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        微波射頻電路的信息化教學(xué)改革研究

        2016-11-19 11:00:30曹玉梅
        中國(guó)新通信 2016年20期
        關(guān)鍵詞:改革對(duì)策信息化教學(xué)

        曹玉梅

        [摘要]在很多大學(xué)課程中,微波與射頻電路是大學(xué)通信工程專業(yè)、電子信息工程相關(guān)專業(yè)的核心課程之一,為了保證教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出社會(huì)需要的專業(yè)型人才,學(xué)校應(yīng)該引入先進(jìn)的教學(xué)理念,使用現(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù),提高教學(xué)質(zhì)量。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中的弊端要加以分析,從中分析解決方案,有效對(duì)教學(xué)進(jìn)行信息化改革,例如分析該課程的章節(jié)內(nèi)容,大量使用計(jì)算機(jī)教學(xué),編寫MATLAB實(shí)驗(yàn)工具箱,有效簡(jiǎn)化了圖解步驟和手工計(jì)算,提高整體的教學(xué)效果。

        [關(guān)鍵詞]微波射頻電路 信息化教學(xué) 改革對(duì)策

        當(dāng)前這一課程都是32學(xué)時(shí),之前都是使用各方面的文獻(xiàn)作為教材,重點(diǎn)對(duì)微博元件、微波理論、場(chǎng)解法等進(jìn)行教學(xué),在計(jì)算機(jī)技術(shù),無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展中,促使射頻電路技術(shù)得到了大范圍的應(yīng)用,其是無(wú)線技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵一環(huán),下面就對(duì)這些方面進(jìn)行分析,希望給有關(guān)人士一些借鑒。

        一、分析在教學(xué)中遇到的難點(diǎn)問題

        通過對(duì)整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的分析發(fā)現(xiàn),課程中涉及到很多概念,而且用語(yǔ)言很難形象的進(jìn)行描述,在講課中學(xué)生會(huì)感到非常的抽象,一般學(xué)生只對(duì)低頻電路知識(shí)進(jìn)行了學(xué)習(xí),在這部分內(nèi)容教學(xué)中,很難深入的認(rèn)識(shí)到場(chǎng)和分布參數(shù)。在授課過程中,還要利用場(chǎng)、路等方法教學(xué),在之前的學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn),學(xué)生都沒有經(jīng)歷過這樣的方法學(xué)習(xí),因此比較陌生,還存在一定的困難度。

        二、分析教學(xué)改進(jìn)思路

        第一,教學(xué)中充分融入想象化,使用動(dòng)畫方式,圖形等進(jìn)行多媒體教學(xué),在進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)中,向?qū)W生展示微波電路求解結(jié)果的動(dòng)態(tài)仿真圖像,這樣抽象的概念變得可視化,學(xué)生理解更加容易。第二,在教學(xué)過程中,一定要把場(chǎng)、路結(jié)合的思想貫穿到整個(gè)課程中,講授公式和概念的時(shí)候,重點(diǎn)對(duì)原理進(jìn)行分析,同時(shí)使用現(xiàn)代數(shù)學(xué)計(jì)算軟件,最好不要出現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。第三,在授課過程中,應(yīng)該將射頻器件等展示給學(xué)生,讓學(xué)生對(duì)其有一個(gè)初步的了解,提高學(xué)生學(xué)習(xí)這方面知識(shí)的興趣。第四,可以適當(dāng)?shù)拇┎迳漕l電路實(shí)驗(yàn)課,在實(shí)驗(yàn)過程中,對(duì)所學(xué)的理論進(jìn)行證實(shí),可以對(duì)比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作,最好引領(lǐng)學(xué)生一同操作,讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行深入的理解,培養(yǎng)獨(dú)立獲取知識(shí)的自學(xué)能力。

        三、實(shí)際案例分析

        發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行射頻電路教學(xué)過程中,涉及到計(jì)算的主要有穩(wěn)定性判別、史密斯圓圖的計(jì)算、后續(xù)章節(jié)的網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配、復(fù)數(shù)計(jì)算等,可以利用計(jì)算機(jī)手段,對(duì)相關(guān)的計(jì)算步驟進(jìn)行替換,那么整個(gè)教學(xué)流程就得到了很好的簡(jiǎn)化,使用MATLAB數(shù)學(xué)計(jì)算工具,其是重要的通用數(shù)學(xué)仿真工具,在M ATLAB的作用下,編寫了計(jì)算工具箱,主要有射頻放大電路工具箱,穩(wěn)定性判別工具箱,網(wǎng)絡(luò)匹配計(jì)算工具箱,圓圖計(jì)算工具箱。具體操作步驟如下:

        例1:已知ZL=24-j144W,ZO=600W,對(duì)負(fù)載反射系數(shù)的相角和大小進(jìn)行求解。

        解:要先把負(fù)載阻抗做歸一化處理,需要在圓圖上找到歸一化負(fù)載阻抗點(diǎn),結(jié)合根據(jù)阻抗點(diǎn)的位置,合理的進(jìn)行等反射系數(shù)圓的繪制操作,其中要注意,等反射系數(shù)圓和正實(shí)軸的交點(diǎn),進(jìn)行數(shù)值的讀取,將其作為實(shí)際的駐波系數(shù),這樣就測(cè)得了一個(gè)數(shù)值。根據(jù)相關(guān)的公式進(jìn)行計(jì)算。通過負(fù)載處電長(zhǎng)度,以及其和正實(shí)軸的差值,很容易就能計(jì)算出負(fù)載反射系數(shù)的幅角。最后使用圓圖計(jì)算工具,進(jìn)行最周的解答,其集體的操作步驟如下,可以進(jìn)行參考分析,希望給相關(guān)人員一些啟發(fā)。

        sc=DRAW SM ITH,%進(jìn)行史密斯圓圖的繪制,

        ZL=24-j*144,%負(fù)載阻抗為ZL

        ZO=60,%長(zhǎng)線特性阻抗,

        zl=ZL/ZO,%就可以得到歸一化的阻抗,其為ZL=0.4-j2.4,

        sc=SET_Z(sc,z1),%在圓圖上找到ZL所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)A,

        ro=READ_VSW R(sc),%就能夠得到當(dāng)前點(diǎn)的駐波系數(shù),

        1=-17.2420

        absg=(r0-1)/(ro+1),%計(jì)算反射系數(shù)的模G,

        =0.8904

        el=GET_EL(sc),%得到A點(diǎn)的電長(zhǎng)度0.3115I,

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

        總結(jié):如果使用手工法進(jìn)行圖的繪制,其表現(xiàn)的比較粗糙,而且實(shí)際得到的結(jié)果和真實(shí)情況有很大差距,而通過利用MATLAB,就可以很快的進(jìn)行復(fù)數(shù)計(jì)算,再合理的使用圓圖計(jì)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(xué)改革中,要使用先進(jìn)的教學(xué)理念,使用仿真軟件和設(shè)計(jì)軟件,避免進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算。

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