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。
随着工业技术的快速发展,特别是微电子技术的深入推广及应用,微电子制造工程作为一个新兴的人才培养专业涌现并得到了广泛关注。近年来,电子制造业已逐步成为我国的支柱产业之一,已成为全球电子信息产品的主要制造基地,社会对各类高级电子制造工程师需求强劲,微电子组装与封装人才需求迅猛增长,电子制造飞速发展对人才培养模式提出了新的要求。
1 微电子制造工程专业人才培养目标
微电子制造工程人才培养的目标是力求使学生具有微电子工程学、电子组装、电子封装、微电子元件制造、集成电路制造、微焊接互连工程学与基板工程学的基本理论,掌握微电子制造过程的系统设计、工艺设计、系统检测、设备运行与可靠性、可维护性设计、复杂设备的运行与维护等专业知识和技能,可在微电子元器件制造、集成电路制造、微电子封装、电子组装以及印制电路板制造等电子制造服务领域,从事研究、设计、开发、运行保障、生产组织管理及其它工作的具有实践创新能力的工程技术人才。
微电子制造工程人才培养具体应获得以下几方面的知识和能力:(1)较系统的掌握微电子制造工程的技术理论基础,主要包括工程力学、微电子工程学、电路分析基础、电子设备精密机械设计、电子工程材料、微电子元件与半导体制造技术、微电子封装技术、电子组装技术、可测试性、可维护性等;(2)具有较强的实际动手能力,能对复杂的微电子制造设备进行基本的运行操作、调试维护和初步的故障诊断分析;(3)具有本专业必需的设计、制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能;(4)具有较宽的知识面与知识更新能力,了解本技术领域的学科前沿及发展趋势;(5)具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力;(6)具有较强的自学能力和创新意识。
2 微电子制造工程专业人才培养方法
由于微电子制造工程具有的专业跨度大、知识更新快、实践性强等特点,因此,在微电子制造工程人才培养过程中需要打破现有人才培养手段,体现以实践为主体的教学理念,在专业教学体系中引入以创新性试验设计为主、以科研为辅的教育理念,倡导实行以工艺为主线的实践创新教学体系,以理论学习为基础、重点改革试验设计、引入创新性设计试验、引入科研,通过边学习、边设计、边实践、边创新的教育过程,培养学生的系统开发、技术研究与认知能力、创新意识和创造能力,提高其综合素质。
具体说来,从以下方面着手培养学生的能力:(1)在构建微电子制造工程为主线的实践创新教学体系的基础上,引入创新性设计试验,提供创新的氛围,培养创新意识。即在教学过程中,鼓励教师把创新性设计试验引入课堂,通过设置符合学生创新能力培养的试验内容,引导学生进行探索式学习,培养学生的创新意识。(2)设置创新情景,培养创新技能。建设学生创新实验室,为学生科技活动提供实验环境。实验室实行开放式管理方式,学生在一个真实的创新环境中, 充分利用课余时间到实验室进行创新活动。(3)提供多样化的学习方式,培养学生的创新思维。即在专业课程中,教师划定一些范围,支持和鼓励学生通过自学思考提出问题并自行解决问题,有利于发挥学生的想象能力,培养学生的创造性思维。
3 微电子制造工程专业人才培养的教学改革
微电子制造工程是理论性与实践性都很强的一门学科,要求培养的人才必须具有创新精神和实践能力,现有的纯理论式教学方式难以让学生具备实际的操作技能,无法培养出满足企业用人的要求的具有创新精神的优秀人才。因此,微电子制造工程人才培养的教学改革方法具体如下。
(1)创新实践教学体系。
在微电子制造工程的教学体系改革中,包括理论知识和实践教学两大部分内容,以理论学习为基础、同时强调实践教学,实践教学提倡的是以微电子制造工艺为主线的实践创新教学体系。改革的指导思想是:强调就业方向,注重技能培养,强调行业特点,注重企业需求。“教室—— 试验室一体化”、“教学—— 生产一体化”、“教材—— 技术文件一体化”、“教师—— 工程师一体化”的教育理念。
(2)打造面向产业链的知识体系。
微电子制造工程的知识体系科研从“纵向”整合与“横向”整合两个方面精心设计,顺应先进电子制造技术内在要求,在“纵向”上依据电子制造产业链这条主线来设立相关主干课程,主要包括半导体制造技术、微电子封装技术、印制板设计与制造技术、电子工程材料、电子组装技术、电子制造专用设备等,在 “横向”上突破学科界限,为配合“纵向”主线设立相关课程,主要包括微电子可靠性工程、热设计、电磁兼容设计、电路设计等。
(3)突出创新能力培养,把科研引入课堂。
充分结合教师科研项目,有效进行项目分解,将具有一定基础理论及较强实践性的子课题向学生,吸收本专业学生参与科研项目的研究工作,激发学生的科技能力、工程意识和创新能力,从而形成一套有利于培养学生的工程实践能力、技术开发能力、创新精神的教育新机制。
