微波射頻電路的信息化教學改革研究

曹玉梅

[摘要]在很多大學課程中，微波與射頻電路是大學通信工程專業、電子信息工程相關專業的核心課程之一，為了保證教學質量，培養出社會需要的專業型人才，學校應該引入先進的教學理念，使用現代化的教學技術，提高教學質量。針對傳統教學中的弊端要加以分析，從中分析解決方案，有效對教學進行信息化改革，例如分析該課程的章節內容，大量使用計算機教學，編寫MATLAB實驗工具箱，有效簡化了圖解步驟和手工計算，提高整體的教學效果。

[關鍵詞]微波射頻電路 信息化教學 改革對策

當前這一課程都是32學時，之前都是使用各方面的文獻作為教材，重點對微博元件、微波理論、場解法等進行教學，在計算機技術，無線通信技術的發展中，促使射頻電路技術得到了大范圍的應用，其是無線技術得以實現的關鍵一環，下面就對這些方面進行分析，希望給有關人士一些借鑒。

一、分析在教學中遇到的難點問題

通過對整個教學內容的分析發現，課程中涉及到很多概念，而且用語言很難形象的進行描述，在講課中學生會感到非常的抽象，一般學生只對低頻電路知識進行了學習，在這部分內容教學中，很難深入的認識到場和分布參數。在授課過程中，還要利用場、路等方法教學，在之前的學習中發現，學生都沒有經歷過這樣的方法學習，因此比較陌生，還存在一定的困難度。

二、分析教學改進思路

第一，教學中充分融入想象化，使用動畫方式，圖形等進行多媒體教學，在進行基礎理論知識教學中，向學生展示微波電路求解結果的動態仿真圖像，這樣抽象的概念變得可視化，學生理解更加容易。第二，在教學過程中，一定要把場、路結合的思想貫穿到整個課程中，講授公式和概念的時候，重點對原理進行分析，同時使用現代數學計算軟件，最好不要出現復雜的數學運算。第三，在授課過程中，應該將射頻器件等展示給學生，讓學生對其有一個初步的了解，提高學生學習這方面知識的興趣。第四，可以適當的穿插射頻電路實驗課，在實驗過程中，對所學的理論進行證實，可以對比較復雜的實驗進行操作，最好引領學生一同操作，讓學生對所學的知識進行深入的理解，培養獨立獲取知識的自學能力。

三、實際案例分析

發現在進行射頻電路教學過程中，涉及到計算的主要有穩定性判別、史密斯圓圖的計算、后續章節的網絡阻抗匹配、復數計算等，可以利用計算機手段，對相關的計算步驟進行替換，那么整個教學流程就得到了很好的簡化，使用MATLAB數學計算工具，其是重要的通用數學仿真工具，在M ATLAB的作用下，編寫了計算工具箱，主要有射頻放大電路工具箱，穩定性判別工具箱，網絡匹配計算工具箱，圓圖計算工具箱。具體操作步驟如下：

例1：已知Z_L=24-j144W，Z_O=600W，對負載反射系數的相角和大小進行求解。

解：要先把負載阻抗做歸一化處理，需要在圓圖上找到歸一化負載阻抗點，結合根據阻抗點的位置，合理的進行等反射系數圓的繪制操作，其中要注意，等反射系數圓和正實軸的交點，進行數值的讀取，將其作為實際的駐波系數，這樣就測得了一個數值。根據相關的公式進行計算。通過負載處電長度，以及其和正實軸的差值，很容易就能計算出負載反射系數的幅角。最后使用圓圖計算工具，進行最周的解答，其集體的操作步驟如下，可以進行參考分析，希望給相關人員一些啟發。

sc=DRAW SM ITH，%進行史密斯圓圖的繪制，

ZL=24-j*144，%負載阻抗為Z_L，

Z_O=60，%長線特性阻抗，

zl=ZL/ZO，%就可以得到歸一化的阻抗，其為Z_L=0.4-j2.4，

sc=SET_Z（sc，z1），%在圓圖上找到Z_L所對應的點A，

ro=READ_VSW R（sc），%就能夠得到當前點的駐波系數，

1=-17.2420

absg=（r0-1）/（ro+1），%計算反射系數的模G，

=0.8904

el=GET_EL（sc），%得到A點的電長度0.3115I，

phi=2*（el-0.25）/0.5，%計算反射系數的幅角0.2461P，

總結：如果使用手工法進行圖的繪制，其表現的比較粗糙，而且實際得到的結果和真實情況有很大差距，而通過利用MATLAB，就可以很快的進行復數計算，再合理的使用圓圖計算工具箱，就提高了繪制的精度，由此可見，在微波射頻電路的信息化教學改革中，要使用先進的教學理念，使用仿真軟件和設計軟件，避免進行復雜的運算。