微波技术论文篇1

1.序言

微波是指频率为300MHz～300GHz、波长为lmm～lm的电磁波。它的干燥原理是：微波发生器将微波辐射到待干燥的物料上，当微波射人物料内部时，使物料内的水等极性分子按微波频率作同步旋转和摆动；水等极性分子高速旋转的结果，使物料内部瞬时产生摩擦热，导致物料内部和表面同时升温，使大量的水分子从物料中蒸发逸出，从而达到干燥的目的。

微波真空干燥是随微波干燥技术发展起来的一项新的组合干燥技术。它不仅具有干燥速度快、时问短、物料温度低、色香味及营养成分保留好等优点，而且参数容易控制，能干燥多种不同类型的物料。目前我国虽有一些单位正在进行研究，但其技术性能还需要完善，在机理和工艺方面也还有很多问题需要深化和研究。

2.国内外研究现状

早在上世纪80年代，美国、加拿大、英国和德国就开始研究微波真空干燥技术，主要集中在美国的威斯康辛大学、加利福尼亚大学，加拿大的BritisC0lumbia大学，德国的Karlsruhe大学，英国的QueenUniversity，希腊的国立科技大学，法国的Albi研究所等。研究的内容涉及微波真空干燥机理、传热传质微波真空干燥模拟、微波真空干燥能耗与工艺以及各种不同类型物料(香蕉，萝卜片，果胶，土豆，浆果等)的微波真空干燥操作等。

国内目前的研究单位有江南大学食品学院、东北大学、大连水产大学、中国农业大学、浙江大学、上海工程技术大学、华南理工大学、华南农业大学、天津轻工大学、上海辰灿轻工机械公司、四川大学食品学院食品科学与工程系、南京三乐微波技术有限公司等。

江南大学食品学院进行了甘蓝的微波真空和热风联合干燥试验。试验结果表明：微波真空联合干燥缩短干燥时问48％，提高了营养成分和叶绿素的保存率，改善了干燥品质。

大连水产大学张国琛进行了扇贝柱的微波-真空-联合干燥，试验研究了微波功率、真空度，微波炉启闭比、预处理盐水浓度和扇贝大小对干燥效果的影响，建立了扇贝微波真空干燥的动力学模型。

3.微波组合干燥技术

组合干燥是一种具有广阔发展前景的干燥技术，它可以发挥各种干燥工艺的长处，克服各自缺点，借长补短，达到高效率、低能耗、优品质的干燥目的。由于微波干燥是一种完全不同于其它干燥方式的干燥技术，所以它也是与其它干燥方式组合最多的一种干燥技术，同时也是当前国际上研究最多的一种干燥技术。以下是几种较常见的组合方式。

3.1微波热风组合干燥(也称微波对流干燥)

在与微波组合的干燥方法中，微波热风组合干燥是研究最多的一种。由于热风干燥时间长、质量差，故不适合干燥热敏性物料；采用热风微波组合干燥可以克服上述缺点。此外，微波干燥的成本与热风干燥相比还是很高，单纯微波干燥是不经济的。热风干燥对物料来说是从表面向内干燥，温度梯度与水分转移的方向相反，而微波干燥是从内部加热，温度梯度与水分转移的方向相同，二者结合，可以达到既缩短干燥时间又降低成本的目的。微波与热风干燥可以有三种结合方式。

3.1.1.在临界含水率处加入微波

当干燥从恒速段进入降速段(即物料含水率达到临界水分)时将微波能引入干燥器，使物料内部产生热量和蒸汽压，使水分扩散至物料的表面并被排除，这时利用微波会非常显著地提高干燥速度。

3.1.2.在干燥器的终端加入微波

单一的干燥系统在接近干燥终了时效率最低去除几个百分点的水分往往需要很长的时间，利用微波可以显著减少干燥时间。

3.1.3.在最初预热阶段加入微波

在干燥前物料含水率较高，可以先用微波将物料加热到蒸发温度，然后用普通热风干燥，去除表面水分，干燥时间可以缩短。

3.2.微波真空组合干燥

微波虽然具有加热速度快、干燥时间短、选择性好、能源利用率高和便于控制等优点，但单纯使用微波进行食品干燥，容易产生由于过热引起的烧伤现象和食品边缘焦化、结壳和硬化等现象；上述现象多半是由于温度过高和干燥过快引起的。采用真空可以降低水的蒸发温度，使物料在较低的温度下快速蒸发，同时还可避免氧化，因而改善了干燥品质。在医药、食品和化工领域有很多热敏性物料需要低温快速干燥，因此，将微波技术与真空技术相结合就成为一项极具发展前景和实用价值的新技术。从国内外有关微波干燥的研究现状来看，微波真空组合干燥也是目前发展较快的一种组合干燥技术。

3.2.1.脉冲间歇式微波真空干燥

微波干燥虽有许多优点，但经常会发生局部过热、表面硬化、颜色不正和加热不均匀等现象；此外，能量效率不高也是一个缺点。产生这些现象的原因之一就是热质传递控制不当，解决的方法之一是采用脉冲方式输入微波能，即短时间的微波加热和较长时间的间断。试验证明：当物料干燥到临界水分以后，连续施加微波能并不能加速水分的蒸发；采用间歇干燥的方法，不仅可以节省能量、提高干燥效率，还可以改善干后物料的品质。脉冲间歇式微波真空干燥技术是Edh0lm于1933年提出的。采用这种技术的特点是使物料中的水分和温度在间歇阶段能够均衡再分配，减少水分梯度，这将有利于提高下阶段的干燥速率。

试验还表明，脉冲微波干燥时，微波接通时间越长、断开时间越短，物料温度越高。因此，通过调节脉冲比或真空度可以改变物料的温度。

3.2.2.变功率微波真空干燥

加拿大食品工程研究所ChristeneH．等进行了萝卜片的变功率微波真空干燥，微波的频率为2450MHz，微波功率4kW可调，真空度为13.3kPa，萝卜片的终水分为10％，微波谐振腔为圆筒形，直径350mm，长度500mm，采用的干燥工艺为：干燥开始后的最初19min微波功率为3kW，中间4min为1kW，最后10min为0.5kW。试验过程研究了颜色、复水性、密度和胡萝卜素、维生素含量等质量指标。结果表明：如果综合考虑，微波真空干燥的性能甚至优于真空冷冻干燥。美国加利福尼亚大学研制的微波真空干燥设备谐振腔是一个长12.2m的不锈钢圆筒，中间有输送带，沿长度方向分为三个干燥区，第一干燥区的微波功率较大，真空度为1.33～3.99kPa，第二、第三干燥区的微波功率递减。说明变功率微波真空干燥是一个研究方向。

3.2.3.微波热风和真空组合干燥技术

Maskan利用微波和热风组合方式干燥猕猴桃，发现干后猕猴桃的收缩率(76％)小于单纯的微波干燥(85％)，而且颜色也有很大改善。Szab0利用热风+微波+热风的组合方式进行蘑菇的干燥试验，发现能改善干后蘑菇的品质。大连水产大学的研究表明，热风干燥扇贝具有较小的收缩率Durance利用微波真空与热风组合干燥西红柿，发现西红柿的复水率有所改善。由此可见，微波真空干燥与热风干燥具有一定的互补性。近些年，在高含水率和热敏性物料的干燥中，微波真空和热风的组合干燥也逐步得到了应用。

4.几个值得探讨的问题

4.1.关于物料的尺寸和形状

微波干燥的物料种类繁多，成分和状态也各不相同，按形状分有液状、糊状、浆状、粒状、片状、粉状；按类型分有蔬菜、水果、谷物、药品、水产品和农副产品；就尺寸而言可以小到菜籽，大到人参、蘑菇。微波干燥的研究表明，物料的大小、形状、数量、水分和在微波炉谐振腔中的位置对干燥效果均有一定影响。Dr0uzas用微波进行干燥果胶试验时，用五个料盘放在炉内五个不同的位置，发现干燥速率有明显区别。因此微波干燥应根据物料的特性(介电特性热物理特性、含水率和形状、大小)选择干燥工艺和参数，其原则如下：

①微波功率应与干燥的物料量相匹配。

②待干燥的物料其大小和含水率应尽可能均匀一致。

③考虑微波的穿透深度，大块物料最好先处理成小的粒状或片状。

④粉状物料如果堆积在一起时应看成是一个整体。

⑤小粒物料所用的微波功率(w/g)可以适当减小。

⑥对于热敏性物料可以适当加大真空度或减小微波功率。

4.2.关于真空度

从蒸汽特性表可知，真空度越高，水的沸点温度越低，水分越容易蒸发。但是在微波真空干燥时，并不是真空度越高越好，真空度增高，能耗加大，干燥成本加，而且会产生击穿放电现象。当微波频率为2450MHz时，真空度2～7kPa已经足够了，其相应的水分汽化温度是20℃和40℃。对于热敏性物料，要求物料的温度低，所以真空度就要高一些。法国Pere教授进行了不同真空条件下的微波真空干燥试验，试验表明，在相同的条件下真空度从1kPa增加到7kPa时，各单位采用的真空度数值有很大的差别，说明对于微波真空干燥中真空度的合理选择尚需进一步研究探讨。

