天線課程理論抽象、數(shù)學(xué)計算復(fù)雜,文章將OBE理念引入該課程教學(xué),采用了線上和線下相結(jié)合的項目化教學(xué)方式。通過引入HFSS電磁仿真軟件,較詳細(xì)地介紹了天線課程項目化教學(xué)的項目分析、方案制定、電路設(shè)計、仿真調(diào)試、加工測試和產(chǎn)品評價等各個環(huán)節(jié)。 

【文章來源】：實驗技術(shù)與管理. 2020,37(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

天線課程OBE教學(xué)執(zhí)行流程

在學(xué)生掌握基本天線理論知識后，即可開展射頻通信天線項目教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容包括項目調(diào)研、設(shè)計指標(biāo)和方案制定、仿真調(diào)試、匹配器設(shè)計、實物制作和實物測試。天線課程采用線上和線下教學(xué)模式（見圖2）。在線上，課前由教師在線布置工程項目任務(wù)書，學(xué)生根據(jù)該任務(wù)書查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。在線下，教師要對項目進(jìn)行詳細(xì)分析，組織學(xué)生推進(jìn)項目實施。在課后，教師對學(xué)生進(jìn)行在線輔導(dǎo)和項目答疑，學(xué)生提交項目報告。通過仿真和測試實驗使學(xué)生加深對射頻和天線相關(guān)概念和理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和科研能力。例如，在微帶圓極化天線項目的實施過程中，要求學(xué)生用理論知識和天線基本原理指導(dǎo)實驗調(diào)試、分析實驗結(jié)果、處理實驗數(shù)據(jù)，即分析頻率偏移和端口不匹配的原因、調(diào)整天線結(jié)構(gòu)和尺寸、記錄并保存重要調(diào)試數(shù)據(jù)等，還要研究參數(shù)化掃描天線關(guān)鍵尺寸對阻抗匹配、軸比帶寬和輻射性能的影響。其中包括：選取合適的天線基板材料；在覆銅板上腐蝕、焊接鍍膜；進(jìn)行遠(yuǎn)場輻射特性測試；撰寫設(shè)計報告和答辯PPT等。

再以單元圓極化陣列天線為例。系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)和3D增益方向圖如圖3所示，天線系統(tǒng)由8個完全相同的陣列天線和饋電網(wǎng)絡(luò)組成。采用同軸線底饋方式，把兩組4單元陣列的間距D作為參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化。初始D取28 mm，仿真優(yōu)化范圍為20～40 mm，間隔4 mm。仿真結(jié)果表明，盡管所有頻點反射系數(shù)都在規(guī)定范圍即–10 d B以下，但間距D為28 mm和32 mm的陣列天線諧振頻率分別為5.85 GHz和5.76 GHz，反射系數(shù)最小，離設(shè)計要求的5.8 GHz最接近。在考核方面，要從實驗設(shè)計、執(zhí)行、分析及數(shù)據(jù)解釋四個方面對學(xué)生項目完成情況進(jìn)行評價。其中A級（90～100分）為非常好，要求實驗設(shè)計方案正確，能達(dá)到實驗?zāi)康模辉趯嶒瀳?zhí)行過程中，要能熟練掌握實驗設(shè)備的選擇、使用和執(zhí)行程序，能取得正確、有現(xiàn)實意義的實驗結(jié)果；在實驗分析過程中，要能理解所用的運算及分析工具，且對所有的計算都能進(jìn)行正確的執(zhí)行和記錄；在實驗數(shù)據(jù)解釋過程中，要能理解并正確分析所有重要的實驗結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3454631