无线通信系统电磁与微波技术教学的分层设计
无线通讯教案设计方案模板
一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解无线通讯的基本原理和常用技术；（2）掌握无线通讯系统的组成和功能；（3）学会分析无线通讯系统的性能指标；（4）熟悉无线通讯在各个领域的应用。
2. 过程与方法：（1）通过实验、案例分析和小组讨论等方式，提高学生的实践能力和团队合作精神；（2）培养学生分析问题、解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观：（1）激发学生对无线通讯技术的兴趣，培养学生对科学技术的热爱；（2）树立学生的创新意识，培养学生严谨的科学态度。
二、教学重点与难点1. 教学重点：（1）无线通讯的基本原理和常用技术；（2）无线通讯系统的组成和功能；（3）无线通讯系统的性能指标。
2. 教学难点：（1）无线通讯系统在各个领域的应用；（2）无线通讯系统的设计、优化和实现。
三、教学过程1. 导入（1）通过生活中的实例引入无线通讯，如手机、无线网络等，激发学生的学习兴趣；（2）简要介绍无线通讯的发展历程。
2. 基本原理与常用技术（1）讲解无线通讯的基本原理，如电磁波传播、调制解调等；（2）介绍常用无线通讯技术，如GSM、CDMA、Wi-Fi、蓝牙等。
3. 无线通讯系统（1）讲解无线通讯系统的组成，如基站、终端设备、传输信道等；（2）分析无线通讯系统的功能，如信号传输、信号处理、网络管理等。
4. 性能指标（1）介绍无线通讯系统的性能指标，如传输速率、误码率、覆盖范围等；（2）通过实验和案例分析，让学生了解性能指标在实际应用中的重要性。
5. 无线通讯应用（1）讲解无线通讯在各个领域的应用，如通信、导航、物联网等；（2）通过案例分析，让学生了解无线通讯在实际应用中的挑战和解决方案。
6. 总结与拓展（1）总结本节课的主要内容，强调重点和难点；（2）布置课后作业，让学生进一步巩固所学知识。
四、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、回答问题的情况等；2. 课后作业：检查学生对本节课知识点的掌握程度；3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和问题解决能力。
电磁波通信课程设计
电磁波通信课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电磁波的基本概念、产生原理及其传播特性；2. 掌握电磁波在通信中的应用，了解无线电波、微波等电磁波的种类及特点；3. 了解电磁波通信系统的基本构成和原理，包括发射、传输、接收等环节。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析电磁波通信中的问题，并提出解决策略；2. 能够通过实际操作，搭建简单的电磁波通信模型，提高实践操作能力；3. 能够运用科学方法，对电磁波通信相关现象进行观察、实验和分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电磁波通信的兴趣，激发学习热情，增强学科自信心；2. 培养学生的团队协作意识，学会在合作中探究问题，共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，认识到电磁波通信在环境保护中的重要性，培养学生的社会责任感。
本课程针对高中年级学生，结合电磁波通信的学科特点，注重理论知识与实践操作相结合。
在教学过程中，关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与课堂讨论和实践活动。