5.注意事项

采用微波真空干燥时，有一些问题需要注意：

①微波能被金属反射，干燥物料和测试传感器中不可混入金属。

②待干燥物料的大小和形状应基本接近。

③微波干燥设备不可空载运行。

④微波可以穿透玻璃和聚合物而不损失能量。

⑤微波炉内的物料应分散布置而不要堆积。

⑥干燥过程中物料最好能够运动。

参考文献：

[l]徐艳阳，张憨，等．热风和微波真空联合干燥甘蓝试验[J].无锡轻工大学学报，2003(6)．

[2]张国琛，毛志怀，等．微波真空干燥扇贝柱的物理特性研究[J]．农工学报，2004(6)．

微波技术论文篇2

2系统的建模与实现

2.1面向对象分析

面向对象分析的过程，实际上就是系统的建模过程，同时用类图来表示系统模型。在这一过程中，首先要对系统责任和问题域进行考察，将问题域当中的事物进行抽象分析，使其成为系统模型中的对面向对象技术在微波通信电路设计中的应用研究宋省伟刘琦姜雨丰王柯大连理工大学辽宁大连116024象，同时进行分类，从而得出类图的对象层。其次对事物的静态特征和动态行为进行考察，对其进行封装，使其成为对象类的属性和服务，从而得出类图的特征层。然后，分析并寻找出对象类之间的动态关系、静态关系、组成关系、分类关系等，并将这些关系分别利用消息连接、实例连接、整体部分结构、一般特殊结构等进行表示，从而得出类图的关系层。

2.2面向对象设计

在进行该系统的研究和开发过程中，所采用的软件工程思想不强调严格的阶段划分。其中，面向对象分析和面向对象设计之间是无缝衔接的。面向对象设计主要是结合系统具体实现中的图形用户接口GUI、所应用的编程语言、运行速度要求、资料存储、人机接口等因素，从而对面向对象分析进行细化、调整和修改，根据具体的要求和需要，对一些与实现有关的部分进行补充。2.3面向对象编程在完成了系统的面向对象分析和面向对象设计之后，就需要利用面向对象编程，将面向对象设计中的各个成分利用面向对象编程语言进行书写和体现。面向对象编程不同于传统编程的特点是，更加强调对模块的充分利用。在VC++6.0继承的基本函数类库MFC当中，基本类的数量十分庞大，这就为扩展、继承、重用类模块提供了便利。而要想事项从面向对象设计到面向对象编程的映像，首先要利用C++语言来实现对象类中的一般特殊结构。其次应当在整体对象类当中，对部分对象类进行嵌套定义，将部分对象类当作数据类型，对该部分对象在整体对象类中的属性进行声明。然后，要利用对象指针来进行实例连接。最后，由于该系统采取的是顺序执行，同时在一台计算机当中，分布着全部的对象，因此，只要采用简单的函数调用，就能够连接对象间的消息。

3面向对象技术在微波通信电路设计中的应用

通过上述工作方法和技术步骤，就产生了微波中继通信电路的设计软件，具有界面简洁、操作简便等优点。在软件的左边，会给出中继段的一些基本参数，例如天线高度、通信方位角、经纬度、收发台站的站名、等效地球半径系数k、收发频率、中继段表示等。软件右侧是绘图区，如果选择不同的等效地球半径系数k，右边的绘图区中就会分别绘制出当k等于∞、4/3、ke等不同值的时候，其具体的路径剖面图。在右侧绘图区的上方，会给出路径剖面分析的一些主要参数，例如第一菲涅尔区半径、路径余隙、障碍点、收发台站的站距和海拔等。对于收发天线的初始高度值，可以通过键盘进行输入，也可以利用鼠标拖动剖面两侧的垂直滑块来进行调节。当通过计算和研究得出天线的最佳高度之后，在剖面分析图中，和天线高度相关的部分将会重新被绘制。通过与剖面分析图中各项参数值的对比，能够证明路径剖面图中的绘制和分析，以及计算的天线最佳高度等信息均是正确有效的。对于电路中断率，要确保其处在不大于4.062e-6所需要的衰落储备为45.7dB。而设备只能提供36.2dB的电平余量，小于所需的衰落储备，因此无法满足具体的需求。而在中继段当中，实际中断率在2.38e-5左右，要比4.062e-6的中断率标准大，因此无法达到规定的标准，应对其采取分机接收等措施，以抵抗过大的衰落。而对于电磁兼容，站台总共受到-204.8dB电平的干扰，要比-89dB的干扰容限大。同时，在在站台周围，还有很多会受到该站台干扰的其他站台。由此可以看出，该站台对周围站台之间的电磁不能兼容，需要对发射频率进行调整。通过上述中断率估算和电磁兼容分析所得出的结果，和采用传统方法进行计算所得出的结果相比，在误差允许的范围内，是一致的。除此之外，还利用以上的方法对其它多个的中继段的功能进行了测试。经过多次测试的验证，证明了该软件的准确性、效率性、稳定性等都十分理想。可以在微波通信电路中取得良好的应用。

微波技术论文篇3

1引言

高功率微波（HighPowerMicrowave，简称HPM）是指微波脉冲峰值功率大于100MW以上的微波，由于HPM本身具备的优点，其应用越来越受到各个领域的重视。HPM武器是利用高功率微波的射束能量干扰和摧毁敌方电子设备、破坏敌方武器系统或杀伤作战人员的定向能武器，自海湾战争以来，其作为一种潜在的新概念武器，已经在集“陆、海、空、天、电磁”五维一体的空间立体式信息化战争中发挥了重要的作用[1]。在未来战场上，它必将得到更为广泛的应用，这对我军雷达、通信、计算机、各种战术导弹、预警飞机、隐形飞机、车辆点火系统等武器装备构成了极大的威胁，同时，对我军后勤保障系统中的医疗卫生装备也提出了严峻的挑战[2]。

随着现代电子和工程技术的发展，医疗卫生装备对电磁信号的敏感度也越来越高，尤其是检测人体生物电生理信号的仪器，其检测结果会受到干扰，严重时会产生强电击危及生命；如果是带有计算机系统的医疗装备，大幅度的共模干扰，还会引起计算机逻辑错误、信息丢失等。比如，在战场上常用气动式电控呼吸机急救设备，其工作原理是依靠中心供氧或气泵为气源，通过微机控制对患者进行控制呼吸与辅助呼吸及自主呼吸，一旦电子控制线路受到HPM攻击和破坏，泵送气源频率将紊乱，仪器将无法正常工作，对患者生命带来极大危险[3]。在未来信息化战争环境下，高功率微波对我军医疗装备的影响已经不可避免，因此，加强医疗装备的HPM防护势在必行。

2HPM对医疗卫生装备的作用机制

随着科学技术的发展，现代医学仪器逐渐向微型化、智能化方向发展，其核心部件基本都由微处理器控制。高功率微波主要通过微波的热效应对医疗装备中的元器件如单片机、电阻、电容、半导体器件等产生破坏。典型的HPM失效效应是电子元器件的烧毁，其次是使电气子系统的性能受到影响，以及使其工作状态改变。

2.1HPM破坏机制

HPM对医疗卫生装备等电子设备的作用机制，概括起来主要有以下两方面[4]：

（1）电效应，是指在高功率微波下金属表面或金属导线上产生感应电流或电压并对此电子元器件产生的效应，如造成电子元器件状态的翻转、器件性能的下降和半导体器件的击穿等。

（2）热效应，是指微波照射电介质材料时，该材料会吸热升温的现象。材料单位体积吸收的功率值与电场强度平方成正比，随着材料导电率的升高而增加，此外，还与介电常数和微波频率有关。这种热效应会使目标瞬间被加热。轻者，医疗装备的电子系统受到干扰而失效；重者，整个系统将被摧毁。

2.2HPM破坏阈值

HPM的攻击目标主要是各种武器系统和作战平台中最关键而又最脆弱的电子设备以及卫勤系统中的急救仪器，同时，在其作战区域内所有电子或电气设备都会受到威胁[5]。根据国内外的研究成果，列举一些高功率微波对电子元器件、医疗卫生装备的计算机系统、一些军用设备的破坏阈值。表1给出了电磁脉冲对各种电子元器件干扰和破坏的阈值。表2给出了高功率微波对医疗卫生装备的计算机系统的破坏阈值。

由此看出，HPM对不同类型的电子元器件产生干扰和破坏的能量不同，对医疗卫生装备的计算机系统产生干扰和破坏的功率密度也不同。军用医疗设备多为传感器电子产品，比如用于战场急救的监护仪，主要用于检测人体生理参数指标，包括脉搏、呼吸、血压等，而这些电生理信号是十分微弱的，极易受到干扰，若外界电磁波能量过大，就会对军用电子设备产生直接破坏，使其无法正常工作。

2.3HPM破坏途径和过程

高功率微波进入医疗电子设备的途径是多种的，主要是通过前门耦合和后门耦合两种途径。所谓前门耦合，是指HPM能量通过天线或传感器等媒介耦合到其接收和发射系统内，以破坏其前端电子设备。如果入射的HPM能量的主要频谱分量在前门通道的通频带内，会有很强的HPM能量耦合到内部系统的界面上。例如，弱微波能量通过前门耦合，冲击和触发电子系统产生假的干扰信号，干扰雷达、通信、导航等设备的正常工作，或使其过载而失效。能量稍大，即可能烧毁微波检波二极管、混频器等。后门耦合，是指HPM能量通过机盒的缝隙或小孔渗透到系统中。若耦合进入电子系统的微波能量较少时，可干扰其电子设备，使电路功能产生混乱，出现误码，信息传输中断，抹掉记忆信息等；当耦合进入电子系统的微波能量较大时，会造成电路系统和电子器件、计算机芯片等永久损伤或烧毁。

HPM对电子设备或电气装置的破坏过程主要包括渗透、传输和破坏三个环节。

首先电磁波由天线、电缆、各种端口部分或者表面的媒介向内部渗透，其能量变成随时间、空间变化的大电流、大电压，然后以电磁脉冲渗透的上述部分作为能量中转站传输到内部脆弱的部位（电子元器件、集成电路等），最后进入空间结构的电磁脉冲作用于非常小的高密度的脆弱部位（电子元件、集成电路芯片及连接点等），由于能量密度极高而造成破坏。