(4)构建校企联合培养环境。
普适人才培养和定制人才培养相结合,在普适人才培养中,学生可充分涉及教师科研项目、校企联合实验室等实践环境,培养出一定普适性的人才,其优点是基础面宽,人才可塑性强;在定制人才培养中,可依托校企联合培养环境,预先签订人才就业意向,根据企业需求,设计人才培养方案。在课程体系中紧密结合企业需求,增加应用性的新课程,拓宽学生的应用知识面;通过整合课程设计系列,强化学生的工程意识和实践能力的培养;通过生产实习与毕业设计环节直接与企业实际课题的结合,加强学生综合运用专业知识解决实际问题的能力。
4 微电子制造工程专业人才培养实践
桂林电子科技大学是我国首先设置该专业的工科高等院校。自2003年专业设置以来,国内外许多知名企业与科研机构纷纷关注,使得本专业在业界享有盛誉,成为桂林电子科技大学的特色专业和优势专业。通过上述培养模式,桂林电子科技大学与国内著名的部分电子制造企业(如纬创资通(中山)有限公司、伟创力电子科技(上海)有限公司)等知名企业建立良好的校企联合培养关系,构建了科泰、VALOR等多个联合实验室,培养的学生理论基础扎实,创新性强, 就业率高,得到了企业的广泛欢迎。
【关键词】微制造技术 科研资源 开放平台 实践教学
21世纪将是微电子技术及其相关产业持续发展的新时代，微电子采用的微制造技术正不断向各个领域继续渗透。一方面，无论是光的、机械的，还是电子的器件，都在利用微制造技术向微型化方向发展；另一方面，大多数器件都采用与IC（集成电路）工艺兼容的微加工技术，与集成电路部分（如信号处理、存储芯片）集成在一起，向集成化方向发展。这一变化已渗入到各行各业，并从毕业生的就业趋势中凸显出来。
微制造相关专业实践教学中遇到的问题
微制造技术所涉及的光电子、半导体、微电子等专业属于新兴学科、交叉专业，一方面，硬件设施、基础条件的前期投入、历史积累比较薄弱；另一方面，微制造相关专业的设备价格昂贵，教学部门难以承担[1]。导致目前教学用的微制造实验设备非常落后，学生在进行实验时，常常会遇到因为设备问题而使得实验结果与书上描述或者生产实际相差甚远的情况。此外，微电子、微制造的设备更新换代速度很快。学生步入工作岗位后会发现，在学校学习使用的微制造设备早已被整个行业所淘汰，根本学无所用。
受设备不足的限制，大部分本科阶段的微电子、微制造相关专业的实验往往停留在版图设计的层面，即使有加工的实验条件，往往也流于形式，仅仅是熟悉一下微加工工序的流程，使得真正有想法的学生创新能力得不到发挥与锻炼。
针对以上问题，合理利用科研资源，开发实验教学内容对于促进学生实践显得尤为重要。
微制造技术开放创新实验平台的结构与内容
首先，通过网络平台这一学生容易接受的方式将微制造实验室可以提供的教学资源展示出来，比如设备资源、设备如何进行操作、可实现哪些功能、在产品制造中的地位与作用等信息，看不懂不清楚的可以在线答疑或在论坛里讨论。让学生对光电子集成器件制造工艺有更加系统和深刻的了解，为今后的工作奠定一定的实践基础和应用基础。
其次，可将微制造在某一行业或某个领域已经获得大规模应用的技术设置为专业实验，如“芯片制造技术”，“MEMS制造工艺”，“液晶平板显示器件制造技术”等，以行业通用标准工艺技术作为参考，制作多媒体课件、具体操作的视频教程供学生学习。
最后，如果学生有需求，可以向实验室申请，结合自己专业选择实验进行选修。在学生完成专业课程设计阶段的学习后，在掌握一定的光电器件的基本设计理念后，运用专业课知识，进行实验技能和创新技术的综合性实验，这样对于学生独立自主地发现问题、分析问题和解决问题的能力有很大的提高，更符合本专业技术人才培养的目标。
微制造技术开放创新实验平台的特点
微制造技术开放创新实验平台的设计理念是充分调动学生学习过程中的感知、懂得、理解、设计和再现等心理过程[4]。还可结合教学培养计划中的基础训练、应用实践和创新课程三个阶段面向学生开放，实现与光电系的基础实验室和专业实验室的兼容。
学生在这里成为实验教学的主体，有充足的时间进行创新实验的构思与选题，使学生能够根据个人的理论基础，不同的专业特点，选择自己的兴趣爱好。学生和教师双方共同在实验室通过边教、边学、边做来完成实验教学任务，这种教学模式改变了传统的理论和实践相分离的做法，充分发挥了教师的主导作用，更注重学生动手能力的培养，丰富了实践教学环节，提高了教学质量[5]。
小 结
本文所提出的微制造技术开放创新实验平台利用现有的科研资源，开发出部分体现微电子、机电、光电专业特色的，与课程设置紧密联系的实验内容，在不影响科研活动正常进行的前提下，同时实现科研为教学服务的目标。经过半年的试运行，取得了良好的教学效果，得到了教师与学生的一致好评。在避免重复投资、重复建设、资源浪费的同时，解决了目前微制造相关专业实践环节硬件条件不足的问题，达到了科研与教学的完美结合。
参考文献：
[1]刘欣，田瑞云.主体性教学模式的理论建构与实践探索[J].2005，27（1）：117-118.
