位寅生 李鴻志 陸波 劉佳

【摘要】“雷達(dá)信號(hào)分析與處理”是電子信息工程雷達(dá)專業(yè)的重要課程，本文根據(jù)面對(duì)本科生開設(shè)的“雷達(dá)信號(hào)分析與處理”課程的情況，分析了課程的現(xiàn)狀和面臨的問題，然后按照理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩方面，分別進(jìn)行課程教學(xué)的改進(jìn)探討，以此激發(fā)學(xué)生的科研興趣和對(duì)本專業(yè)的好奇心，亦可以培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)思維和工程思維。

【關(guān)鍵詞】雷達(dá)信號(hào)分析與處理 ?電子信息工程 ?工程思維

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）09-0239-01

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析及研制逐漸從軍事擴(kuò)展為民用，包括車載雷達(dá)、探地雷達(dá)、測(cè)繪遙感、氣象雷達(dá)、航管雷達(dá)等。雷達(dá)系統(tǒng)分析與建模是門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，內(nèi)容豐富而廣泛，是從事雷達(dá)工程、雷達(dá)信號(hào)處理教學(xué)和科研人員的必修課程[1]。該課程與本科生課程《無線電定位原理與技術(shù)》、研究生課程《雷達(dá)系統(tǒng)導(dǎo)論》課程構(gòu)成從基本探測(cè)原理—系統(tǒng)概述——系統(tǒng)分析與建模的課程體系[2]。

講授雷達(dá)系統(tǒng)分析與建模的理論知識(shí)，教學(xué)重點(diǎn)是提高學(xué)生對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)分析的實(shí)踐能力，使得學(xué)生掌握雷達(dá)系統(tǒng)建模的基本理論和方法，掌握雷達(dá)系統(tǒng)分析的方法和理論。哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系所在研究所的有關(guān)新體制雷達(dá)研制的科研項(xiàng)目2015年獲國(guó)防科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，2017年獲國(guó)家進(jìn)步一等獎(jiǎng)，形成了具有哈工大特色的學(xué)科方向，在科研活動(dòng)中總結(jié)了雷達(dá)系統(tǒng)分析的一系列研究成果，并應(yīng)用在教學(xué)活動(dòng)中，為國(guó)家國(guó)防事業(yè)輸送了大量的具有創(chuàng)新能力的拔尖人才。目前研究型大學(xué)教師肩負(fù)著教學(xué)與科研的雙重角色。高等教育機(jī)構(gòu)以培養(yǎng)人才為中心，在育人這個(gè)目標(biāo)下教學(xué)和科研承擔(dān)不同的功能，為我們搭建了教學(xué)與科研并舉的平臺(tái)：從教書育人上來講，再不是僅僅側(cè)重于系統(tǒng)地傳播科學(xué)知識(shí)的傳統(tǒng)教育理念，而是對(duì)知識(shí)具有更深入地理解，充分發(fā)揮創(chuàng)造性，科學(xué)研究和實(shí)踐是教學(xué)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和知識(shí)不斷發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。教學(xué)與科研相互滲透和融合，在科學(xué)研究的同時(shí)開展教學(xué)活動(dòng)，以科研成果支持教學(xué)改革，教學(xué)與科研互動(dòng)，教學(xué)與科研相長(zhǎng)，并不斷的提煉科學(xué)研究成果以及教學(xué)過程經(jīng)驗(yàn)，不斷的完善課程的教材，使其適應(yīng)對(duì)高校高端人才的培養(yǎng)。

本專業(yè)擬建設(shè)《雷達(dá)信號(hào)分析與處理》課程的教材，編著研究生教材，綜合分析目前有關(guān)雷達(dá)系統(tǒng)以及雷達(dá)系統(tǒng)分析和建模方面的研究生教材，并結(jié)合實(shí)際科學(xué)研究成果，編著適合研究生的雷達(dá)系統(tǒng)理論、分析與建模教材。該教材可適用于研究生、科研人員以及高年級(jí)本科生使用。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