3医疗卫生装备的HPM防护

医疗卫生装备是军事装备中极其重要的一部分，且绝大多数装备都属于电子产品，如监护仪、呼吸机、麻醉机、输液泵等，其内部元器件及集成电路在高功率微波环境下都会受到不同程度的破坏，生理信号的监测、传输和处理也会受到电磁波的干扰，甚至失效或损坏而不能正常工作。因此，加强医疗卫生装备的HPM防护研究已经成为军事医学领域亟待解决的问题，具有重要的意义。HPM武器从不同途径对电子设备构成杀伤，为了有效防护HPM武器，需要根据其对目标杀伤的途径和破坏效应采取相应的防护措施。目前，通常的防护措施主要有电磁防护、HPM耦合通道防护、HPM加固等。

3.1电磁防护

电磁防护是目前电子设备普遍采用的方法，主要包括电磁屏蔽、接地处理、滤波等。(1)屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能的传输，达到电磁防护的一种重要手段。有效的加固方法是使所用医疗设备完全置于一种不让电磁场到达被保护的设备的箱体，但是，所有的设备都需要获得电力，并且与外界通信，虽然现在很多医疗设备的设计采用蓝牙无线通信，但难以避免检测人体生理参数的测试探头多数为有线连接，这些进入点为高功率微波的电气瞬态进入提供了机会。若改用光纤通信，在满足传送数据要求的同时，必须对所有进入箱体的导电通路加装电磁抑制器件。同样，如果选择合适的吸波材料可以将反射未完全的部分吸收掉，而不至于进入系统内部造成破坏。(2)接地处理是最基本的电磁防护措施，通过适当的方法与大地连接，以提高电子设备电路系统工作的稳定性。机壳接地，可以有效的抑制外界电磁场的影响，避免机壳电荷累积过多导致放电而造成的干扰和破坏。(3)滤波方法指设计适当的滤波器来去除电磁干扰的方法。滤波器可以由电阻、电感、电容一类无源或有源器件组成选择性网络，以阻止有用频带之外的其它成分通过，完成滤波作用；也可以由铁氧体一类有损耗材料组成，由它把不希望的频率成分吸收掉，达到滤波作用。

3.2HPM耦合通道防护

根据电磁波进入医疗卫生装备的方式可以分为对从前门耦合进入电子设备的HPM防护和对从后门耦合进入电子设备的HPM防护。

(1)对从前门耦合进入电子设备的HPM防护,由于电子设备工作时的对外端口(如天线)是必须的，电磁干扰从前门耦合进入电子系统通常难以避免。在强微波照射下，常规电子防御措施如采用新频段、扩展信号频谱、增大有效辐射功率、提高接收机的信噪比等将全部失效，因为HPM武器的功率更强，频谱更宽，即使不烧毁电子设备，也会形成压制性干扰。在弱微波能量辐射下，医疗卫生装备的常规反干扰措施依然可行。

(2)对从后门耦合进入电子设备的HPM防护,医疗卫生装备机箱上的任何小孔、缝隙的作用都非常像一个微波腔体中的槽口，能让微波辐射直接激励或进入腔体。HPM进入装备腔体后就会对腔体内的集成电路和一些敏感器件产生干扰或破坏。所以对于后门耦合的防护来说，首先考虑的应是阻止HPM侵入医疗装备的腔体中。

3.3医疗装备HPM加固

HPM加固，是指在电子设备中，综合性能、成本、复杂程度，在极宽频率范围内发现电子系统中的薄弱环节，采用各种手段使系统免于HPM的损伤的工作过程。

对于军用医疗装备，一般加固战略分为两种：(1)控制耦合，通过控制天线和后门进入点，或者通过系统设计，采用诸如吸收提、限幅器、滤波器和屏蔽等措施反射或衰减入射的HPM场；(2)降低敏感度，设计足够坚固的子系统和组件，在遭遇HPM环境后仍能执行使命。超级秘书网

不同于一般电子设备，医疗设备是用于检测和监测人体生理弱信号，其对电磁的敏感度更高，防护和加固的要求也更加严格。从防护策略上考虑，可以采用分级防护的方法，即系统级防护、设备级防护、组件级防护、元器件防护。根据医疗设备的HPM电磁加固技术，开展二极管等元器件的终端保护装置研究，计算机主板等的屏蔽技术研究，敏感元器件等的应用研究。

4结束语

随着HPM技术的进一步发展以及HPM武器的广泛适应，未来战场的电磁环境变得更加恶劣，这对我军医疗卫生装备的抗电磁干扰性提出了更高的要求。如何提高医疗卫生装备的抗电磁干扰性，提高我军卫勤保障能力，是当前各级医疗卫生机构面临的严峻而又现实的问题。只有立足我军现有的卫生技术装备的发展水平，掌握HPM对各类医疗装备的作用规律，采取更加新颖可靠的防护措施，才能充分发挥现有医疗卫生装备的性能，提高我军卫勤保障的能力。

参考文献

[1]吕文红，郭银景，唐富华等.电磁兼容原理及应用教程[M].北京：清华大学出版社,2008.

[2]霍元义.电磁干扰及电磁干扰对医疗仪器设备的影响与对策[J].医疗卫生装备,2004,6:172–174.

微波技术论文篇4

射频(RF)和微波微电子的封装是高频电子封装技术的最新发展,它吸引了大量电子工程师投身于电子封装和高频电子领域的研究,也吸引了学术研究者了解最先进技术在商业界应用的兴趣。它覆盖了热量管理、电气、射频、散热的设计与模拟,封装技术与加工方法以及其它相关射频、微波封装的领域。近10年来无线电技术取得了巨大的进展,同时高频技术的应用方兴未艾。2008年9月16-18日,国际微电子和封装协会(IMAPS)在美国加利福尼亚洲的圣地亚哥举办第一届射频与微波封装的高级技术专题讨论会,邀请30多名业界的顶尖人士做了射频、微波、毫米波和宽带封装等高级主题演讲,会议取得的效应远远超乎预期。

该书是这次会议的论文集,共选论文12篇,每篇论文独立成章。1.微波和毫米波频率封装的基本理论,介绍微波和毫米波频率的基本设计、交换性能和额外复杂性;2.低成本高带宽的毫米波引导线框封装,介绍一种新型中继馈线方法,使低成本高容量的封装理念可以应用到高频领域。这个方法影响了数字电子封装技术;3.微机电毫米波的聚合系统,介绍一种大批量生产毫米波无源器件的技术工艺;4.毫米波板上芯片的集成和封装,介绍板上芯片的集成与封装技术对毫米波电子学领域所带来的低成本效益,以及讨论了毫米波电路性能的若干特殊问题;5,射频液晶聚合物和毫米波的多层气密封装包与组件,提出x、K、Ka-频段的应用组件的薄膜液晶聚合物(LCP)表面安装封装技术;6.随身设备的射频、微波基板封装线路图,回顾随身设备的设计方案和材料,并讨论如何达到所需的封装密度和性能;7.陶瓷系统在射频和微波封装技术中的应用,展示出使用陶瓷材料和陶瓷制造工艺的优势,从而研发复杂性不断增长的多层结构;8.毫米波产品的低温共烧陶瓷(LTCC)层压材料波导,讨论复合材料波导,通过数值仿真的手段,解决材料问题并处理毫米波频率的内部连线有损耗和间隔时所产生的折衷问题;9.射频、微波应用组件的低温共烧陶瓷(LTCC)基片,展示关于射频、微波封装应用中的LTCC技术的计算机模拟和制造的最新进展,包括当前的LTCC制造技术、模块封装包、高带宽设计和集成天线的射频、微波系统的发展趋势;10.用于微电子封装的高散热陶瓷和复合材料,讨论散热复合材料的高级性能,包括纳米碳管、合成金刚石、做结构旋转后的氮化铝、氧化铍等;11.高性能微电子封装的散热片材料,回顾了射频、微波封装的散热材料的制造、应用和研发,包括传统的、第二代、第三代散热材料;12.氮化铝三维多芯片组件(A1N 3D MCM)的技术研究,回顾了射频、微波封装的氮化铝三维多芯片组件技术的最新发展,包括A1N高温共烧陶瓷(HTCC)工艺、钨贴片匹配、烧结温度分布图的影响以及其它实际设计和制造过程中的问题。

本书主要作者Ken Kuang等人是多年从事该领域研究、具有丰富经验的业内专家。他是国际微电子和封装协会(IMAPS)会员兼副主席、圣地亚哥分会的主席。他多次获得IMAPS的最佳会议论文奖、电子封装技术国际大会(ICEPT)的最佳研讨会论文奖、IMAPS的主席奖。2004年,他创办了Torrey Hills Technolo-gies,LLC公司。该公司迅速成长为美国INC500之列,是射频、微波封装产业的引领者。

本书反映了射频、微波微电子业界的近期研究成果和发展动态,是从业工程师了解行业最新技术和发展的必备指导书籍。

微波技术论文篇5

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0135-02

一、引言

随着国际通信技术的快速发展，通信技术在雷达和导航的应用要求也越来越高，因此微波技术的教育理念也得到了快速更新。国家通信技术水平的高低直接影响国家的整体发展水平，因此微波技术的教学发展对高等教育来说有着举足轻重的作用[1-2]。

随着国内信息技术实力的日益提高，科学研究所需的世界先进的设备已经逐渐到达科研第一线，科技理念也逐渐深入到一线的科研人员的脑海中，国内关于微波通信技术和系统的科学研究、研究生教育已经逐渐赶上发达国家的步伐，但由于微波通信设备的价格昂贵，对于本科教学来说实验条件相对缺乏，这使得在大多地区的高等学校本科教学的实践环节不能紧随科学科研的发展，如何通过科研平台让学生了解专业的发展动态、提高学生的学习兴趣、使其更好地掌握复杂的理论与计算分析，逐步提高实践动手能力，加大实践环节成为高等学校专业教学改革的重点。

“微波技术基础”课程是电子信息类本科及研究生的专业重点课程之一，由于电磁场理论公式繁多，概念抽象，讲授过程中电磁波难以想象和理解。微波技术基础课程教学过程大都以理论讲授为主，很难通过课堂理论知识的讲授来提高学生的学习兴趣[3-4]。如何加深学生对微波传输理论及微波器件性能知识的理解，培养学生具备从事天线、微波器件的设计、开发和工程应用能力，如何让学生用设计与仿真、加工、测试等手段和方法研究微波技术基础，这些在微波技术基础课程的实践环节显得尤为重要。