通过本课程的学习，旨在帮助学生掌握电磁波通信的基本原理和实际应用，培养他们的科学思维和创新能力，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电磁波的基本概念与产生原理：- 电磁波的定义、分类及特点；- 电磁波产生原理，如电磁感应、电荷振动等；- 电磁波的传播特性，如反射、折射、衍射等。
2. 电磁波在通信中的应用：- 无线电波、微波等电磁波在通信中的应用；- 电磁波通信系统的基本构成，包括发射、传输、接收等环节；- 电磁波通信的优缺点及发展趋势。
3. 电磁波通信系统的实际操作：- 搭建简单的电磁波通信模型，了解发射、接收设备的使用；- 学习使用频谱分析仪、信号发生器等仪器，观察和分析电磁波通信过程中的信号特性；- 探究影响电磁波通信质量的因素，如距离、障碍物、天气等。
4. 教学内容的安排和进度：- 第1课时：电磁波的基本概念与产生原理；- 第2课时：电磁波在通信中的应用；- 第3课时：电磁波通信系统的实际操作与问题分析；- 第4课时：总结与拓展，探讨电磁波通信的发展趋势。
电磁场与无线技术专业本科课程设置
电磁场与无线技术专业本科课程设置引言电磁场与无线技术是现代通信领域中的重要专业方向之一。
随着无线通信技术的迅猛发展，对于电磁场与无线技术专业人才的需求也越来越大。
本文将介绍电磁场与无线技术专业的本科课程设置。
课程概述电磁场与无线技术专业本科课程的设置旨在培养学生掌握电磁场理论和无线通信技术的基本知识与技能，使其具备设计、开发和管理无线通信系统的能力。
课程设置涵盖了电磁场理论、电磁波传播、无线通信技术、通信原理、天线与微波技术等多个领域。
课程目标本科课程的目标是培养学生具备以下能力和素质： 1. 掌握电磁场理论和基本的无线通信原理； 2. 理解电磁波在空间中的传播特性； 3. 掌握常见的无线通信技术和协议； 4. 具备进行通信系统设计和优化的能力； 5. 具备解决实际工程问题的能力； 6. 具备良好的团队合作和沟通能力。
课程设置电磁场与无线技术专业本科课程的设置包括以下主要课程：1. 电磁场理论本课程主要介绍电磁场的基本概念、电场和磁场的数学描述、电磁场的能量与能量流动、静电场和静磁场等内容。
2. 电磁波传播本课程主要介绍电磁波的发射、传播和接收等基本原理，包括天线理论、传播损耗、多径效应、信道建模等内容。
3. 无线通信技术本课程主要介绍常见的无线通信技术和协议，包括调制解调技术、多址技术、调频技术、调相技术等内容。
4. 通信原理本课程主要介绍通信系统的基本原理，包括信号与系统、调制与解调、信道编码与解码等内容。
5. 天线与微波技术本课程主要介绍天线的基本原理和设计方法，以及微波电路的基本知识，包括天线辐射和辐射特性、微波传输线、功分器和耦合器等内容。
课程实践除了理论课程，电磁场与无线技术专业的本科课程还注重实践教学。
学生将参与实验课程、实践项目和实习实训等活动，通过实践培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
就业前景学完电磁场与无线技术专业的本科课程，学生可以从事电信运营商、无线通信设备制造商、互联网公司等领域的相关工作。
《无线通信》课程教学设计与实践
《无线通信》课程教学设计与实践4G/5G通信技术是当前和未来无线通信技术的发展方向，有着广阔的应用前景和研究价值。
在人才市场上，企业对熟练掌握4G/5G技术的大学毕业生求贤若渴。
因此，如何在本科教育中培养高素质4G/5G通信人才是高校教师需要思考的问题。
针对4G/5G中的协议栈技术，对高校《无线通信》课程的教学内容和教学方法进行了改进并实施在课堂中，大大促进了学生的积极性，提高了学生学习效果。
标签：4G/5G；无线通信；协议栈；课程改革doi：10.19311/ki.16723198.2017.02.0781 前言近年来，4G/5G通信技术成为了无线通信领域的研究热点，各个国家都在紧密部署4G/5G的无线网络，以提供更稳定，更高效的用户体验。
在人才市场上，各大通信企业如华为、中兴、爱立信等均对熟练掌握4G/5G技术的大学毕业生伸出橄榄枝，且待遇丰厚。
