《射频电子线路》课程教学改革与实践

敬守钊，高源慈，陈 瑜

(电子科技大学 电子工程学院，成都 611731)

《射频电子线路》课程是电子科技大学电子信息工程专业的专业基础必修课，是引导学生牢固掌握无线电收发系统单元电路的基本工作原理、基本分析方法、基本测试及工程设计方法的重要课程。该课程主要涉及非线性模拟电路［1］，也是培养学生分析电路以及应用电路能力，具有较强实践性的课程。射频模拟电路在数字电子技术、集成技术飞速发展的今天仍然是通信技术、雷达、导航、遥测遥控、空间技术的基础。电子科技大学电子工程学院历来注重培养学生的动手能力和创新精神，经过几代人的不懈努力，奠定了良好的人才培养基础和体系。学院依托所拥有的电路与系统等多个国家重点学科，紧跟技术发展和社会需求，主要培养射频、微波电路系统设计以及射频集成电路设计等方向的人才。为了更进一步增强学生对现代无线通信、电子对抗、侦察等系统中射频微波电路的设计研发能力，不断提高《射频电子线路》课程的教学效果，使学生在有限的学时内掌握更丰富的知识与技能便具有非常重要的意义。

《射频电子线路》是一门理论和实践结合极强的课程，对缺乏实践经验的大三学生来说，学习、理解都有一定难度。然而，随着近年来课程教学改革的不断深入，教学理念逐渐向“厚基础，宽口径，高起点”的方向转变，许多传统课程的教学时间被大大压缩，这就对《射频电子线路》课程的教学工作提出了更高的要求。

为适应新时期的内涵式发展需要，电子科技大学电子工程学院《射频电子线路》课程组2007年起对本课程的相关内容进行了一系列教学改革。从编写出版新教材、删除陈旧内容、增补新知识到规划新教学大纲，应用灵活多变的教学方法，采用现代化的教学手段，提高教学效率;改革考试方式等方面，都进行了有益的尝试，取得了较好的教学效果。近两年，又在逐渐增加实践教学环节上下工夫，力争在2013年完成“射频电路与系统实验室”的建设，2014年正式投入实验教学，以适应创新型人才培养的要求。

1 教学内容改革

在组织课程教学内容时，主要以教材为蓝本，又不仅仅局限于教材内容。在教学上既考虑理论基础的深度和广度，又强调理论与实践的紧密结合，突出课程的特点;既考虑传统教学内容的完整体系，又注重吸收现代通信技术及现代电子系统发展的新技术、新成果，在提高学生学习积极性、激发创新思维方面下工夫。

1.1 加强系统概念

传统《高频电子线路》《射频模拟电路》等教材主要注重单元电路的教学，把系统中相互关联的电路孤立起来讲述。这样虽然容易进行较严格的数学分析及原理阐述，但从工程实践的角度来看是远远不够的，必须把这些单元电路还原到系统中去，分析这些电路相互关联后对系统的影响。因此，新教材增加了系统方面的内容与知识点，把名称改为《射频模拟电路与系统》。将原来只是在绪论中简要介绍的通信系统及其特点等内容扩充为一个章节;以无线接收机系统的构成与设计为主线，把前面各章学习的单元电路有机地集成在一起，详细介绍系统指标、系统结构、相关单元电路设计以及新的接收机技术。使学生在单元电路的原理学习后，还在系统中对其作用有更深的了解。

1.2 加强与工程性相关的知识点

射频电路与工作在较低频率电路的最大区别在于其分布参数的影响起到了举足轻重的作用。由于分布参数的影响，所有元件均非理想元件，包括电路中的基础元件如电阻、电容、电感，供电电压、有源器件引脚、印刷电路板连线、金属化孔穿孔等。分布参数在射频电路中影响的另一种表现形式是信号以电磁波向外辐射并引起元器件之间的互相耦合，这会引起射频系统的不稳定。因此，新教材在第一章作为基础知识重点强调了这些涉及工程上的实际问题以及工程上所采取的措施，使缺乏实际经验的大三学生初步建立起一些与工程实际相关的基本概念。便于后续内容的学习，也为毕业后尽早进入实际工作状态奠定基础。

1.3 加强对新知识、新技术的视野拓展

随着数字电子技术、集成技术的飞速发展，许多在以前看起来很复杂的单元电路甚至射频系统，已被集成为一个单片元件;许多以前只能采用模拟方式实现的单元电路或功能，也可以用数字化方式来实现;以前要花大量时间和精力的设计、计算工作已被先进的现代设计工具所取代［2］。为了使学生掌握这些相关知识的内在联系，各单元电路的相关章节都集合教师科研工作的成果，对当前技术的最新进展和发展水平进行介绍。同时，也对电路和系统设计中常用的几种CAD工具，如ADS，Multisim，HFSS，Protel等的特点、使用范围进行概要介绍，以拓宽学生的知识视野，鼓励学生自主学习。不仅提高了学生的学习兴趣与积极性，也为今后的毕业设计以及毕业后的产品研发或者研究生阶段的研究工作打下基础。