二、存在的问题

传统微波技术基础的教学模式大都比较单一，板书所占课时的比重较大。部分教师用丰富多彩的多媒体式教学将微波的传输过程等通过动画的方式向同学们演示，提高学生对基础知识的理解。这两种方法都能较好地向学生讲述微波的基本知识、概念以及基本参数的设计与计算。但由于微波技术课程内容大多比较抽象，在传输理论等方面还需要寻求更好的方法来解决。

三、微波技术基础课程改革与实施方案

随着通信技术的快速发展，微波射频电路更加模块化、功能化，理论计算已经很难通过简单计算得到，因此多个微波器件的互联系统更多地依靠软件设计完成。本文的改革内容就是在微波技术理论基础上对微波技术课程的实践实验教学进行了改革探索。改革的目的就是培养学生分析问题、解决实际设计与制作、测试及数据分析等问题的能力，为今后从事微波理论研究、微波通信设备的研发和微波电路设计等工作打下坚实的基础。具体改革内容从以下四个方面来分析。

1.搭建微波系统测试平台，将标准信号发生器、微波频率计、检波器、功率计、耦合器等器件组成波导测试系统。通过课堂理论教学对微波技术的有关理论知识的学习，结合测试平台的实践操作，深刻理解微波测量系统的工作原理、熟悉使用和操作微波信号源的方法，可以通过调节微波测量系统测量微波信号电场的振幅。了解相关系统使用微波仪器仪表，微波元器件的内部结构、材质、原理，理解和掌握微波频率的测量方法。通过实际动手操作，让学生更好地理解各种微波器件在微波测量中的作用。

2.微波器件模型的分析与设计。微波技术在工程中应用非常广泛，学生通过理论教学的学习，掌握器件的基本设计方法，通过理论计算得到模型的尺寸后，首先通过CST、HFSS等射频软件的学习，掌握传输线、微带线、滤波器、天线的基本设计知识，通过对简单的腔体微波器件进行设计与制备，加深理解各参数对器件性能的影响；软件将电磁波的三维场分布图、电力线分布、磁力线及传播过程都用彩色动态演示展现出来，使得抽象的电磁学知识更加形象化，将看不见、摸不着的电磁场变成形象可见的三维动画。该仿真实验使教师的理论教学更易于被学生理解，使学生对实验内容涉及的微波传输理论有一个全面深入的理解，有助于提高学生的动手操作能力。如此，学生通过自己的分析与设计，循序渐进的理解微波理论和繁琐的公式，可以很好地理解计算公式的应用[5]。

3.微波器件模型求解与分析。HFSS软件会对模型进行分析，最后得到S参数、电场分布情况、磁场分部情况和动态传输过程，通过不同结构的对比就可以很容易地分析出所设计结构的问题所在。通过分析，可以让学生很直观地看到不同结构的磁场分布情况，有利于教师进一步分析课本磁场分布定律等[6]。

4.器件的加工与测试。微波器件结构设计结束后，通过对加工方式进行分析，确定加工工艺流程，让学生参与加工过程，通过加工过程中金属层的材料选择和厚度等，深入理解肌肤效应及电导率对电磁传输特性的影响情况，通过快速制作过程，让学生了解简单器件的制备过程，消除学生的神秘感。对加工好的器件进行测试，深入了解微波端口网络的具体含义，通过微波测试设备的使用，使W生更清楚地了解微波端口网络的真正含义[7]。

通过多方面的实践过程，学生能更深入理解学习微波的重要性。通过动手，提高学生的学习兴趣，理论与实践相结合，使学生更轻松地理解难于理解的电磁概念、设计原理等，大大提高了微波技术基础课程的学习效率。

四、教学实施及效果分析

微波技术课程被认为是专业课程中比较难教、更难学的课程，而且内容丰富，涉及范围广、课时还较少。通过多方面实践教学能力的改革，有助于提高学生对课堂讲授内容的理解和分析，提高学生学习微波技术以及通信技术的兴趣，在实践教学中利用多种先进的微波射频仿真软件，吸引更多的学生到微波技术专业进行继续深造，大力培养微波技术专业方向的专业人才，同时也满足了学生的就业要求。

五、总结

随着通信、雷达技术的快速发展，对通信与信息类的毕业生提出了更高、更多、更难的要求，同时也对高等院校的微波技术基础教学改革指明了新的方向。通过实践教学的改革，把平台搭建、专业设计软件、微波测试设备的使用、加工工艺等加入教学实践环节，提高学生的在理论基础上的实验动手能力和工程设计能力，同时培养学生先进的科技创新能力，激发他们在微波传输方面的想象力，打牢微波技术基础理论知识，紧随国际信息发展动态，拓宽学术视野，有望成为高质量的微波技术工程技术专业人才，推动国内微波雷达等信息专业的科技创新。

参考文献：

[1]李素萍，吴伟.“微波技术与天线”课程教学改革探讨[J].中国电力教育，2011，（8）：108-109.

[2]仲伟志.“微波技术与天线”课程的教学改革研究[J].黑龙江科技信息，2012，（26）：185-185.

[3]黎鹏，周桐，高翔，高云霞.“电磁场与微波实验”教学改革思考与探索[J].中国电力教育，2014，（36）：182-183.

[4]徐兴，俞龙，王卫星.“微波技术”课程实验建设探索[J].中国科教创新导刊，2010，（7）：167-167.

微波技术论文篇6

作者简介：贾建科（1974-），男，陕西宝鸡人，陕西理工学院电信工程系，讲师；聂翔（1968-），男，陕西商洛人，陕西理工学院电信工程系，副教授。（陕西 汉中 723003）

基金项目：本文系陕西理工学院教改项目（项目编号：XJG1113）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）05-0075-01

“微波技术”是高等学校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电磁场与微波技术等专业的重要专业基础课。学生在掌握微波技术基本理论、微波元件和微波电路的设计和使用方面，该课程具有不可替代的重要作用。微波技术基础理论复杂且比较抽象，通过实践教学可以帮助学生理解该课程的重要理论，掌握微波电路与元件的设计。同时随着无线通信技术的快速发展，微波元件、微波电路和系统的设计与制造已经高度分离，由原来的依靠硬件实验测试转型至利用射频仿真软件完成设计，再由专门的硬件制造商完成制造。各主要公司和研究所利用专门的射频微波设计软件完成微波电路和系统的设计。这使得微波技术的实践教学滞后微波技术的发展，我校电磁场与微波技术课程组教师已在原有实践教学的基础上对微波技术课程的实践教学进行了改革探索。

一、基于硬件实验平台的实践教学改革

微波技术课程基于硬件平台的实践教学内容主要包括微波测量线的调整和阻抗匹配、定向耦合器特性测量、二端口微波网络S参数测量等。这些实验实验原理清晰，但实验过程繁琐。学生在实验中常出现测量误差大和漏测数据等问题，基于此要求学生实验前首先预习实验并写实验预习报告。针对二端口微波网络S参数测量实验的实验数据处理复杂问题，要求学生必须用C语言或MATLAB 语言编程进行数据处理。这样很大程度上提高了学生的软件编程能力，为毕业设计和就业奠定了基础，培养了学生的实践创新能力。

二、基于微波射频仿真软件的实践教学改革

基于硬件实验平台的实践教学帮助学生理解课程内容，但相对滞后于微波技术及其应用的发展，同时许多公司和科研院所都要求学生会应用射频仿真软件进行射频电路与微波元件的设计，因此有必要将射频仿真软件引进微波技术基础课程的实践教学中。常用的射频微波仿真软件有Ansoft HFSS、Microwave Office、ADS等。

1.实践教学安排

考虑到基于硬件实验平台的实验已占用了学时，对于射频实践教学的时间应安排在课外。本课程组将这一实践教学作为开放实验，安排课程组教师在实验室为学生答疑并进行相应讲授，学生可以选择实验时间。这样可以提高实践教学的效果和实验室的使用率。

2.微波射频仿真软件的选择

微波射频仿真软件比较复杂，学生不易掌握，要能正确地使用这类软件，不仅要掌握软件的操作和使用，更重要的是了解软件是基于什么算法进行仿真分析的，还要掌握电磁场与微波技术的相关理论知识。ADS-Advanced Design System是Agilent公司推出的微波电路和通信系统仿真设计软件，是国内各大学和研究所使用最多的软件之一。其功能非常强大，仿真手段丰富多样，可实现包括时域和频域、数字与模拟、线性与非线性、噪声等多种仿真分析手段，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，是非常优秀的微波电路、系统信号链路的设计工具。主要应用于射频和微波电路的设计、通信系统的设计、DSP设计和向量仿真。Microwave Office是AWR公司推出的微波EDA软件，为微波平面电路设计提供了最完整、最快速和最精确的解答。它是通过两个模拟器来对微波平面电路进行模拟和仿真的。对于由集总元件构成的电路，用电路的方法来处理较为简便；该软件设有“VoltaireXL”的模拟器来处理集总元件构成的微波平面电路问题。而对于由具体的微带几何图形构成的分布参数微波平面电路则采用场的方法较为有效；该软件采用的是“EMSight”的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。“VoltaireXL”模拟器内设一个元件库，在建立电路模型时可以调出微波电路所用的元件，其中无源器件有电感、电阻、电容、谐振电路、微带线、带状线、同轴线等等，非线性器件有双极晶体管、场效应晶体管、二极管等等。“ EMSight”模拟器是一个三维电磁场模拟程序包，可用于平面高频电路和天线结构的分析。特点是把修正谱域矩量法与直观的视窗图形用户界面（GUI）技术结合起来，使得计算速度加快许多。MWO可以分析射频集成电路（RFIC）、微波单片集成电路（MMIC）、微带贴片天线和高速印制电路（PCB）等电路的电气特性。其他的微波射频仿真软件还有Ansoft HFSS，是Ansoft公司推出的三维电磁仿真软件、Remcom公司的XFDTD、德国CST（Computer Simulation Technology）公司推出的CST MICROWAVE STUDIO、Ansoft公司的Serenade 8.71、Esemble 8.0、SIwave 2.0、Ansoft Links 3.0、Optimatrics、Zeland公司的Zeland IE3D、Ansys公司的Ansys、FEKO、Eagleware-Elanix公司的Eagleware Genesys和Super NEC等。[1]