4G/5G技术从技术特点上大致可以分为物理层技术和协议栈技术。
物理层技术包括《通信原理》课程所学的各项技术，如编码，调制等。
协议栈技术包括资源调度、移动管理、数据加密等技术。
长期以来，我国各大高校均开设了《通信原理》、《无线通信》等，涵盖了物理层技术的课程，培养了大批具有物理层知识技能的毕业生。
然而，上述的通信课程对协议栈的知识涉及较少，因此在学生的协议栈技术知识培养方面一直是一个薄弱环节。
本文结合笔者以往的工作经历和所掌握的4G/5G协议栈知识，针对目前国内外通信企业的实际用人需求，对电子信息类专业的本科课程中《无线通信》课程内容和教学方法进行探讨，以弥补当前本科毕业生面临的技术短板，扩充学生的就业广度。
2 教学改革内容2.1 课程目标4G/5G无线通信技术内容多、覆盖广、技术难度大。
传统电子信息类专业课程主要关注某一方面，如物理层技术和算法，而对通信系统的整体架构和协议栈等技术涵盖较少，因此学生在课程学习后仍然缺乏对通信系统的整体理解和对协议栈知识的掌握。
无线通信系统设计
无线通信系统设计无线通信系统设计是一项重要的技术工作，它涉及到无线通信技术、网络结构、信号处理等多个领域。
本文将介绍无线通信系统设计的基本原则以及常见的实施步骤。
一、需求分析在进行无线通信系统设计之前，首先需要明确系统的需求。
这包括对系统的功能、性能、容量以及覆盖范围等要求的明确和分析。
根据需求分析的结果，可以确立系统设计的目标和指标，为后续的设计工作奠定基础。
二、系统结构设计在系统结构设计阶段，需要确定系统的整体结构和各个部分的功能划分。
根据需求分析的结果，可以选择合适的网络拓扑结构，例如星型、网状或者混合型等。
同时，还需要确定各个节点的功能和角色，包括基站、终端设备和传输设备等。
三、信号处理设计信号处理是无线通信系统设计中的核心环节。
在信号处理设计中，需要确定合适的调制解调技术、编码解码技术以及信道估计和均衡技术等。
同时，还需要考虑信号的压缩和去噪等处理方法，以提高系统的传输效率和抗干扰能力。
四、频谱规划频谱是无线通信系统设计中必不可少的资源。
在频谱规划中，需要确定系统需要的频段和带宽，并进行频率分配和频率重用的设计。
在设计频谱规划时，需要考虑到周围环境和其他系统的干扰情况，以确保系统的正常运行。
五、系统参数设计系统参数设计包括天线设计、功率控制、误码率和信噪比等参数的确定。
天线设计需要根据系统的覆盖范围和传输距离来确定，同时还需要考虑天线的增益、方向图和极化等特性。
功率控制需要根据系统的覆盖范围和容量需求来确定，以确保系统在不同环境下的传输质量。
误码率和信噪比等参数的确定需要综合考虑系统的容量和可靠性要求。
六、安全设计在无线通信系统设计中，安全性是一个重要的考虑因素。
安全设计包括对系统的数据加密和认证等措施的设计。
在设计安全方案时，需要综合考虑系统的需求和外部环境的潜在风险，以确保系统的数据传输和隐私安全。
七、系统测试与优化在完成无线通信系统的设计之后，需要进行系统测试和优化工作。
系统测试包括对系统的功能和性能进行验证，以确保系统设计的目标和指标的达到。
微波通信系统的设计与优化
微波通信系统的设计与优化微波通信是一种高频无线传输技术，广泛应用于通信、军事、导航、遥感等领域。
微波通信具有高速传输、大容量、稳定性好、可靠性高等特点，受到人们的青睐。
如何设计合理、优化微波通信系统，是一个重要的研究方向。
一、微波通信系统的组成微波通信系统由发射机、接收机、天线和传输信介质组成。
1. 发射机发射机主要是用于发送信号，包括信号源、调制电路和功率放大器。
在信号源中，信号必须经过调制，包括模拟调制和数字调制。
功率放大器则能把调制后的信号通过天线发送出去。
2. 接收机接收机主要是用于接收信号，并对信号进行处理，包括信号放大、混频、解调和去噪。
接收机的灵敏度、选择性和带宽等参数会影响到系统的性能。
3. 天线天线是信号传输的关键部分，它负责将电磁波辐射到空间中，并将空间中的电磁波聚集到接收机中。