“雷達(dá)信號(hào)分析與處理”課程理論性很強(qiáng)，算法深?yuàn)W抽象，學(xué)生不易掌握與理解。教學(xué)中重理論輕實(shí)裝：雖然雷達(dá)信號(hào)處理與終端技術(shù)課程教學(xué)上有數(shù)十年的積累，教材也多次更新、修訂，但是教材中公式繁多，推導(dǎo)復(fù)雜，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)一般或是較差的學(xué)員容易產(chǎn)生畏難情緒，影響學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性[3-4]。而即使是學(xué)員理論學(xué)得很好，如果不結(jié)合具體應(yīng)用背景，在面對(duì)實(shí)際問題時(shí)，仍然會(huì)是茫然無措，摸不著頭腦。由于理論教學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)，學(xué)生大多一知半解，課堂教學(xué)效果不夠理想[5-7]。

二、擬解決的關(guān)鍵問題

1.雷達(dá)信號(hào)分析與處理與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合

教材內(nèi)容結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)概念、理論進(jìn)行更加深入和有針對(duì)性地介紹，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力。

2.開發(fā)教學(xué)軟件系統(tǒng)

設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)覆蓋面較全的習(xí)題庫(kù)，基于SystemVue電子系統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并基于雷達(dá)系統(tǒng)基本原理和實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備，搭建雷達(dá)系統(tǒng)分析與建模平臺(tái)系統(tǒng)，覆蓋雷達(dá)系統(tǒng)性能分析和數(shù)學(xué)模型建設(shè)，內(nèi)容系統(tǒng)、完整。

三、教材建設(shè)方案

本教材建設(shè)中的主要工作包括：雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本概念和基本理論，從雷達(dá)系統(tǒng)的分析和仿真方法上介紹;編寫工具軟件使用說明;對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用舉例的選取;課后習(xí)題設(shè)計(jì)等。

建設(shè)內(nèi)容主要包括四部分：

1.雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的基本概念與基礎(chǔ)理論，包括：由基本雷達(dá)方程推導(dǎo)的雙基地雷達(dá)方程、搜索雷達(dá)方程、干擾下的雷達(dá)方程、雜波特性與雷達(dá)方程。

2.雷達(dá)系統(tǒng)建模與分析，包括主要幾種體制雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇：監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)、雙基地雷達(dá)系統(tǒng)、毫米波末制導(dǎo)雷達(dá)、穿墻雷達(dá)系統(tǒng)、成像雷達(dá)系統(tǒng)、相控陣?yán)走_(dá)等。

3.雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用舉例，包括：雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般流程、某地面制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、某末制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、SAR成像雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及經(jīng)典的Balke圖設(shè)計(jì)。

4.教學(xué)軟件系統(tǒng)開發(fā)和習(xí)題，包含軟件介紹SystemVue電子系統(tǒng)仿真軟件、雷達(dá)系統(tǒng)分析軟件（自主研制開發(fā)）等，覆蓋雷達(dá)系統(tǒng)性能分析和數(shù)學(xué)模型建設(shè)，內(nèi)容系統(tǒng)、完整。每章后都附有參考文獻(xiàn)、習(xí)題、仿真程序及其說明。

四、結(jié)論

雷達(dá)探測(cè)技術(shù)和信息處理的專業(yè)知識(shí)是比較枯燥的，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣一直是教學(xué)中最頭痛的問題。雖然目前有很多很好的教材可供參考，但在教學(xué)過程中我們應(yīng)該避免只停留在表面上，應(yīng)將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，在課堂上引入科研工作的實(shí)例，如實(shí)際的雷達(dá)系統(tǒng)，可以用來豐富教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)活動(dòng)就會(huì)更加生動(dòng)和充滿活力。同時(shí)建設(shè)精品教材可以學(xué)生更好地理解雷達(dá)原理。

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