通过对以上软件的比较分析和使用，选择了学生比较容易掌握的MicroWave Office软件和国内高校、科研院所使用很广泛的ADS软件作为微波射频仿真实践教学软件。

3.实践教学内容的选择

考虑到微波技术课程难教和难学的特点，安排了基础实验部分和提高创新实践部分，并组织课程组教师认真编写了微波射频仿真实验指导书。学生通过基础实验部分基本上掌握了软件的正确使用，然后着手提高创新实验。

基础实验主要包括微波功率分配器的设计、阻抗调配器设计、微波滤波器的设计和微波有源器件微波功率放大器的设计。微波功率分配器的设计要求设计一三端口功率分配器，采用微带线结构，已知设计指标。通过该实验加深了学生对S参数的理解，并能利用传输线计算工具计算微带线的尺寸，对微带线的结构有了进一步的认识，能掌握微带线功率分配器的结构及其设计指标。[2]阻抗调配器的设计要求设计一单支节和双支节阻抗调配器，理论计算支节的长度和接入位置或用传输线计算工具计算支节的长度和接入位置，该实验使教材中的阻抗匹配理论在工程实践中得到了应用，提高了学生的学习兴趣。微波滤波器的设计实验可以利用软件自带的滤波器分析向导得到低通原型，省去了传统方法的第一、二步，根据设计指标进行优化设计，确定滤波器的结构参数，测量滤波器的参数。加深了学生对集总参数理论和分布参数理论的理解。[3]微波功率放大器的设计要求设计一工作频率为2G的功率放大器，选择输入、输出阻抗匹配电路，测量放大器的输出功率、动态负载线、三阶交叉点、增益等参数。通过基础实验加深了学生对微波技术课程基本理论的理解，培养了学生的工程实践技能。

提高创新实践部分要求在基础实验的基础上培养学生的实践创新能力。首先提出元件的设计指标，根据设计指标要求进行理论设计，再利用软件建模和仿真分析。元件的设计指标由课程组教师提供或者由学生自己提出，课程组教师确认，再组织学生查阅资料进行理论分析和设计并进行仿真分析。例如微波低通滤波器的设计，给出通带截止频率、通带内最大纹波、带外衰减等设计指标，组织学生根据微波滤波器的设计理论设计滤波器的原型，再利用微带线计算工具计算出微带模型，最后利用仿真软件进行仿真设计。[4]在低噪声放大器的设计中，给出工作频率、增益、噪声系数等设计指标，让学生自己选择元件，并根据所选择的元件的S参数设计阻抗匹配电路，利用软件仿真测试低噪声放大器的增益和噪声系数。微带线定向耦合器的设计，教师给出定向耦合器的工作频率、中心频率、耦合度、插入损耗等设计指标，引导学生理论计算微带线的宽度和厚度，并确定偶模特性阻抗、奇模特性阻抗、耦合微带线之间的间距。[1]实践结果表明，通过提高创新实践教学培养了学生的实践创新能力和科研能力。为此，在实践教学中针对每一个器件和电路，不是直接地给出理论和方法，而是以科研的观点，从提出问题、解决方法、最后分析存在的不足等几个环节开展教学，培养了学生分析问题和解决问题的能力和科研实践能力。

4.利用实践教学培养电磁场与微波技术专业方向的人才[5]

微波技术课程普遍被认为是难教、难学的课程，而且内容多、课时少。实践教学有助于学生对课堂讲授内容的理解，在实践教学中利用微波射频仿真软件，培养学生的学习兴趣，课程组教师认真答疑辅导，吸引更多的学生到电磁场与微波技术专业学习，从中挖掘优秀人才，鼓励他们考取该课程方向的研究生，同时也满足了学生的就业要求。

三、结束语

将微波射频仿真软件引进微波技术基础的实践教学，有力地提高了学生的学习兴趣，培养了学生的实践创新能力和科研实践能力，学生在电磁场与微波技术方面的毕业设计奠定了基础，对学生在该课程方向的就业和考研有较明显的促进作用。同时也解决了学校经费不足的问题。

参考文献：

[1]微波射频仿真软件综述和应用评析[EB/OL].省略/article/40636.htm.

[2]廖承恩.微波技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,1994.

微波技术论文篇7

一、微波概述

微波是一种波长为1-1000mm，频率为300GHz～300MHz的电磁波。在食品工业中，微波常用频率为915～2450MHz。微波会与物料中的极性物质(如水分、蛋白质和脂肪等)相互作用，通过使物料极性的取向随外电磁场发生变化，造成分子急剧的摩擦和碰撞，从而在同一瞬间加热物料的各部分。相比常规加热中所采用的外部加热模式，微波利用介质损耗原理，采取内部加热的方式，通过分子极化和离子导电两个效应对物料进行直接加热。所以，微波加热具有选择性、即时性、高效性，以及热惯性小、穿透性好、加热均匀且易于控制等特点，并且微波技术的应用有利于环境保护和能源的节约。

二、微波技术在食品加工中的两种应用

1.微波技术在食品的杀菌保鲜方面的应用及其原理

食品的传统杀菌，通常可以采用高温干燥、烫漂、巴氏灭菌、冷冻以及防腐剂等常规技术来实现。但这些设备大都庞大，处理时间长，灭菌不彻底或不易实现自动化生产，同时往往影响食品的原有风味和营养成分。而微波杀菌是使食品中的微生物，同时受到微波热效应与非热效应的共同作用，使其体内蛋白质和生理活动物质发生变异而导致微生物生长发育延缓和死亡，达到食品杀菌保鲜的目的。

微波杀菌机理主要包括热效应理论和非热效应理论。热效应理论认为微波具有高频特性，当它穿透介质时，水、蛋白质、核酸等极性分子受交变电场的作用而取向运动，相互摩擦产生热量，从而导致温度升高，使微生物的蛋白质、核酸分子改性或失活，从而杀灭微生物。非热效应理论主要有细胞膜离子通道模型和蛋白质变性模型。前者认为微波对细菌的生物反应是微波电场改变细胞膜断面的电子分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此不能正常代谢，细菌结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死去。后者认为，微生物中的蛋白质、核酸物质和水等极性分子在高频率、强电场的微波场中随着微波极性的改变而引起蛋白质分子团的旋转或振动，使其蛋白质分子变性，从而达到杀菌目的。

2.用微波技术催陈

各种酒在酿制过程中，必须在特定的条件下贮存一段时间，时间越长，酒的口感越好，即所谓“酒越陈越香”。国内现已有利用远红外、太阳能、高频电磁能、激光能、微波能等新技术处理新酒，使之加速老熟陈化过程，取得不同程度的进展，而应用最广泛、性能最可靠、效果最明显的是微波能老熟催陈技术。主要机理是：利用微波对酒的化学反应和热效应。酒液是由水、乙醇和一些其它微量成分组成，由于活度较大的自由乙醇分子的存在，使酒的辛辣味变大。而用微波处理时，在微波场的作用下，酒中的水分子和乙醇分子重新排列，更趋整齐，乙醇分子受到水分子的束缚、活度有所减少，使酒的辛辣和暴味大大减轻，这个过程比自然老熟要快得多。乙醇和水分子都是极性分子，在微波场的作用下，这些极性分子随着电场周期变化而迅速旋转，旋转次数为108次/s，促使自然老熟过程中缓慢进行的氧化还原和酯化反应得到加剧，化学反应速度加快，使醛含量降低酯类增加。经过1 min～2 min的微波照射，就能消除新酒的辛辣，减少杂味，使酒绵软爽口，醇和甘润，可能达到酒库贮存自然老熟方法所需3―6个月的效果。

三、微波技术在食品加工方面的优点

1.升温速度快、热能利用率高

常规加热法加热速度很慢。微波加热过程是微波能量与目标物质相互作用被吸收而产生热能的过程，在这个过程中，微波能够深入到物料内部而不靠物体本身的热传导进行加热，通过微波能与物料直接相互作用，使表面与内部一起加热，温度升高的速度快，加热均匀，所需的时间非常短，而且微波加热设备本身不耗热，热能绝大部分都作用在物料上，热效率高，节约能源。

2.具有杀菌，保鲜作用，产品质量高

微波可透入被加热物料内部，使物料表面与内部的温度同时升高，故加热均匀，表里一致。与传统干燥方法相比，不但加热效率高，加热时间短，而且处理温度低，能够较好地保持物料中原有物质成分，较好地保持物料中原有的色、香、味和营养物质含量，同时具有独特的杀菌优势，有利于提高膨化食品质量和产品贮藏期。

3.易于自动控制

利用微波加热，无升温过程，开机数分钟就可正常运转，如停机，只需切断电源，物料加热情况立即无条件地停止，不存在“余热”现象。

总之，微波技术在食品加工中的使用具有升温速度快、热能利用率高，可以杀菌保鲜，易于自动控制等优点。近年来微波技术的不断发展使得它在食品加工行业中的运用越来越广泛，我们还需努力研究，使其更好地为我们服务。

微波技术论文篇8

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）39-0097-02

“电磁场理论与微波技术”课程是电子信息工程、通信工程和电子科学与技术等专业的一门重要的专业基础课，在基础课与专业课之间起着承先启后的作用。该课程的内容在通信、雷达、广播、电视、遥控、遥测、射频电路、电磁兼容等相关领域有着广泛而深入的应用，同时也是边缘学科、交叉学科（生物、医学、材料、化学等）的共同生长点。因此，该课程对电子类和通信类专业学生的培养具有非常重要的作用。