2 改进理论教学方法

作为教材当然应力求构建相关领域知识系统的完整性，但为了解决课程涉及的内容增多与教学课时减少的矛盾，课程组对传统的教学方式加以改革，以适应新的教学形势与新的教学要求［3］。

2.1 提高课堂教学的效率

目前，电子工程学院《高频电子线路》课程只有48学时。教师既要根据教学大纲的要求，完成核心内容的讲授，又要适当介绍现代电子技术的最新发展，丰富学生的知识面。这就要求对需要讲授的基础知识、扩展知识、课程重点与难点进行全局把握，合理安排学时数。在整体授课进程上按照教材次序进行，而在具体章节上适当增删知识点，达到让学生既打牢基础知识，又紧跟当今技术发展的目的。

在授课手段上，采用多媒体教学与传统板书相结合的方式。如将传统教学方式中要花大量时间处理的公式、电路原理图、结论、总结讨论等内容改用PPT来描述;在某些关键知识点，例如进行原理推导，交、直流等效电路提取以及局部原理图中各元件作用的介绍时，仍用传统的板书方式讲解，达到提高学生学习效率和教师授课效率的目的。

在多媒体课件的运用上，充分发挥现代多媒体技术的优势，将难以阐述的内容用动态图像、声音以及示波器截图演示等多种信息来表现，以使课堂教学更加生动有趣，达到良好的教学效果。

2.2 提倡启发、思考型授课方式

对于《射频电子线路》教学中经常会用到的前期课程所学知识，不仅引导学生对相关内容加以温习，还应简单说明与推导新旧知识之间的联系。如果仅是简单地直接引用，往往会使学生忽略知识点之间的关联，养成知其然不知其所以然的陋习，不利于培养从事科学研究的良好素质和工作习惯。

要让学生养成主动学习的风气，从学习过程中享受掌握知识以及对自身能力提高的快乐，关键在于提高学生的学习兴趣。为此，在教学过程中既要讲解基础知识，同时又要紧密联系现实生活及生产实际中的具体应用来引导学生积极探讨和解决问题。例如，把通信系统中单元电路的教学内容与现实生活中的手机、收音机、电视机以及无线遥控设备等联系起来，给学生一个看得到、听得见、摸得着的学习目标，可以大大提高学生学习的兴趣。

在教学过程中，要引导学生勤于思考，大胆探索。可适时介绍大学生电子设计大赛以及进入研究生阶段经常涉及的射频问题;简要介绍不同公司的射频芯片，比较各自的特点以及对同一问题的不同解决方案等。此外，还可介绍该课程在就业方面的资信，如作为射频、微波设计方面的人才，需具备的基本技能和需掌握的主要设计工具;过去毕业生就业后的现实状况等，从多方面来提高学生学习该课程的兴趣。

2.3 充分利用网站资源

课堂教学的时间是有限的，要根据学生与网络接触密切的特点，向学生介绍射频电子线路的优秀网站，引导学生充分利用丰富的网络资源，了解当前的新技术和新发展，以此来拓宽知识面，丰富该课程的学习，为将来独立进行设计工作打下良好基础。

3 加强射频电路的实验教学环节［5～8］

在本课程课堂理论教学的基础上根据实际情况增加实践环节，开出具有设计性、综合性、创新性的实验课。不仅有利于提高课堂教学的效果，还可以激发学生学习兴趣，促进学生将知识转化为能力，有助于学生向社会所需的应用型、创新型人才的转变。

3.1 实验教学中的问题及解决措施

电子科技大学电子实验中心是“国家级实验教学示范中心”，负责全校的《电子技术实验》等实验课程的教学，对于增强学生工程实践认识，提高动手能力，培养学生创新意识，促使学生的知识、能力、素质综合协调发展起着十分重要的作用。

但是，由于电子技术实验所涉及的内容主要是针对《电路分析基础》和《模拟电路基础》课程，而在射频电路中，非线性特性更为广泛，分布参数及元件的杂散参数影响更大，使得射频电路所表现出来的一些特殊现象让学生无法理解，当射频电路出现故障时便束手无策。所以我们深感有开设射频电路实验课的必要，以使学生的知识积累更加贴近生产实际。