[2]闻亮.加强实践教学，注重学生创新精神和实践能力的培养[J].内蒙古师范大学学报，2003，16（2）：46-48.
[3]袁力.高校实验室开放的实践与对策研究[J].中国医学装备，2006，3（9）：7-8.
电子科学与技术专业涉及到的知识面较宽，在信息产业、航空航天以及军事国防等各个领域都有着重要的应用。而微电子学课程是电子科学与技术专业课程的重要组成部分，有着技术性强、知识前沿性强以及实践性强的特点，这就给微电子学课程教学提出了更高的要求。在教育改革深化落实的背景下，如何改革、优化电子科学与技术专业微电子学课程教学至关重要。
1 微电子学教学存在的问题
1.1 教训内容陈旧，课程设置失当
微电子学课程知识有着前沿性的特点，当前微电子学课程教学主要依赖教材，但微电子技术发展迅速，而教材内容更新不及时，存在滞后性问题，使得在教学过程中理论与实践脱节，限制了学生知识应用能力的培养和提升。
1.2 教学模式和方式落后
许多学校的微电子学教学仍然沿用以教师为中心的教学模式，以文本教学为主，教学模式落后，方式单一，学生只能被动受教。微电子学课程内容的理论性和实践性较强，这种落后的教学模式和方式制约了学生学习的积极性，不利于学生对知识的内化和吸收[1]。
1.3 教学评价不科学
教学评价是教学的重要组成部分，其能够为教学提供重要的指导作用，能够促进教师不断完善教学方法和内容[2]。但就目前来看，当前微电子学课程教学评价还存在问题，过于注重对学生知识掌握程度的评价，注重结果而忽视过程，难以客观、准确地评价学生微电子技术应用能力和相关设备的掌握情况，导致许多学生考前突击课本，并没有对微电子学知识真正地内化吸收。
2 微电子学课程教学改革措施探讨
2.1 完善教学内容，创新课程设置
在微电子技术领域，新技术和新产品层出不穷，教师可以通过各种渠道来搜集微电子领域的前沿性知识，并结合理论知识，不断拓展和完善教学内容，拓宽学生的知识面，具体分以下几个方面。
2.1.1 课题研究拓展完善知识
课题研究过程中涉及到众多综合性的知识，单纯凭借课本上的理论知识很难做好课题研究，教师可以引导学生搜集课题相关知识，广泛阅读资料，促进课题研究，以此来拓展学生的知识面。例如在“模拟集成电路设计”这一课题研究的过程中，涉及到MOS晶体管模型、电路设计、数字单元设计以及版图设计等计算机领域和电学领域的知识。在研究过程中，学生不仅学习了微电子领域的知识，还掌握了计算机设计和电学领域的知识，从而拓展学生的知识面，深化课题研究。
2.1.2 在小组合作中拓展知识
目前学科知识之间的交叉性不断凸显出来，学生单靠自己的力量往往难以完成一个课题研究，教师可以采取小组合作的教学方式，让学生在合作的过程中实现知识拓展。
2.2 教学模式、方式的更新和拓展
传统的微电子学课程教学模式以教师为中心，采用单一的文本教学方式，学生成为了知识的被动接受者，难以将理论与实践结合，不利于应用型人才的培养。因此，在电子科学与技术专业微电子课程教学中应当积极进行教学模式的创新和教学方式的拓展[4]。
2.2.1 兴趣教学法
兴趣是学习的基础，兴趣教学法的应用能够提升学生学习微电子学课程知识的兴趣，为课堂增添活力，从而深化教学效果。
第一，在微电子学课程教学中，教师可以通过实际问题的引入来调动学生的学习兴趣，微电子学领域的研究成果在生活和工作中的各个领域都有重要应用，将实际问题引入教学中，能够促进学生对相关微电子学知识的内化和吸收。
第二，翻转课堂教学模式的应用，能够让学生在课下完成知识掌握，在课堂上进行交流和讨论，教师在课堂为学生答疑解惑，这就提升了学生学习的主动性，真正做到以学生为中心进行教学。教师可以通过微课视频这种学生喜闻乐见的形式展现知识，激发了学生的学习兴趣和学习自主性。
2.2.2 ??验教学改革
微电子学课程是一门实践性较强的课程，其以实验为基础，在教学的过程中应当积极对实验教学进行改革。
第一，应当创建虚拟实验仿真设计工作站，半导体器件以及集成电路等都可以在工作站中完成，例如可以采用Cadence来进行集成电路模拟房展实验，利用Silcaco进行仿真参数提取等，让学生在虚拟的实验仿真中实现微电子学理论知识的掌握和应用技能的培养。
第二，应当增强课程实验内容的内在逻辑性。微电子学课程有着专业跨度大的特点，其涉及科学众多，教学过程十分复杂，这就要求合理地规划实验内容，以人才核心能力培养为中心，以此来提升实验内容的内在逻辑性，提升微电子学课程实验教学的系统性，从而深化实验教学效果。
第三，加强校企合作。校企合作能够为学生提供真实的实践平台，促进学生理论知识与实践技能的结合，为学生的知识应用提供平台，例如三江学院微电子学课程教学就与江苏东光微电子公司、无锡友达电子公司等十六家单位展开了合作，为学生的实习和实践提供了平台，拓展了实验教学的渠道。
2.3 对教学评价的改革
传统的微电子学课程教学评价方式过于注重结果的评价，不利于学生反思能力、思维能力以及创新能力的培养，因此，需要对微电子学课程教学评价进行改革，注重对学生学习过程的评价。
第一，应当注重评价内容的全面性和系统性，综合评价学生课前预习、课堂学习、实验课等的情况，并与实验报告相结合。
第二，应当对考核方式进行改革，采用实验研究和闭卷考试相结合的方式，这样更加全面也更加客观，不仅注重学生学习的结果，同时注重学生学习的过程，从而为教师对教学内容和教学方式的完善提供指导，促进了微电子学课程教学的动态发展，对于提升微电子学课程的教学质量有着重要的意义。
关键词： 微电子 多媒体 教学改革
1.微电子教学的改革背景
随着我国对微电子生产技术的投入不断增加，大型电子生产项目的建设的科技含量不断提高，对技术设计人员的业务能力和技术技能水平要求越来越高。为此，我们必须适应集成电路设计行业科技进步的需要，提出相应的教学改革新对策，对专业的培养目标、课程体系、教学内容、教学模式等方面进行全面改革。