“电磁场理论与微波技术”课程要求的数学和物理基础较高，涉及的数学公式较多，推导烦杂，且物理概念抽象、理论性强、内容庞杂。要求学生具有较强的空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力，因此历来被公认为是一门难教和难学的课程[1]。如何利用有限的授课课时（如64课时），通过课堂生动形象的教学激发学生的学习兴趣、增强学习信心，使学生更好地掌握该课程的基本概念、理论和分析方法，为后续课程和未来相关专业领域新知识的持续学习奠定良好的基础，是新形势下课程改革面临的一大挑战。为此我们在教学内容、教学方法和考核方式上进行了一些探索，取得了良好的教学效果。

一、教学内容的改革

我们先在教学内容上进行了一系列的尝试，从电磁场中使用最频繁的矢量分析入手，到教学内容的系统化，以及现代工程应用与基本概念和理论的相结合等，使得枯燥课堂内容变得生动有趣，繁多的数学方程不再难以理解，大大提高了学生们的学习兴趣。

1.认清数学背后隐含的物理意义。“电磁场理论与微波技术”涉及数学的微积分、矢量分析、微分方程等内容，尽管这些内容大部分在大一、大二的数学课程中学习过，但由于没有结合具体物理概念或应用，学生们普遍对这些内容没有更多的体会，掌握不牢固，或者已经遗忘。因此，本课程先用一次课复习和补充相关的数学知识，帮助学生认清数学背后所隐含的物理意义。例如在认清场量的基础上，帮助学生加深理解矢量场散度和旋度的本质分别是产生场的标量源和矢量源，从而为本课程的学习打下良好的数学基础。

2.教学内容的系统化。本课程是在大学物理电磁学的基础上，进一步阐述电磁场与电磁波的基本概念、基本理论和基本的分析方法。因此教学中在认清矢量场散度和旋度本质的基础上，通过具体学习静态场和时变场，进一步理解电场和磁场各方程的物理意义，并最终把各类静态场和时变场的问题统一到麦克斯韦方程组的求解上，突出时变场和电磁波的概念。通常《电磁场与微波技术》课本中将微波技术的内容划分为传输线理论、微波传输线、微波网络和微波器件四部分。学生们学习时普遍感觉内容繁多杂乱。因此，在教学中可以打破章节的限制，将相关内容整合在一起进行教学。例如在讲授波导和同轴传输线时，结合场结构可以直接讲授由波导和同轴线构成的微波器件，包括波导内的电抗元件、微波谐振器、同轴波导转换器、模式变换器等。在讲授波导上的壁电流分布时可以同时进行缝隙的介绍。在讲授微波网络时，可以结合网络的散射参数介绍一些微波元件的参数，如定向耦合器、衰减器、隔离器、移相器等，利用散射参数分析这些器件的性能。通过这些系统整合，使得看似杂乱繁多的内容得以系统化，帮助学生建立理解该门课程知识间的相互联系。

3.理论与实际相结合，激发学生的学习兴趣。“电磁场理论与微波技术”尽管理论性强、物理概念抽象，但同时也有非常广泛的工程应用。在教学中可以结合电磁波与微波技术在各个领域的应用加以介绍和分析，使学生对电磁波和微波理论有更直观的认识，从而极大地激发学生的学习兴趣。如讲授电磁波在不同媒质分界面的传播特性时，可以结合隐身技术、天线罩和天线反射板的设计进行，引导学生们使用基础理论定性分析工程中的应用。讲授电磁波的极化特性时，可以结合收发天线的极化特性和极化匹配的问题加以讨论，在介绍谐振器的谐振模式时可以结合微波炉的工作模式进行分析。通过这些具体的实例，让学生们深刻体会到，即使是最新的工程应用技术，也是建立在最基础的理论知识上的，从而极大地激发了学生们的学习兴趣。

二、教学方法的改革

微波技术论文篇9

中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0322-01

微波光子的概念第一次被提出是在1993年，在之后的20年里，随着我国科学技术水平的不断提升，我国微波光子技术伴随着光学、半导体学以及微波技术的发展也有了很大的提升，而且发展到目前为止，我国已经基本掌握了微波光子技术，并将其广泛应用到信号处理、微波通信、国防军事以及航天医疗等领域，并逐步在人们的生产和生活中发挥着巨大的作用。下面就简要分析一下微波光子技术的发展现状以及研究目的，并就微波光子信号处理的关键技术做具体分析。

1 微波光子信号处理的研究背景

微波光子主要是研究处于微波频率段内的某些光信号与电信号之间相互作用、相互影响，而产生的一系列有关设备以及应用的问题。与发展初期相比，微波光子技术的应用范围变得更加广泛，其研究范围和领域也随之得到了拓展，就目前的发展现状而言，微波光子技术的研究范围主要涉及微波信号、光电子元器件、光纤传输等方面的一系列问题，并且应用价值正在逐步提升。

微波光子技术的本质实际上就是对微波光子信号进行一定的处理和传输，以微波光子技术的经典系统为例，微波信号首先需要经过电光转换调制器，将其加载在广域，其目的在于将微波电信号转化成为相应的光信号，然后将其通过光纤传输线路传输到相应的接收端，并在接收端经过光电转换调制器转化成为相应的微波信号，实现了对微波光子信号的传输和处理工作。依靠强大的微波光子技术，我们已初步建成了不同规模的微波光子系统，其具有能耗低、重量轻、体积小、可靠性高等优点，已经得到了广泛的应用，并且相关技术也在不断革新和进步中。

1.1 微波光子信号处理技术简述

近些年来，随着我国微波光子技术的不断提升，微波光子信号处理工作已经成为微波光子技术研究内容中的重要组成部分，并且逐步发展成为现代微波光子技术应用与开发过程中的热点研究问题。

微波光子处理技术主要是利用现代微波光子学的相关技术完成对微波信号的产生、传输、处理等工作，其本质不同于传统的信号处理技术，而且与传统的信号处理相比有了很大的提升和创新。就目前微波光子学技术的发展现状而言，其主要应用在三个方面：微波光子滤波器、高频信号产生、微波测量技术。下面就对这三个方面做简要分析：

1.1.1 微波光子滤波器

微波光子滤波器其本质是一种新型的微波光子系统，其滤波技术主要是利用某些光学元器件的特殊性质进行设计和制作的，可以实现对目的频段的微波进行选择和过滤，以得到目标微波。这种滤波器的技术主要是依靠光学元器件的滤波特性，其优势在于稳定性较高、能耗较低、抗干扰能力较强，并且这种滤波器能够在较短的时间段内产生高速的抽样频率，这是其他滤波器所不能实现的。

1.1.2 高频信号的产生

近些年来，随着人们生产生活水平的不断提升，现代通信技术对于带宽的要求越来越高，当前的带宽水平已经不能满足日益提升的需求，因此如何能够在短时间内产生高频微波信号成为了当前需要面临的重要问题之一。传统的高频信号发生器的产生方式较为单一，而且其结构往往体积较大，生产成本较高，而且产生高频信号的过程较为复杂，因此，国内外学者都在积极开发微波光子技术来进行高频信号的产生和输出，并且在原有的基础上开发出了多种产生高频信号的方法，在实际的生产生活中根据不同的生产需要进行适度的调整。

1.1.3 微波测量技术

微波测量技术是指在微波光子技术对微波信号进行一定的处理后，测量其与原微波信号之间的特定参数，比如，频率、相位、振幅等参数，通过对微波光子信号参数的测量和研究，更加便于研究人员对相关的微波信号进行研究和处理。此外，这种测量技术能够为建立一些测量或测试仪器提供理论支持，能够为实现高频率、低功耗、速度快的扫描奠定坚实的基础。

1.2 微波信号的接受和处理方式

近些年来，随着国际社会现代科学技术的不断提升，国际社会已经逐步向数字化、信息化方向发展，而且大国之间的竞争也逐步转化成为现代科学技术之间的竞争。纵观现代社会，无线通信技术已经遍布社会的各个角落，无线通信技术的稳定性以及可靠性为广大用户提供了一个全方面的交流平台，是发送方和接收方之间能够快速实现信息的发送、接收、传输与处理。

传统的微波信号的接收往往采用线性理论接收的方法，而在这其中又分为时域和频域两个方面。这两种方式都具有各自的优势和缺点，在实际的应用过程中，应该根据具体的应用需要，并结合接收方所在的环境对接收方式进行适度的调整和确认，保证微波信号的处理工作能够进行得更加高效。

2 微波光子信号处理技术的国内外研究现状

目前，国内外利用微波光子处理技术来开发微波光子技术的现象比较普遍，下面就目前微波光子信号处理技术的国内外研究现状作简要分析。

2.1 微波信号的频率提取

频率作为微波信号研究过程中的重要参数，相关研究人员在进行研究的过程中应该给予高度的重视。随着现代社会的不断进步，现代社会对于各类雷达频带的宽度要求越来越高，这就给分析和识别工作加大了一定的难度，因此将接收到的微波信号引入到现代微波光子系统进行处理是相当有必要的。目前，能够准确测量微波光子信号频率的方式主要是依靠微波光子技术，大致可以分为两种方式：一种是将接收到的微波光子信号经过电光转换调制器处理，并将处理后的光信号处理单元进行处理，得到一个只与被测频率相关的函数方程，然后建立一定的边界条件和约定范围，求解出被测微波光子信号的频率值；另一种是利用新兴的频率空间压缩调制法，对高频微波光子信号进行取样调查，并对各组数据进行一定的比较和分析，最终得出微波光子信号的频率值。

