摘 要：天線技術(shù)具有應(yīng)用性強的特點，且“天線理論與設(shè)計”課程的理論教學(xué)難度較大。因此，如何在本科教學(xué)中促進學(xué)生理解并掌握基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)，成為教學(xué)過程中最為重要的問題。本文對該課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法進行了探究，以期為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：天線理論與設(shè)計；教學(xué)改革；教學(xué)方法

“天線理論與設(shè)計”課程是通信類專業(yè)的重要課程，對通信工程專業(yè)的應(yīng)用及理論研究具有非常重要的作用。“天線理論與設(shè)計”課程是與實際應(yīng)用緊密結(jié)合的一門應(yīng)用型課程。同時，“天線理論與設(shè)計”又是經(jīng)典的傳統(tǒng)課程，課程中涉及數(shù)學(xué)、電磁場與電磁波微波工程等知識，對基礎(chǔ)并不扎實，相關(guān)理論素養(yǎng)較為欠缺的本科生來說，這門課程的理論部分無疑是較難理解和掌握的。所以，如何傳授天線理論基礎(chǔ)知識，激發(fā)學(xué)生對天線設(shè)計課程的學(xué)習(xí)興趣，是這一課程教學(xué)過程中需要面對的問題。

一、清晰明確的教學(xué)定位

學(xué)生對于場論和電磁理論的理解和掌握并不扎實。在天線理論的研究和分析方面需要運用數(shù)學(xué)工具和一些基本的公式推導(dǎo)，教學(xué)中并不要求學(xué)生掌握。而研究得到的結(jié)論及其物理意義，則需要教師對學(xué)生反復(fù)強調(diào)，從物理特性上讓學(xué)生理解天線的一般特性。

例如，在對稱振子天線的分析中，我們只是簡單介紹了較難理解的對稱振子天線的電流分布算法，對對稱振子的輻射場結(jié)論進行了多層次的討論。首先從方向圖的參數(shù)特性上，將對稱振子天線與電流源天線進行對比，強調(diào)了方向性、波瓣寬度和增益等天線性能參數(shù)的概念，并突出了兩種天線的異同。其次，通過對輻射場公式的分析，明確了對稱振子天線與電流源天線的內(nèi)在聯(lián)系原理，進而引出方向圖相乘原理。最后，通過對不同臂長的對稱振子天線的性能分析，引出電流分布對天線輻射場的影響，從而為學(xué)生建立場與路的聯(lián)系搭橋鋪路。

“天線理論與設(shè)計”課程的理論難度相對較大。所以，在本科教學(xué)中，教師應(yīng)適當(dāng)降低理論知識要求，減少公式的推導(dǎo)和證明，增加應(yīng)用實例與實踐教學(xué)的比重，在實例中結(jié)合理論知識點，使學(xué)生更易于理解和掌握。教學(xué)應(yīng)以理解天線原理、掌握天線指標(biāo)、熟悉天線應(yīng)用和了解天線設(shè)計方法為目標(biāo)要求。

二、增加實踐環(huán)節(jié)，給學(xué)生動手參與的機會

我們在課程設(shè)置中對天線的設(shè)計部分引入了商業(yè)軟件設(shè)計方法。商業(yè)軟件的天線設(shè)計對基礎(chǔ)理論的要求不高，通過教師的指導(dǎo)，學(xué)生完全可以使用成熟的商業(yè)軟件，對簡單天線進行數(shù)值仿真和優(yōu)化設(shè)計。

在學(xué)生熟悉了基本的軟件操作后，教師可以安排之前理論部分重點講授的天線類型作為試驗實踐內(nèi)容，如對稱振子天線的分析。在試驗中，學(xué)生根據(jù)要求對指定參數(shù)的對稱振子天線建模，通過商業(yè)軟件平臺分析天線性能，從而進一步強化對參數(shù)的理解和對軟件的使用。在教學(xué)的最后階段，教師可以布置常用通信天線的仿真設(shè)計實踐。教師可以要求學(xué)生設(shè)計并制作規(guī)定尺寸內(nèi)的平面藍牙天線，使學(xué)生了解天線設(shè)計的流程，熟悉天線的設(shè)計和天線性能參數(shù)。

三、高效新穎的教學(xué)資源

“天線理論與設(shè)計”課程需要相關(guān)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的支撐，該課一般以選修課的形式在第6或第7學(xué)期開設(shè)，課時相對較少。在這種情況下，如何靈活、高效地使用教學(xué)資源顯得尤為重要。為了提高教學(xué)效率，在課程教學(xué)過程中，教師可以使用多媒體手段增強學(xué)生對基本概念和天線性能的理解。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，對于商業(yè)軟件的使用，教師整理了使用教程，購買并制作了大量的視頻教程，利用網(wǎng)絡(luò)共享的方式提供給學(xué)生，使學(xué)生可以隨時隨地學(xué)習(xí)軟件的使用方法。對于一些基本天線的設(shè)計方法，教學(xué)團隊制作了視頻教程，供學(xué)生在課余時間學(xué)習(xí)。這些教學(xué)資源的使用，在很大程度上提高了課程教學(xué)的效率。

四、結(jié)語

“天線理論與設(shè)計”的難點是在有限的課時內(nèi)，使學(xué)生理解、掌握常用天線的基本輻射原理，熟悉天線的參數(shù)指標(biāo)和評價方法，能在此基礎(chǔ)上通過運用商業(yè)軟件分析設(shè)計一些結(jié)構(gòu)相對簡單的天線。對此，教師需要建立以基礎(chǔ)理論為主、以實踐教學(xué)帶動基礎(chǔ)理論的教學(xué)模式，并結(jié)合有效的教學(xué)方法和新穎的教學(xué)資源，以提高教學(xué)效率。

參考文獻：

陳彭，楊曉冬，陳朝陽，楊光松，朱曉明.帶有EBG反射板的縫隙多層寬帶微帶陣列天線[J]. 微波學(xué)報，2014，30（1）：34-38.

基金項目：福建省自然科學(xué)基金面上項目（項目編號：2016J01312），廈門市科技局科技計劃項目（項目編號：3502z20153010），集美大學(xué)博士啟動基金（項目編號：ZQ2014008），福建省教育廳青年重點項目。