2.本课程现状中的问题
本课程的教学目的主要集中在为开设电子课程的专业提供最基本的微电子方面的基础知识，能够掌握好各种经典电子生产理论，从而更快地与现代电子材料科学技术相互融合。
由于受传统办学模式的影响很深，学生的学习能力、适应环境的能力还不强。分析归纳原因：
①课程设置和教学内容在一定程度上脱离实际需要。许多课程的内容和实施计划与其他本科专业有相当的雷同，这对基础相对薄弱的学校学生来说可谓是难上加难，导致掌握的基础知识不坚实。
②工程教育的非工程化现象严重，学生能力的培养与当前电子技术实际需要的技能结合不紧密;教学内容重复，层次不分明，衔接不科学，注重每门课程理论体系的完整性，但轻视课程之间的横向联系。
③重视教材的编写，轻视专业建设和课程的开发。
④授课方式单一，重视教师的主导作用，轻视学生学习的主动性、自主性，实施“以讲为主”的教学方法仍然偏重，不利于学生能力的培养。
⑤实践性教学环节薄弱，许多学校对许多课程的教学实施手段与要求相距甚远。
3. 课程改革的实施与建议
课程改革的指导思想是:定位准确，体系科学，内容实用，培养能力;通过课程改革解决微电子技术课程现存的主要问题。具体措施如下:
①改革教学内容。
教学内容的改革是课程建设和改革的核心。根据上述原则，结合工艺实训、毕业设计和工厂实践经验，对教材的内容进行了合理取舍：重点保留及合理选择其在生产实践中的应用，常用类型、结构特点及合理选用。
②改进教学方法。
为适应现代电子集成电路日益复杂、功能日益增强的趋势，不仅要在课堂教学内容上，而且要在教学方法、教学手段上日益现代化，在培养学生创新意识和动手能力方面有所创新。改革后的微电子技术课程教学充分利用计算机技术来完成复杂集成电路系统的学习、设计、制作工作，既充实和完善了课程的教学手段，又顺应了发展趋势。
③改革实验环节，实现课程改革的系列化。
课程改革后重新编写了实验大纲和实验指导书，增加了专门的计算机上机实验，实验环节逐步得到加强。在实验内容划分上，将实验分为基础验证实验、设计类实验以及制作类实验。基础验证实验主要以验证理论课所学内容为主，使学生对实验过程有一个初步认识，着重于基本实验技能的培养。设计类实验主要训练学生的综合实验能力，使学生对过程有一个完整的了解，培养学生的科技开发能力(也可在课程设计中进行)。
④激发学习兴趣。
学习兴趣是学习的重要心理成分。拥有学习兴趣，才会引发强烈的求知欲，从而形成学习动机。
4. 微电子课程改革思路
在现行微电子课程学时少与内容多的矛盾日益突出及现代科学技术飞速发展的条件下，可尝试课程一体化改革，即实行课程理论教学和实验教学的融会贯通、有机结合。
① 重点与一般相结合
在目前教学时数压缩，又要使学生掌握大纲规定的教学内容的情况下，突出重点、兼顾一般是一种比较有效的教学方法。突出重点就是教师对重点内容讲深讲透，讲清基本概念、基本理论和基本方法，讲清思路，使学生真正理解和掌握。
② 多媒体与传统相结合
采用现代教学手段是增强课堂教学效果、提高教学质量的有效手段。近年来，《微电子技术》课教学中，我全部采用多媒体授课，同时充分利用模型、实物、开放式实验室现场教学等教学方式，将教学内容中一些抽象的概念形象化、动作化、现场化，解决了文字、语言、挂图等难以阐述的内容。
5. 结语
培养创新素质的微电子技术课程探索式教学改革是各项改革的核心，实践教学是培养高等人才的基本途径。笔者对《微电子技术》所尝试的教学改革实践，虽然取得了较好效果，但提高教学质量是永恒的主题，《微电子技术》在课程建设、采用现代化教学等改革实践方面还有许多工作要做，需要不断探索、不断实践，使其不断丰富、不断完善。
关键词：本科教育；微电子；课程体系；结构优化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）04-0033-03
一、引言
微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，是高科技和信息产业的核心技术。微电子产业是基础性产业，对国民经济有着巨大贡献，并渗透到其他很多学科，是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。作为电子通信类高校，南京邮电大学建校近50年来，正朝着信息科技类大学进军。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展，国内外都需要大量的微电子学人才，我校成立微电子学专业，旨在为我国的ASIC设计方面，培养急需的人才[1-6]。我国“十五”计划纲要明确提出大力发展半导体集成电路产业，为了满足社会的发展和需求，我校微电子专业成立于2001年，并于2007年招收第一批本科生。在学校各级领导的重视和关心下，专业建设取得了飞速发展。本科人才培养方案是各专业人才培养目标、培养规格以及培养过程和方式的总体设计，是学校组织本科教学、规范教学环节、实现人才培养目标的纲领性文件，对人才培养质量具有决定性的影响。当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才，也更需要培养大量工程应用型人才。所谓“应用型人才”主要是指德、智、体、美等方面全面发展的，能够将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的高级专门人才。“应用型人才培养模式是以能力为中心，以培养技术应用型专门人才为目标的”。它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强，是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要，在一定的教育思想指导下，人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式。