天线的类型及其特性、方向性和增益都会影响到信号传输的质量。
4. 传输介质传输介质包括空气介质、微波导管、同轴电缆和光纤等。
传输介质的传输损耗、传输速率、抗干扰能力和距离等都是影响信号传输的因素。
二、微波通信系统的设计微波通信系统的设计需遵循一些原则，如传输距离、传输速率和传输质量等，以及设计目标、任务要求和资源限制等因素。
1. 设计目标微波通信系统的设计目标主要包括传输距离、传输速率和传输质量等。
其中，传输距离是系统设计的重要因素，它需要考虑天线的类型、功率放大器的功率、传输介质和传输距离等因素。
2. 任务要求任务要求是制定微波通信系统设计方案的前提条件。
任务要求包括任务应用的类型、任务环境、任务要求的时间和空间限制等多方面因素。
通常，设计师需要了解这些要求，以便根据实际情况选择适当的技术路线和设计策略。
3. 资源限制资源限制主要包括制约微波通信系统设计的主要因素，如财力、技术水平和材料等。
由于资金和技术条件等方面的限制，设计师需要根据实际情况决定系统的设计策略。
三、微波通信系统的优化微波通信系统的优化主要是根据实际应用环境和技术要求，对系统进行优化，以提高系统的传输质量和性能。
微波无线电子系统的设计与应用
微波无线电子系统的设计与应用微波无线电子系统是一个基于微波技术的无线通信系统。
该系统不但具有高速、高带宽等优势，而且在通信中表现出了很好的抗干扰性能。
因此，在社交媒体、网络通信、无人机通信等多个领域都有广泛的应用。
在这篇文章中，我将重点探讨微波无线电子系统的设计与应用。
一、微波无线电子系统的基本组成部分微波无线电子系统一般由微波发射器、天线、传输介质、微波接收器以及相应的信号处理单元等组成。
微波发射器是实现微波信号发射的核心部件，通常由振荡器、功放等组成。
它通过一定的技术手段产生微波信号，并将其传输到天线上。
当微波信号到达天线时，它将通过天线以无线电磁波的形式传播到空间中。
天线是基本的接收和传输媒介，它通过将无线电磁波转换为电信号或将电信号转换为无线电磁波，实现了与外部世界的通信。
天线一般按照其工作方式、频率段、形状等多个因素进行分类。
传输介质是指在不同设备之间传输无线电信号的媒介。
很多时候，信号的传输需要借助于导线、光纤等辅助手段实现。
微波接收器通常需要对接收到的微波信号进行放大、调理、滤波等操作，最终将其转换为数字信号，以便进一步处理。
信号处理单元是对无线电信号进行分析和处理的核心部件。
它通过数字信号处理、调制解调、编解码等操作，实现从原始信号到可识别的数据和语音等业务信息的转换。
二、微波无线电子系统的应用（一）通信领域随着互联网的迅速发展，人们对通信中速度、频率和容量的要求越来越高。
微波无线电子系统在通信领域中应用非常广泛。
它可以实现语音、数据、视频等多种信息的无线传输，提高了通信速度和通信质量。
此外，它还具有超强的抗干扰性能，可以在高干扰环境下稳定运行。
（二）军事领域微波无线电子系统在军事领域中的应用也非常广泛。
由于其速度快、抗干扰能力强，因此它很适合用于军事通信、雷达、导弹制导等领域。
此外，它还可以用于军事情报收集和处理，帮助军方实现更加精准的情报掌握。
（三）航空航天领域在航空航天领域中，微波无线电子系统也发挥着重要的作用。
无线微波工程设计方案
无线微波工程设计方案一、项目背景随着信息社会的快速发展，无线通信技术在各个领域得到了广泛的应用。
微波工程作为无线通信技术的重要组成部分，其在电信、广播、航空航天、军事等领域都有着重要的应用价值。
因此，开展无线微波工程设计是十分必要的。
二、项目目标本项目的目标是设计一个高效稳定的无线微波通信系统，可以满足多种环境下的通信需求，包括远距离通信、高速数据传输等。
三、项目范围本设计方案将涵盖以下几个方面的内容：1. 系统结构设计：设计无线微波通信系统整体结构，包括天线系统、收发信机等组成部分。
2. 系统参数设计：确定无线微波通信系统的工作频率、带宽、发射功率等关键参数。