为此，在学校的大力支持下，从2011年起开始筹备建立“射频电路与系统实验室”，并依托电子实验中心初步建立了射频电路与系统实验室的基本硬件设施。由于初期投入设备较少，无法大规模开展射频实验。2012年底，乘着学校教育教学改革大讨论的东风，又申请了充实、扩大实验室规模的专项建设项目。目前项目正在具体实施中，计划2013年底完成基本建设，经过不断扩充，不久便可以开始规模化实验教学。

3.2 专业实验室的建设目标

《射频电子线路》是电子工程学院的专业必修课之一，是理论和实践结合极强的课程，作为后续《微波固态电路》《频率合成技术》《无线通信原理》和《雷达技术》等课程的前导课程，对于电子工程、电子信息的本科专业教学具有重要的地位。因此，在教授相关理论知识的前提下，建立一个具有较完整体系的射频微波电路专业实验室，对于学生深入理解射频微波电路的相关理论知识，培养动手能力，有着重要的意义。

学院射频、微波电路系统研究方向涉及无线宽带移动通信、雷达、对抗与干扰等多个研究领域，也需要一个较为完备的资源共享的电路系统专业实验室。

射频电路系统实验室的基本目标以服务本科《射频电子线路》课程教学为主，能同时为3050人的学生提供实验所需的设备资源，并能为相关专业部分研究生进行常规射频电路实验提供服务。在此基础上，兼顾能提供《微波固态电路》和《无线移动通信》等课程所需实验设备的远期目标，将实验室建设成为一个资源共享平台，为学院相关专业师生提供全面的共享资源。

专业实验室建设将配备频谱分析仪、矢量网络分析仪、示波器、噪声系数测试仪、功率计、多功能函数发生器等射频、微波测试设备，同时也配备了覆盖低噪声放大器、功率放大器、倍频器、调制、解调器、混频器、滤波器、晶体振荡器、压控振荡器等单元电路的模块实验箱，还有开设综合性、设计性实验的“高频接收与发射系统电路综合测试”实验箱及相应耗材，用于相关射频电路的设计开发实验。

3.3 射频电路实验内容多样化

在实验内容的设计上，兼顾验证性、综合性和设计性，实验中主要体现理论课程内容在实际中的具体应用。目前，初步规划了“射频、微波低噪声放大器”“滤波器”“谐振功放与倍频器”“LC振荡器、晶体振荡器与压控振荡器”和“调制、解调与混频器”等综合性实验;在设计性实验中，则以“高频收发系统电路设计”实验为主线，让学生以设计小组为单位，采用最新的集成器件来实现各个单元电路并对主要指标进行测试，最终完成整个系统的设计、调试以及测试。通过这些实验，让学生了解各单元电路的灵活实现方法和系统与部件的紧密关系，从而达到提高学生综合能力的目的。

4 考核方法的改进［9］

考试是检验学生学习效果的必要手段。《射频电子线路》课程考核分三部分:平时、实验和期末考试。平时考核占20，包括出勤、作业及参与课堂问题讨论的情况;实验考核占20，侧重于考察学生的实际动手能力;期末考试占60，侧重于本课程基本理论、基本应用和综合应用能力的考查。为避免学生通过死记硬背的方式应付考试，采用了一页纸开卷的考试形式。通过这些方式，使学生重视实验动手能力，积极参与课堂讨论，使课堂教学的互动性增强，改善了教学效果，从而达到提高教学质量的根本目的。

5 结束语

《射频电子线路》是一门工程性、实践性很强的课程。本文对该课程近几年教改探索和实践的各个方面进行了简单总结，指出了现阶段教学中存在的主要问题和解决措施。通过近两年学生在毕业设计工作及进入研究生阶段学生在科研工作中的表现，可以看出这些措施取得了较好的效果。

［1］张玉兴，杨玉梅，敬守钊，等.射频模拟电路与系统［M］.成都:电子科技大学出版社，2008.

［2］张玉兴.射频模拟电路［M］.北京:电子工业出版社，2002.

［3］张涛，刘利民.单片机课程的教学改革探讨［J］.实验科学与技术，2012，10(6):47－49.

［4］王仕皤，刘艺.《信息光学》课程教学改革探索与实践［J］.实验科学与技术，2012，10(6):42－43.

［5］王革思，赵旦峰，张朝柱，等.《模拟电子技术》实验课程体系的研究与实践［J］.实验科学与技术，2012，10(5):99－101.

［6］崔红玲，李朝海，陈骏莲，等.电子技术基础实验［M］.成都:电子科技大学出版社，2008.

［7］王勇.模拟电子线路实验教学体系建设与改革［J］.实验科学与技术，2012，10(6):50－51.

［8］王君红，刘复玉，任旭虎.《电工电子学》实验教学模式改革［J］.实验科学与技术，2012，10(5):76－78.

［9］张博，毛巍威.《大学物理实验》课程考试改革的探索［J］.实验科学与技术，2012，10(6):38－39.