二、深化完善本科教学体系改革的措施探讨
人才培养方案制（修）订工作对于学校实现人才培养目标、进一步深化完善本科教学体系改革具有重要意义，人才培养方案制（修）订需要全面贯彻国家中长期教育改革和发展规划纲要，认真落实教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见等文件要求，不断适应国家和社会发展需要，进一步深化教育教学改革，优化人才培养过程，提高人才培养质量，促进学生全面发展。具体的改革措施探讨如下。
1.进一步明确本专业的特点和优势。培养方案是高等学校实现人才培养目标、开展人才培养工作的总体设计和实施方案，为全面贯彻教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见，以执行最新颁布的普通高等学校本科专业设置管理规定为契机，推动我校新一轮专业建设和教学改革，以不断适应知识经济、科技、社会发展对各类高素质创新人才的需要，根据我校教育教学改革的实际，及时总结人才培养经验，以“本科教学工程”建设工作为抓手，积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”，进一步更新教育观念，深化教育教学改革，提高本科教育质量，构建和完善适合我校办学指导思想、具有我校办学特色的本科创新人才培养体系，根据新《目录》规定的各专业培养目标、培养要求、主干学科、核心课程、主要实践性教学环节、主要专业实验，紧密结合近年“本科教学工程”改革实践，开展本科专业培养方案的修订。本专业培养适应社会发展需要，道德文化素养高，社会责任感强，身心健康，掌握扎实的自然科学基础知识和必备的专业知识，具有良好的学习能力、实践能力、专业能力和创新意识，能在微电子器件、工艺和集成电路设计及相关的电子信息科学领域从事科学研究、产品研发、工程设计、技术管理等工作的专门技术人才。主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。
2.课程设置进一步优化。课程的设置是否合理对人才的培养起到了至关重要的作用，尤其是现今提出的对专业人才的更高要求，需要进一步优化课程体系，合理安排课程内容。首先，在课程设置方面，当前，南邮本科微电子专业经过几年的发展，取得了不少成绩。但世界范围内微电子产业飞速发展的特点决定了高校微电子学科的教学必须紧紧跟随产业发展的步伐。我们在看到以前所取得的成绩的同时也必须看到其中所存在的一些问题，并积极进行改革创新。我校的微电子专业在设立初期，经过各方专家的反复讨论和论证，建立了一套统一的专业课程和教学大纲。这套课程满足该专业最基本的专业要求。但由于微电子专业设立时间不长，仍属于起步阶段，由于硬件条件和师资力量的缺乏和不到位，无法设立多样的课程体系和科目，所以目前的教学仍然是基本上按统一的教学大纲和教学要求组织。随着学校办学规模的扩大，通达微电子学院的设立，选修微电子专业课程的学生人数不断增加，原有的教学课程体系和科目还需要进一步细化、深化、推广。为此，在课程设置上，我们必须对已经投入使用的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善，将整个学科的课程结构体系、到具体到每一门课程的知识体系，都进行优化设计，以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的能力：掌握扎实的数学、物理等方面的基本理论和基本知识；系统掌握量子与固体物理、半导体物理与器件物理、半导体集成电路设计和制造的基本知识，具有独立进行微电子器件、工艺和集成电路设计的基本能力；了解电子信息类专业的一般原理和知识，受到科学实验与科学思维的训练，具有本学科与跨学科的科学研究与技术开发的基本能力；在综合类实践、实验中具有较强的独立设计、分析和调试系统的能力，能够完成综合性和探索性工作的能力；养成良好的学习习惯，对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力；其次，对于理论课程的内容，针对南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况，以及本专业的特色建设，主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。以能力培养为基础来设计，并考虑学生毕业后从事的职业，根据工作的要求对教学中的课程进行专项的能力和综合能力培养。在通识教育类课程中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。专业教育类课程中设置了信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理，这些课程都是基础理论课程，是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到工程认证的需要，在集成电路与CAD的课程设置上，专门增加了16小时的实验，加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中，专门将模拟和数字分开，设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计，这不同于其他院校的课程设置，应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识，加强了学生的集成电路分析和设计的能力。