2.2 微波光子信号的时钟恢复

微波光子信号处理过程中，能够从传输过程中的数字信号中提取出微波光子信号的时钟是现代数字通信技术的关键所在，也是现代微波光子技术的关键技术之一。现代数字信号一般会分为归零信号和非归零信号两种，对于归零信号，因为其包含较为明显的时钟信号分量，因此其时钟的提取和恢复是相对比较容易的；对于非归零信号，其几乎不含有任何的时钟分量，但是其具有较高的带宽有效性，正因为其具有这样的特性，其被广泛应用到微波光子系统中，用于微波信号的处理。就目前微波光子信号处理技术的发展现状而言，对于微波信号时钟信号或参数的提取工作已经具有了多种方法，在实际的提取工作中，相关研究人员应该根据具体情况进行适当的选择和处理，在保证工作质量的同时，注重对工作效率的提升。

3 总结

近些年来，我国微波光子技术有了迅猛的提升，在微波信号处理方面发挥着巨大的优势，在此基础上，对于各种微波光子信号的处理技术也更加丰富和成熟，使得微波光子技术的应用领域和应用价值都有了较大的提升，获得了较好的发展前景。现代微波光子技术处于不断发展、不断进步的过程中，其在不久的将来将应用到人类生产生活的众多领域，将会被人类不断的开发与应用。

参考文献

微波技术论文篇10

 

1 引言

我国历史悠久，土地辽阔，蕴藏着极丰富的中草药天然资源，在远古时代人们就已经开始利用各种中草药治病，如常山治疟疾，桦树皮止痛，都证明有很好的疗效。同时大量临床试验表明，相比人工合成药物，中草药的副作用小得多。免费论文。因此，传统药物尤其是中草药，在欧、亚、美等各洲越来越受到欢迎和重视。免费论文。

中药材一直是我国出口创汇的重要商品。目前我国中药材出口已扩展到世界130多个国家和地区，2008年出口金额为13.09亿美元,同比增长10.94%。但是在我国中药材出口贸易不断扩大、面临良好机遇的同时，也面对着一些随之而来的挑战，造成这种局面的主要原因之一就是中药材的质量问题。传统中药材干燥加工过程中所造成的性味劣变、生物活性物质(特别是药用有效成分)的损失以及安全性等问题，正是目前我国中药材面临的主要问题。在国际市场对中药材质量要求提高的同时，我国的中药材生产、产地加工相对不够规范，产品外观、色泽劣变、有效成分含量低。微波干燥由于具有干燥速度快、干燥均匀、产品质量好、可以选择性加热干燥、热效率高、反应灵敏等优点，而日益成为重要的中药材干燥方法之一。

2中药材干燥方法

我国对中药材干燥方法的研究已经有很长历史。早在公元1~2世纪左右，我国现存最早的中药材专著《神农百草经》中已有对中药材“阴干、曝干、采造时日、生熟土地所出”等有关干燥方面的记载[1]。唐代孙思邈著《千金翼方》一书中也有“夫药采取，不以阴干曝干，虽有药名，终无药实”等具体描述[2]。这是最经济的方法，成本较低。但是存在着许多工艺上的问题，如干燥时间长、有效成分破坏大、遇到阴雨天气容易霉烂变质、易被灰尘、蝇、鼠污染等缺点。

现代中药材干燥技术为了保证中药材药性及有效成分，在人工控制条件下，对中药材进行适当的干燥处理，包括常压或减压环境中以传导、对流、辐射方式或在高频电场内加热使之干燥，以促进水分蒸发，达到要求含水率，保持较高的产品品质，便于包装、储藏、运输。目前常采用干燥技术包括：烘房干燥、厢式烘干机、网带式干燥机、隧道式干燥机、翻版式干燥机、振动流化床干燥。上述几种方式多采用热风干燥原理，生产成本较低，因此广为采用，但有效成分损失也大，甚至有严重的品质衰退现象。另外，中药材干燥前需要适当的预处理，但由于程序较繁杂、费工时，实际干燥生产中往往不重视；干燥过程自动化程度不高，不能分时间段对中药材的含水率、水分活度，以及干燥介质的温度、湿度、流速进行自动监控，都造成干燥品质不佳、最终含水率不符合要求，严重地影响中药材产品的品质。

随着新型干燥技术及设备的开发及应用，人们对中药材干燥质量的提高、能量单耗的降低、操作的可靠性都提出了更高的要求，干燥将朝着提高产品质量、有效利用能源、减少环境影响、运用计算机提高自控水平、操作简单等方向发展。结合当前中药材的特性，正在开发研制的干燥技术主要有:真空冷冻干燥、微波干燥、远红外干燥、热泵以及太阳能干燥。真空冷冻干燥与其工艺相比，设备昂贵，加工成本高，但它是保证中药材干燥品质的较佳工艺，增值率高，将被十分广泛地应用到生产实际中去；微波干燥作为一门先进工艺，技术上是可行的，但生产成本较高，使用时还对监控手段和供电条件有苛刻的要求，所以尚未能大规模应用；远红外干燥设备简单，辐照均匀，干燥速度快，干燥时间为热风干燥的1/10左右，生产效率高，可连续操作，实现温度、风量、进料的自动控制 ，不会引起中药材物理结构的变化，较好地保持性味及有效成分，因此在实际干燥生产中普遍应用；热泵干燥能够很好地保障干燥产品的品质，中药材的颜色、外观形态和有效成分等在热泵干燥都能得到妥善的保护，其还有不污染环境、操作方便等优点，因此越来越受到中药材干燥行业的重视；太阳能干燥是取之不尽，用之不竭且无污染的能源，中药材采用太阳能干燥可以取得较好的经济效益。

3微波技术在中药材干燥的应用

随着微波技术的发展，微波干燥技术在中药领域的应用得到一系列的进展，尤其是在中药材干燥灭菌上。卢鹏伟等对六味地黄丸进行微波干燥与烘箱干燥比较，发现微波干燥时丹参酚含量损失率平均降低2.4%，灭菌率平均提高1.9倍[3]。鞠兴荣等对不同微波功率条件下银杏叶的干燥规律和对有效成分含量的影响进行了初步研究，结果不同的微波功率对干燥速率影响比较大，脱水恒速期结束时银杏叶的水分含量在10%左右，过高强度的微波辐射导致黄酮苷和萜类内脂等主要有效成分部分降解[4]。杨张渭等把微波干燥灭菌工艺试用于丸剂生产，用微波干燥灭菌工艺对水丸、水蜜丸、和浓缩水蜜丸3种丸剂类型的5种产品进行试验，结果表明成品的形状、溶散时限、水分、微生物限度检查等质量指标均符合标准规定。一般干燥250—300kg丸药，耗电仅83kw,能源利用率达到70%，将微波频率控制在2450 MHz,时间为1.5min,对5个批号的玄驹胶囊进行微波灭菌，细菌平均降低率为98.11%[5]。王茂学利用改进的实验室微波炉进行人参干燥，提出微波与热风干燥相结合，能有效地保护人参的干燥质量，有效成分总皂贰含量损失小，且在自然对流的情况下，干燥的时间仅为热风干燥的1/10~1/5[6]。王绍林认为采用微波——真空冷冻干燥人参，微波能量达到物料深层转换成热能，使深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压，表里温升均匀，消除了干燥表层常见的皱皮萎缩现象[38]。免费论文。

4 基于微波技术的中药材干燥设备

采用微波进行中药材干燥是指利用微波能量使中药材内水分气化的过程。微波加热穿透性强，能使中药材表里温升均匀，微波能量达到中草药物料深层转化为热能，使深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压，消除干燥表层常见的皱皮萎缩现象，较好的保护干燥品质，这是常规加热干燥所不及的。同时微波还对物料伴随着生物效应（非热效应），在较短时间内杀死虫卵和大肠杆菌等微生物。

微波干燥设备主要有直流电源、微波管、传输线或传导、微波炉及冷却系统等几个部分所组成。如图1-1所示：

5 结语

在中药材干燥质量方面，和其他技术相比，微波技术有明显的优势。但应用微波技术进行中药材干燥，也有很多不足之处且技术比较不完善。随着技术的发展，这些不足之处必会逐步被克服，或许会有更先进的技术将应用于中药材干燥。

参考文献：

[1] 陈重明. 本草书[M]. 南京：南京工业出版社，1994

[2] 孙思邈. 千金翼方(卷一)[M]. 北京：人民医生出版社，1982

[3] 卢鹏伟, 杨晨华, 何颖等. 浓缩六味地黄丸两种不同干燥方法的比较[J]. 河南大学学报，2002，21(4):21~22

[4] 鞠兴荣, 汪海峰. 微波干燥对银杏叶中有效成分的影响[J]. 食品科学, 2002, 23(12):56~58

[5] 杨张渭, 周定君, 任琦等. 微波干燥灭菌工艺在丸剂生产中的应用[J]. 中成药, 2000, 22(7): 468~469

微波技术论文篇11

电信领域范围内，凡是处于300MHz至300GHz频段内的通信，都可称之为微波通信。微波通信于20世纪中期开始应用于实际生活当中，其能够实现大容量通信，且建设速度较快，质量较高，通信过程稳定，维护便捷，由于上述优点，使其成为目前应用极为频繁的传输方式。相比光纤通信以及卫星通信，微波通信的通信网更为容易建立，即使处于山区、农村等较为偏僻的地区，也可以实现微波通信。故而，微波通信具有良好的应用前景。

1 微波通信技术的发展现状

1.1 微波中继通信

Microwave Radio Relay Communication，译作微波中继通信，是目前常用的通信手段之一，其主要用作处理城市大容量信息的传输。

如今，通信网络将灵活、智能化以及动态性作为未来的发展趋势。所以，原有模拟微波通信技术已然无法满足实际生活的需求。PDH微波通信技术虽然更为适应点对点通信，然而却无法满足动态联网的需求，同时也无法为新型业务的拓展以及现代网络化管理提供支持。随着数字微波传输体制的建立以及应用，PTN微波通信技术也随之产生。相比光纤通信技术，微波通信所传输的容量较少，但无论是通信干线，还是支线依旧是补充以及保护光纤网络的重要方式。