3. 天线设计：设计合适的天线结构，以实现高效的信号传输和接收。
4. 信号处理技术：选用合适的信号处理技术，包括调制解调、信道编解码等，以保证信号的稳定传输。
5. 设备选型：选用符合系统需求的收发信机、功率放大器、滤波器等设备。
6. 系统测试：对设计的无线微波通信系统进行系统测试，验证其性能与稳定性。
四、方案分析1. 系统结构设计无线微波通信系统的整体结构应当包括发射端和接收端，发射端包括信号源、调制器和功率放大器，接收端包括天线、信号接收器和解调器。
发射端和接收端可以通过天线系统进行无线信号传输。
在系统设计中，我们需要考虑系统的整体结构，包括信号传输路径、信号处理流程等。
2. 系统参数设计系统的工作频率决定了系统的通信范围和穿透能力，带宽决定了系统的数据传输速率，发射功率决定了系统的信号覆盖范围。
在设计过程中，需要综合考虑这些参数，以满足系统在不同环境下的通信需求。
3. 天线设计天线是无线微波通信系统中最重要的组成部分，其设计直接影响到系统的通信性能。
在天线设计中，需要考虑天线的传输效率、辐射特性、频率特性等，以确保系统能够在不同环境下稳定传输信号。
4. 信号处理技术选择合适的信号处理技术对系统的通信质量至关重要。
在设计过程中，需要对调制解调技术、信道编解码技术等进行深入研究，以确保系统能够稳定地传输和接收信号。
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无线通信系统电磁与微波技术教学的分层设计* 全绍辉 (北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100091) 【摘要】针对无线通信系统中的电磁与微波技术，提出将教学和实验实践划分为从内到外五个层次，包括：电磁传播层、 电磁散射层、天线层、射频电路层、系统级参数层。对这些分层所包含的电磁与微波技术的基本概念、理论、实验实践进行了 总结，给出了分层课程设计和内容规划。提出按年级进行分层培养的方案，并设计了包含基础课程类、仿真实践类、测量实践 类各栏目的微波学堂网（wbxt.buaa.edu.cn）。 【关键词】无线通信系统；电磁与微波技术教学；分层设计；微波学堂 【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2012）12—0115—04 117 证性实验。 三按年级分层培养方案设计 对电子信息类、通信工程类专业的学生，尽管大多数电 磁与微波类课程的系统学习需要到研究生阶段进行，但对部 分感兴趣、有余力的本科生，仍可以在本科阶段按照年级逐 渐实行电磁与微波技术分层培养的方案，表 2 给出具体方案 设计。按此方案，从大二开始，到大四结束，可以初步完成 一个完整轮次的分层培养和训练。如果具备条件，在研究生 阶段还可进一步深入学习和实践。 表 2 按年级分层培养方案 年级已有专业课基础分层实验实践安排 大二下学期电磁场理论“电磁传播层”实验实践 大三上学期电磁场理论，微波技术“射频电路层”实验实践 大三下学期电磁场理论，微波技术“天线层”、“电磁散射层”实验实践 大三暑期生产实习电磁场理论，微波技术“系统级参数层”实验实践 大四上学期 课程设计 电磁场理论，微波技术 选择“电磁传播层”、“射频电路层”、“天线层”、“电磁散射层”、 “系统级参数层”之一进行深入选题设计。 大四上学期电磁场理论，微波技术，相关专业选修课 根据分层学习和实验实践建立起的对通信系统的整体认识，选择 相关专业选修课，并进行毕业设计预选题。 大四下学期电磁场理论，微波技术，相关专业选修课根据学习基础和兴趣最终确定毕设题目，开展毕设课题工作。 研一上学期本科阶段课程，高等电磁场理论，天线天线参数测量，电磁传播层研究型实验。 研一下学期 本科阶段课程，高等电磁场理论，天线，微波工程， 散射 RCS 测量，系统级参数测量。 研二-研三全部本硕专业课程硕士选题、开题，开展毕设课题研究。 四辅助教学网站设计 分层培养是一个系统的工程。