除了已经设置的32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验，还增加了32小时的工艺实验，这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲，已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学，并筹备建立了微电子专业实验室，拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程，在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验；基于以上措施，建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程，涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。再者，实践课程的内容上，由于微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业，从集成电路的生成流程来看，其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。实践课程的设置对培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力极为关键；需要工程认证的专业的实验实践课程必须要达到30%以上。因此，还拟通过建立微电子专业实验室，开设微电子和半导体测试实验课，在培养学生理论知识的同时，加强实践能力的培养，培养既有较深理论基础，又有一定动手能力的全面发展的学生。在实践型环节的课程设置中，通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中，设置了软件设计、微电子课程设计等，尤其是微电子课程设计，将进行较大的改革，要求改革后设计内容都是与本专业紧密相关，全面运用到所学的专业知识。
3.师资队伍的建设。本专业现在拥有专业教师14名，完全满足本科的专业教学需要，但从事集成电路设计方向的老师比较缺乏。还有，学生的个性不同，使学生在学习的兴趣、主动性等方面差异很大；随着社会竞争的日益激烈和社会需求的不断变化，又使学生的未来发展面临很大挑战，学生的需求随之呈现多样化。因此，多元化的培养规格应当成为共识。将学生的具体情况和社会需求相结合，这就要求我们必须打破现有的统一模式，根据学生的实际和社会需求建立多样化的课程体系，实施分类教学，在保证打好扎实的专业基础的前提下，设立尽可能多的适应当今社会发展的方向性课程。建立既具有深厚扎实的理论知识功底，又具有精通实践、有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的教师队伍迫在眉睫。近几年，我学院在引进高水平的师资力量方面进行了不懈的努力，微电子专业教师的队伍在不断扩大，教师的专业方向也在不断丰富，能够胜任并有选择性地担任各主要方向的专业课教学。但仍然缺乏学科带头人，缺乏一个凝聚人心的事业平台，学术梯队。这就要加速建设学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。通过培养和引进，形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队，使其在学科建设中发挥突出作用。鼓励教师积极申报各类项目，积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作，鼓励教师到国内外高校去做访问学者，积极参加国内外举办的国际会议，从而了解专业的最新发展、前沿问题，开阔眼界。
三、小结
总的来说，微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。培养方案是高等学校实现人才培养目标、根据我校教育教学改革的实际，及时总结人才培养经验，以“本科教学工程”建设工作为抓手，积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”，进一步更新教育观念，深化教育教学改革，提高本科教育质量，迫在眉睫。其中需明确我校的特点和优势，以通信集成电路设计为主要方向，同时兼顾工艺设计与器件设计。相信通过培养方案、课程设置、师资等各方面的建设，一定会培养出高质量的微电子学领域人才，为我国的微电子工业做出贡献。
参考文献：
[1]杨宏，王鹤.微电子机械技术的发展与现状[J].微电子学，2001，31（6）：392-394.
[2]李文石，钱敏，黄秋萍.施敏院士论微电子学教育[J].教育家，2003，（3）：11-16.
[3]刘瑞，伍登学，邬齐荣等.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，23（5）：6-8，23.
[4]李斌，黄明文.微电子技术专业创新教育探索[J].中山大学学报论丛，2002，22（1）：108-109.
[5]严兆辉.微电子的过去、现在和未来[J].武汉工程职业技术学院学报，2003，15（2）：30-34.
[6]蒋元平.学科建设的内涵诠释和实现策略[J].中国西部科技，2007，（1）.
【关键词】嵌入式系统；学科体系；平台模式；对象学科
一、嵌入式系统简介
（一）嵌入式系统的产生