相比原有PDH微波产品而言，PTN微波产品具有如下优势。

1.1.1 传输信息的容量增加

因为微波具有较大的射频带宽，同一微波射频信道可在同一时间内向多个干路传送数字信息，更为符合目前宽带通信业务的要求。PTN微波以GE业务光模块作为基础同步传输模块。通常情况下，PTN数字微波可同PTN光网完全兼容，无线传送分组数据，无论是传输信息的容量，还是传输信息的速度，都有明显的增加。其速率值可达到1.25Gbps。

1.1.2 使得网络规划与运营更为简单

PTN技术分为两类，分别为以太网增强技术以及传输技术结合MPLS。其中，以太网增强技术以PBB-TE为主要代表。理论上，PBB技术最多可支持1600万用户使用，从而使网络扩展性以及业务扩展性问题得以解决。同时也解决了VLAN以及MAC地址同用户网冲突的问题，使得网络规划与运营都得到简化。

1.2 移动通信

现今，移动通信技术发展极为迅速，同时，其也开始与互联网融合，使得人们对移动网络宽带化的需求相应增加。WiMAX指全球互通微波存取技术，该技术属于高速无线数据的网络标准之一，往往应用于城域网内。802.16物理层共含有三个变体，WiMAX选取了802.16内256路子载波OFDM，以便通过拥有较宽宽度的频带与略远的传输距离，帮助电信业务人员完成无线网络最后一英里的连接工作。

无线通信技术共含有两种基础技术，分别为传送技术以及多址技术。WiMAX使用OFDM调制技术作为基础传送技术。OFDM调制技术令处于高速传播状态的数据流通过，之后再对数据进行转化，并将转化后的数据分配至传送速率不高的多个正交子信道当中，完成传送过程。

至于多址技术，WiMAX选用了OFDMA技术。OFDMA技术所使用的方法为频分多址。相比OFDM，该技术具有如下优势：分配方法更为灵活以及相同频带能够实现多个使用热源的运输。OFDMA中的所有使用人员都可以选用具有良好条件的子信道作为传送数据的通道，完成数据传送工作。而OFDM技术则需要利用整个频带传送数据。

Long Term Evolution，译作长期演进技术，简称为LTE。LTE与WiMAX技术之间最大的区别便是LTE技术的上行链路内使用了两种新型技术：

（1）SC―FDMA技术；

（2）Virtual MIMO技术。

SC―FDMA技术的应用较为便捷，也容易实现，同时可以有效解决无线通信信道多径效应影响符号稳定性的问题。与使用OFDMA技术的终端比，终端应用SC―FDMA技术技术可实现对PAPR，即峰均功率比值的有效控制，尽可能使其降低。

2 关键技术与发展趋势

2.1 关键技术

2.1.1 编码工作

就目前而言，大部分移动通信都会使用自适应调制编码（AMC）这一技术，按照信道实际质量的优劣，对编码速率进行调节，以便获取更高的吞吐量。若无限通信处于速率不高的状态下，则信道的预估较为精准，AMC编码调制效果也较为良好。然而，由于终端移动速度会持续增加，信道质量预估工作往往无法与信道变化速度的保持一致，从而出现信道测量结果存在偏差或是错误的现象，而AMC按照与实际情况不符的预测结果对编码进行调整，自然会对误码率、系统容量以及吞吐量等知识性能的数据造成极为不利的影响。

3.1.2 多天线技术

分集接收技术适用于微波中继系统，能有效提高数字微波电路传输的实际质量，同时避免产生多径衰落的现象。系统内，因为所用调制方式为多状态调制方式，更为容易感知频率选择性衰落。故而，分集接收在该领域的应用十分广泛。分集改良的效果往往由各个分集支路之间信号的不相关性决定。为了避免微波通信受到多径衰落或是降雨衰落的干扰，通过合成或是转换数个特征存在差异的接收信号，以便获取优质信号的技术便称之为分集技术。微波中继系统内，较为常用的分集技术有空间分集以及角度分集等。

2.2 发展趋势

（1）将大容量作为微波通信的发展趋势。微波中继通信未来的发展方向之一便是扩大微波通信的传送容量，可应用具有多种状态的QAM进行调制。至于移动通信则可以依靠OFDM技术实现高速宽带互联技术的开发工作。

（2）将高频段作为微波通信的发展趋势。按照电信主管部门的相关规定，凡是不高于3GHz的频段应分配予移动以及个人通信，而3GHz至10GHz的频段相当拥挤。大部分数字微波通信设备商家开始调整微波通信技术的发展趋势，要求未来微波通信频段应不低于10GHz。

3 结语

光纤通信技术以及移动通信技术是目前通信网络较为常用的两大主要通信技术，相关的产业链也较为完整，成为大部分人所使用的通信技术。微波中继系统主要用作对光纤传输的备份以及补充。故而，微波中继通信系统必不可少。如今，移动通信技术的发展愈发迅速，对微波通信技术的要求也有所提高。为此，相关人员还需促进微波通信技术的发展，以便满足移动通信的需求。

参考文献

[1]郭兴安.探讨微波通信技术的发展和应用[J].电子测试，2015，09：83-84.

[2]赵慧.无线通信技术发展及未来趋势展望[J].信息通信，2011，03：123-124.

[3]黄红忠，林荔生.微波在电力通信方面的应用分析[J].数字技术与应用，2011，12：38.

微波技术论文篇12

随着科学技术的发展，微波技术的应用已渗透到了科学领域的许多方面，如无线通信、全球定位系统、雷达以及电子和计算机工程学科中。因此对于电子与信息工程类专业的学生来说，微波技术课程的开设是必不可少的。

一、微波技术课程特点

《微波技术》作为通信工程、电子工程、电子信息以及微波等专业的重要专业基础课，是在学习了《电路基础》和《电磁场与电磁波》等课程基础上深入研究微波领域的重要科目，其内容丰富、概念抽象、理论性强、对数学方法的依赖性强，教与学都有难度。微波技术课程主要包括传输线理论和圆图的应用；微波网络基本理论、S矩阵及其特性等方面。在讲解波导理论时以简正波理论为线索介绍矩形波导的物理构成及其工作原理，其场结构在三维空间分布，因而要求学生有一定的空间想象能力和抽象思维能力。而课程涉及到的多由理论均以麦克斯韦方程组为理论依据，其中重要的结论推导都离不开高等数学和复变函数的知识。由此可见，微波技术课程教学难点主要表现为课程理论性更强、内容复杂而抽象、分析方法多样、对数学知识要求较高[1-3]。

二、微波技术教学中存在的问题

通过对以往教学过程中出现的情况，结合本专业特点，发现《微波技术》课程的讲授过程中存在以下几个问题：

（一）在现有的教学过程中，往往过于偏重理论教学，而实践教学所占比重较小；仅是按照课本简单设计教学计划，将基本的、重要的概念、原理、方法在有限的课时教学中教授给学生，而缺少介绍微波技术的发展前沿，因而学生课程学习意义不明确。

（二）由于该课程需要大量的先进仪器设备，而有限的学科建设及科研经费造成实验室先进仪器设备相对匮乏，导致学生缺少开放式教学环境。

（三）教学方法相对于其它课程比较传统，网上教学辅导与课堂教学难以有效结合；对学生的考核仅限于分数的高低；在课程建设过程上未能引进国外先进的教学理念、教学方法及教材，未能及时更新配套的实验教材，使学生不能在多层次、开放式的教学环境下学习。

三、微波技术教学改革的实践探索

针对以上教学中存在的问题，认为从以下几个方面对《微波技术》教学改革进行探索：

（一）注重合理利用教材，配套实验教材。以教材更好地适应当前教学的需要为目的，对教材在保留原有经典基础理论的同时，增加新的理论和实用技术；结合当前微波技术的发展，增加的新型微波元器件的原理和使用方法介绍。

（二）不断更新课程内容，提高学生学习兴趣。微波技术课程内容比较抽象，学生在学习中不易建立概念，也会因怀疑课程的实用性从而减少学习的动力。因此，应多注重对于课程内容实际应用背景的介绍，比如介绍未来移动通信技术中的射频技术等，以提高学生的学习兴趣。

（三）将实践性教学与启发式教学相结合。本课程紧密结合实际，教学中应加强实验教学环节。为节省设备经费，采取硬件平台与软件辅助相结合，学生实际动手操作与演示相结合的方法，开发基于仿真实验平台的实验内容，从测量微波的基本参量入手，将“电磁场与电磁波”实验与“微波技术”实验有机结合，使学生加深对书本知识的理解。

（四）积极改革教学内容组织方式。基础理论教学方面，教学内容以讲授基本原理、基本方法为主，使学生了解基本理论知识，掌握重点、难点问题，在讲授该课程时，把重点放在基本概念和基本原理的解释上；实践课程教学方面，结合理论课程教学内容，精心设计典型的实验范例，利用实验室拥有的微波仪器设备，进行微波系统基本参数的测量；实践环节教学方面，主要包括课程设计和毕业设计，让学生利用所学的知识，培养学生的实践技能。

（五）开展互动式教学与研究式教学。开展互动式教学，在授课过程中，鼓励学生提问，每一章结束后都进行分组讨论，培养学生的独立思考、分析问题、解决问题的能力。开放式、研究式的讨论，使学生总结归纳所学内容，用一条龙“串”起来，写出“小论文”形式的学习笔记。这些措施促进了学生的积极性和自信心的提高，帮助学生克服了畏难情绪，增强了对自己将来从事微波科研工作的兴趣和信心。

（六）坚持推进优师建设，加强教学经验与资源的总结、研究与推广，实现科研与教学的融合，不断优化教师队伍结构，全面提高任课教师水平。

（七）积极进行网上教学改革试验。充分利用利用网络教学来补充课堂教育，将网络教育与课堂教育有机地融合起来。