工具，进行最周的解答，其集体的操作步骤如下，可以进行参考分析，希望给相关人员一些启发。

sc=DRAW SM ITH，%进行史密斯圆图的绘制，

ZL=24-j*144，%负载阻抗为ZL，

ZO=60，%长线特性阻抗，

zl=ZL/ZO，%就可以得到归一化的阻抗，其为ZL=0.4-j2.4，

sc=SET_Z（sc，z1），%在圆图上找到ZL所对应的点A，

ro=READ_VSW R（sc），%就能够得到当前点的驻波系数，

1=-17.2420

absg=（r0-1）/（ro+1），%计算反射系数的模G，

=0.8904

el=GET_EL（sc），%得到A点的电长度0.3115I，

phi=2*（el-0.25）/0.5，%计算反射系数的幅角0.2461P，

总结：如果使用手工法进行图的绘制，其表现的比较粗糙，而且实际得到的结果和真实情况有很大差距，而通过利用MATLAB，就可以很快的进行复数计算，再合理的使用圆图计算工具箱，就提高了绘制的精度，由此可见，在微波射频电路的信息化教学改革中，要使用先进的教学理念，使用仿真软件和设计软件，避免进行复杂的运算。

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