嵌入式系统诞生于微型机时代，经过微型计算机的嵌入式专用化的短暂探索后，便进入到嵌入式系统独立的微控制器发展时代。直接在嵌入式处理器与集成电路技术基础上发展的带处理器内核的单片机，即微控制器的智能化电子系统。即便有处理器内核，也是嵌入式处理器而非通用微处理器。
（二）专用计算机探索的失败之路
无论是工控机，还是单板机，都无法彻底地满足嵌入式系统的微小体积、极低价位、高可靠性的要求。人们便直接将微型计算机体系结构进行简化，集成到一个半导体芯片中，做成单片微型计算机。Motolora公司的6801系列就是由6800系列微型机简化后集成的单片微型计算机。单片微型计算机彻底解决了嵌入式系统的极小体积、极低价位，但在高可靠性及对象可控性方面没有本质上的改进。
（三）嵌入式系统的独立发展道路
嵌入式系统的微控制器（MCU）发展道路，是一条摆脱“专用计算机”羁绊，独立发展的道路。这是一条由IntelMCS51单片机、iDCX51实时多任务操作系统开辟的单片机独立发展的道路。MCS51是一个在微电子学、集成电路基础上，按照嵌入式应用要求，原创的嵌入式处理器。MCS51原创的体系结构、控制型的指令系统与布尔空间、外部总线方式、特殊功能寄存器（SFR）的管理模式，奠定了嵌入式系统的硬件结构基础；iDCX51是专门与MCS51单片机配置，满足嵌入式应用要求原创的实时多任务操作系统。
二、嵌入式系统的四个支柱学科
目前，嵌入式系统尚未形成独立的学科体系。从“嵌入式系统”的诞生、独立的单片机发展道路、微控制器技术发展的内涵、嵌入式系统的多种解决方案来看，“嵌入式系统”是四个支柱学科的交叉与融合，并以平台模式进行学科定位与分工。
（一）四个支柱学科的关系
嵌入式系统的四个支柱学科是微电子学科、计算机学科、电子技术学科、对象学科。微电子学科是嵌入式系统发展的基础，对象学科是嵌入式系统应用的归宿学科，计算机学科与电子技术学科是嵌入式系统技术发展的重要保证。
（二）领衔的微电子学科
微电子学科与半导体集成电路的领衔作用，在于它为嵌入式系统的应用提供了集成电路基础。电子技术学科、计算机学科的许多重要成果，最终都会体现在集成电路中，从早期的数字电路集成，到如今的模混合、软/硬件结合、以IP为基础的知识与知识行为集成。
（三）为平台服务的计算机学科
现代计算机出现后，在计算机学科中形成了两大学科分支，即通用计算机学科与嵌入式计算机学科。通用计算机学科与嵌入式计算机学科有不同的技术发展方向与技术内涵。由于嵌入式计算机学科与对象学科、微电子学科紧密相关，而嵌入式计算机学科与原有计算机学科内容有较大差异，不能用通用计算机的概念来诠释嵌入式系统，因此、嵌入式计算机要加强与微电子学科、电子学科、对象学科的沟通，共同承担起嵌入式系统新学科的建设任务。在嵌入式系统中，计算机学科要承担起嵌入式系统应用平台的构建任务，它包括嵌入式系统的集成开发环境、计算机工程方法、编程语言、程序设计方法等内容。
（四）广泛服务的电子技术学科
在嵌入式系统中，电子技术学科提供了最广泛的技术服务。电子技术将微电子领域的集成电路设计，迅速从电路集成、功能集成、技术集成发展到知识集成；为计算机学科提供嵌入式系统的硬件设计技术支持；在对象学科中，广大的应用工程师在嵌入式软硬件平台上实现最广泛的应用。
（五）对象学科的最终出路
对象学科是嵌入式系统的最终用户学科。对象学科几乎囊括了所有的科技领域，形成了嵌入式系统一个无限大的应用领域。对于对象学科来说，嵌入式系统只是一个智能化的工具，对象学科要在嵌入式系统上构建本领域的一个嵌入式应用系统。嵌入式应用系统的技术基础是本学科的基础理论与应用环境、应用要求。同时，在应用中要不断给微电子、集成电路设计、嵌入式计算机学科提出技术要求，以便不断提升嵌入式系统平台的技术水平。[论-文-网]
三、平台模式下的学科
（一）平台模式的由来
平台模式是知识经济时代的一种基本的产业、科技模式，是人类知识分离性规律、集成性规律发展到高级阶段上的必然现象。它将一体化的产业、科技模式变革为知识平台媒介下的平台模式。只要对比上世纪60年代收音机产业与90年代的VCD/DVD产业，就会发现一体化产业模式与平台产业模式的本质差异。
（二）嵌入式系统的平台模式
按照知识的分离性发展规律，知识创新者不从事知识应用，知识应用者不需要了解创新知识原理；按照集成性发展规律要求，知识创新者应该将创新知识成果集成到工具之中，转化为知识平台，知识应用者应该在知识平台基础上实现创新知识应用。对象学科领域是嵌入式系统的最终用户，对象学科领域的电子技术应用工程师应该在一个现成的嵌入式系统平台上实现嵌入式应用系统设计。微电子学科、嵌入式计算机学科、电子技术学科（非对象学科领域中的应用工程师）不是嵌入式系统最终用户，这些学科的重要任务是将创新科技成果转化成形形色色的知识平台。[论*文*网]
（三）平台模式下的学科定位与分工
嵌入式系统中四个支柱学科的定位，除了学科知识结构的定位外，还要体现出在知识平台模式中的定位。这种平台模式的定位，是一种3+1的定位。即微电子学科、计算机学科、电子技术学科为嵌入式应用构筑各种类型的应用平台，不介入嵌入式系统的具体应用；对象学科一定要在嵌入式系统应用平台基础上，实现嵌入式系统在本学科领域中的产品化应用，不必介入嵌入式系统的平台构建。
嵌入式系统是一个无限大的空间，不论是嵌入式系统平台构建还是嵌入式系统平台应用，都有无限广阔的发展空间，关键是把握好自己的“定位”与“分工”，了解学科的“交叉”与“融合”。
参考文献
[1]何立民。嵌入式系统的产业模式[J].单片机与嵌入式系统应用，2006,（1）。
关键词：微波技术；实践教学改革；微波射频仿真
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.
[3]袁杰.实用无线电设计[M].北京:电子工业出版社,2006.