为扩展学生眼界，增强实 验实践训练，促进各级同学之间交流、各门课程之间交流， 我们设计了辅助教学网站：微波学堂网（wbxt.buaa.edu.cn）。 考虑到无线通信系统分层的每一层的教学内容都涉及 基础理论、仿真方法、测量方法等三大类，我们将微波学堂 网的前几个主要版块分为三类：基础课程类、仿真实践类、 测量实践类。其名称、定位、内容简介如表 3 所示。 表 3 微波学堂网主要版块 类别版块名称版块定位和内容简介 在线课程 主要包括目前已经开设出的电磁和微波相关本科和研究生课程。这些课程的各方面条件建设和资源配置相对完善， 如“微波技术”、“高等电磁场理论”等。每门在线课程又有四个细分的子栏目，涵盖了教学的各方面，包括：课程 公告、资料下载、实验实践、交流答疑。 基础 课程类 其他课程 主要包括“在线课程”以外的一些电磁和微波相关的基础课程，开设有经典教材讨论区。随着这些课程的相关资源 配置和教学条件的不断成熟和完善，其最终发展目标是升级为在线课程。 仿真 实践类 电磁、射频、 微波仿真 以各种电磁和微波计算仿真软件的讨论、交流、学习为主，涵盖的软件包括：HFSS、CST、FEKO、ADS 等。 测量 实践类 电磁、射频、 微波测量 根据测量目标和原理的不同，将电磁和微波相关的测量技术分为反射和传输测量、辐射和散射测量、信道和系统测 量等内容，设置相应栏目。 五结论 本文提出将无线通信系统中的电磁与微波技术划分为 电磁传播层、电磁散射层、天线层、射频电路层、系统级参 数层，分层进行课程设计、内容规划和学习实践，设计了按 年级分层培养的方案，构建了辅助教学的微波学堂网站。这 种方法的特点和优点是： （1）可以解决传统教学中通信系统的电磁与微波技术 定位不清晰的问题。通过设计完整、完备的电磁与微波技术 的分层学习和实验实践方案，可以使电磁与微波类课程学习 与无线通信系统及实际科研工程紧密结合，提高了学习的针 对性和效率。 （2）在分层学习和实验实践中，学习者既可掌握无线通信 系统中的关键电磁与微波技术，又能充分了解系统整体构116 层之后，可以开展有针对性的教学。 二分层课程设计和内容规划 以北航电子信息工程学院所开设课程为例，表 1 给出与 无线通信系统中电磁与微波技术分层相关的电磁与微波类 的主要课程列表。在本科阶段开设的必修课程一般有“电磁 场理论”和“微波技术”两门，其他为选修课。电磁与微波 技术大部分课程的系统学习通常在硕士研究生阶段进行。 表 1 分层课程设计 分层类别课程名称课程类型 电磁场理论本科必修 电磁传播层 高等电磁理论研究生 电磁散射理论及工程研究生 电磁散射层 几何绕射理论研究生 通信天线与馈电系统本科选修 天线层 天线理论与工程研究生 微波技术本科必修 微波工程基础研究生 微波电路与器件本科选修 微波电子线路研究生 射频电路层 射频集成电路 EDA 研究生 系统级参数层微波通信系统研究生 1 电磁传播层 如表 1 所示，关于电磁传播层内容的学习通常在本科阶 段的“电磁场理论”和研究生阶段的“高等电磁理论”中进 行 [5] 。 电磁传播层所涉及的与无线通信相关的主要基本概念 和理论一般包括：（1）平面波和均匀平面波；（2）媒质中的 波；（3）波的合成：行波、驻波、行驻波；（4）波的合成： 线极化、圆极化、椭圆极化；（5）柱面波；（6）球面波；（7） 远场条件和紧缩场。 电磁传播层可以考虑安排的实验实践为：（1）线极化波、 圆极化波、椭圆极化波的产生；（2）线极化波、圆极化波、 椭圆极化波的检测。 2 射频电路层 如表 1 所示，射频电路层中的无源电路知识通常在本科 阶段的“微波技术”课和研究生阶段的“微波工程基础”课 中学习 [6, 7] ，而有源电路知识通常在本科或研究生的“微波 电路与器件”、“微波电子线路”等课程中学习 [8] 。 