论文摘要 在人类所利用的能源当中，电能是最清洁最方便的；电气传动无疑有着很大的意义，随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展，电气传动技术也得到了长足的发展。本文在对大量国内外文献分析的基础上，总结和论述了我国在电力电子和电力传动系统领域的研究现状。
从学术的角度来看，电力电子技术的主要任务是研究电力电子器件（功率半导体）设备，转换器拓扑结构，控制和电力电子应用，实现电力和磁场的能量转换、控制、传输和存储，以便实现合理和有效使用的各种形式的能源，高品质的人力的电力和磁场的能量。
1 电力电子的研究方向
就目前情况而言，我国电力电子的研究范围与研究内容主要包括：1）电力电子元器件及功率集成电路；2）电力电子变换器技术的研究主要包括新的或电力能源的节约和新能源电力电子，军事和空间应用等作为特殊的电力电子转换器技术的智能电力电子变换器技术，控制电力电子系统和计算机仿真建模；3）电力电子技术的应用，其研究内容包括超高功率转换器，在能源效率，可再生能源发电，钢铁，冶金，电力，电力牵引，船舶推进应用，电力电子系统的信息化和网络；电力电子系统的故障分析和可靠性；复杂的电力电子系统的稳定性和适应性；4）电力电子系统集成，其研究内容包括标准化电力电子模块；单芯片和多芯片系统设计，集成电力电子系统的稳定性和可靠性。
2 我国电力电子发展中存在的问题
当前的主要问题是：中国的电力电子产品和设备目前生产的大部分是也主要是晶闸管，虽然它可以创造一些高科技电子产品和电气设备，但他们都使用电力电子外国生产设备和多组分组装集成的制造方法，尤其是先进的全控型电力电子器件全部依赖进口，而许多关系到国民经济和国家安全，在一些关键领域的核心技术，软件，硬件和关键设备，我国的外资控制和封锁。特别是在关系国民经济和国家安全，更多先进水平的核心技术差距的关键领域，这种情况正在迅速变化的挑战和我们的道德律令。
在过去，虽然我国国民经济的各个部门，先后引进了国外先进技术，已开始注意到国内突出的问题，从表面上看，虽然对引进技术的绝大多数可以在几年后达到国产化率70％的要求，但只要仔细分析，不难发现，并最终拒绝外国公司转让技术和关键部件，都涉及到高科技的电力电子技术和动力传动产品在核心技术。
目前国外和问题的主要区别是：电力电子器件的全面控制，不能制造国内制造的高功率转换器，低技术，设备可靠性差，电力电子数字控制技术水平仍处于初级阶段；应用程序的控制技术和系统控制软件的水平较低；缺乏经验的重大项目等。高性能高功率转换器设备几乎全部从国外进口。
3 电力传动系统的发展现状分析
目前我国电力传动系统的研究主要围绕交流转动系统展开，随着交流电动机调速理论的突破和调速装置（主要是变频器）性能的完善，电动机的调速从直流发电机-电动机组调速、晶闸管可控整流器，直流调压调速逐步发展到交流电动机变频调速。交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能，国内有关研究工作正围绕以下几个方面展开：
1）输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径
高性能交流驱动系统电压型PWM逆变器中的应用日益广泛，PWM技术的研究更深入。 PWM功率半导体器件采用高频开启和关闭，成为一个在一定宽度的电压脉冲序列法律的变化，为了实现频率，变压器，有效地控制和消除谐波的直流电压。 PWM技术可分为三类：正弦PWM，优化PWM及随机PWM。正弦PWM的电压，电流和磁通正弦PWM计划的目标包括。正弦PWM普遍提高功率器件的开关频率将是一个非常出色的表现，在中小功率交流驱动系统等被广泛使用。但为大容量的电源转换设备，高开关频率将导致大的开关损失，以及高功率设备，如GTO的开关频率仍不做的非常高的在这种情况下，在最佳的PWM技术只是满足的需求该设备。
2）应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论
交流电机交流驱动系统是一个多变量、非线性、强耦合、时变控制对象，变频调速控制，电机控制的稳定状态方程的研究动态控制非常令人满意的结果的特点。 70年代初提出研究交流电机的控制过程的动态，不仅要控制每个变量的振幅，而控制的阶段，为了实现交流电机磁通和转矩的解耦矢量变换方法，促使高性能交流驱动系统逐渐向实际使用。高动态性能的电流矢量控制变频器已成功应用于轧机主传动，电力牵引系统和数控机床。此外，为了解决系统的复杂性和控制精度之间的矛盾，但也提出一个新的控制方法，如直接转矩控制，方向控制电压，特别是与微处理器控制技术，现代控制理论在各种控制方法也得到了应用，如二次型性能指标最优控制和双位模拟调节器控制，可以提高系统的动态性能，滑（滑模）变结构控制可以提高系统的鲁棒性，状态观测器和卡尔曼滤波器可以得到状态信息不能测量，自适应控制能够全面提高系统的性能。此外，智能控制技术，如模糊控制，神经网络控制，也开始在交流变频调速驱动系统用于提高控制精度和鲁棒性。
3）广泛应用微电子技术
随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器（Digital Signal Processor——DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成的全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。
4 结论
虽然我国电力电子与电力系统传动系统技术得到了长足的发展，但与发达国家相比仍然存在较大差距，许多关键技术有待突破，关键部件还长期依赖进口的局面还没有打破。
参考文献
购物车(0)