射频电路层所涉及的与无线通信有关的主要基本概念 和理论一般包括：（1）传输线；（2）长线和短线；（3）集总 参数和分布参数；（4）长线的分布参数电路模型及解；（5） 传播常数和特性阻抗；（6）匹配和失配；（7）传输线工作状 态参量；（8）史密斯圆图；（9）微波网络和网络参量；（10） 网络外特性参量；（11）同轴线、波导、微带线；（12）传输 线转换接头。 射频电路层可以考虑安排的实验实践为：（1）网络分析 仪的学习与使用，包括传输线基本概念和圆图实验；（2）用 网络分析仪进行典型二端口、三端口、四端口射频元件的测 试；（3）一些微波传输线和元件的仿真实验。 3 天线层 如表 1 所示，天线层所涉及的基本内容在本科阶段的 “电磁场理论”、“通信天线与馈电系统”等课中均有所涉及， 更多内容的学习则一般要到研究生阶段的“天线理论与工 程”课中进行 [9] 。也有一些院校将天线课和“微波技术”课 的内容合并整合为“微波技术与天线”课进行教学 [10] 。 天线层需要了解和学习的主要基本概念和理论一般包 括：（1）电流元、磁流元、惠更斯元；（2）输入阻抗和驻波 比；（3）极化和交叉极化；（4）方向性和增益；（5）增益方 向图；（6）轴比方向图；（7）无线通信系统天线类型；（8） 天线参数测量原理。 天线层可以考虑安排的实验实践为：（1）天线的极化； （2）圆极化天线的原理和实现；（3）天线驻波比测量；（4） 天线方向图测量；（5）一些典型类型天线的仿真。 4 电磁散射层 如表1，电磁散射层的内容通常需要在研究生阶段的“电 磁散射理论及工程”、“几何绕射理论”等课程中学习 [11] 。 电磁散射层需要掌握的主要基本概念和理论一般包括： （1）反射、衍射、干涉；（2）绕射；（3）雷达散射截面（RCS）； （4）一维成像；（5）二维成像；（6）RCS 测量原理。 电磁散射层可以考虑安排的实验实践包括：（1）波的衍 射和干涉；（2）一些典型目标 RCS 测量实验，如金属球的 谐振 RCS 测量和二维成像，典型低剖面低 RCS 飞行器模拟 目标测量等；（3）典型目标的 RCS 仿真。 5 系统级参数层 如表 1 所示，在研究生“微波通信系统”课程中，会对 无线通信系统电磁与微波技术的系统级参数层内容有所涉 及，还有一些内容分布在其他课程及一些工程科研文献中。 系统级参数层需要掌握的主要基本概念和理论一般包 括：（1）等效全向辐射功率（EIRP）和灵敏度；（2）弗西斯 公式和雷达方程；（3）菲涅尔椭圆和菲涅尔区；（4）视距通 信；（5）非视距通信；（6）信道模拟和测量。 对于实验实践，可考虑安排一些无线通信区的软件模 拟，具有下列功能：（1）无线通信发射单元模拟；（2）无线 通信接收单元模拟；（3）收发单元处于任意姿态和位置时， 水平、竖直、轴线方向的视距有效通信区；（4）存在典型障 碍物且收发单元处于任意姿态和位置时，水平、竖直、轴线 方向的非视距有效通信区；（5）单双站雷达探测区模拟。 如果具备条件，也可以安排一些信道测量的演示性或验115 第 22 卷现代教育技术 Vol. 22 2012 年第 12 期 Modern Educational Technology No.12 2012 无线通信系统电磁与微波技术教学的分层设计 * 全绍辉 (北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100091) 【摘要】针对无线通信系统中的电磁与微波技术，提出将教学和实验实践划分为从内到外五个层次，包括：电磁传播层、 电磁散射层、天线层、射频电路层、系统级参数层。对这些分层所包含的电磁与微波技术的基本概念、理论、实验实践进行了 总结，给出了分层课程设计和内容规划。提出按年级进行分层培养的方案，并设计了包含基础课程类、仿真实践类、测量实践 类各栏目的微波学堂网（wbxt.buaa.edu.cn）。 【关键词】无线通信系统；电磁与微波技术教学；分层设计；微波学堂 【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2012）12—0115—04 引言 随着无线通信技术的迅速发展和普及，其教学研究也越