【关键词】高功率微波医疗卫生装备电磁干扰HPM防护
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.
[3]MatsG.Backstrom,KarlGunnarLovstrand.SusceptibilityofElectronicSystemstoHigh-PowerMicrowaves:SummaryofTestExperience[J].IEEETransactiononElectromagneticCompatibility,2004,3(46):396-403.
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.
[关键词]微波光子学；信号处理；关键技术；应用；讨论
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
[1] 潘时龙，张亚梅.偏振调制微波光子信号处理[J].数据采集与处理，2014，29（6）：874-884.
关键词：微波技术；教学改革；措施
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。
（八）设计教学信息调查表和听课记录表。调查表在课程结束时使用，听课记录表由课程教学负责人教学过程中随机听课时填写。对负责人每学期听课次数定量化，并要求分别对相关教学环节进行评价。根据学生填写的调查表和负责人填写的听课记录，分析教学过程中所存在的问题以及教学改革与创新的效果，为教学研讨和教改指明方向。
关键词：数字微波技术；广播电视；信号传输；应用
中图分类号：G2文献标识码：A文章编号：1674-6708（2016）154-0114-01
数字微波技术在通信领域一直起着举足轻重的作用，它是以微波作为载体传输数字信息的通信技术。在卫星数字通信和光纤数字通信不断发展的背景下，数字微波通信已经从长距离通信转入中短距离的接入传输，在电视节目中出现的微波摄像设备因其频带宽干扰小，组网灵活便捷，移动迅速的特点，已经被广播电视台多点变换的直播、录播节目广泛应用。
1数字微波技术简析
微波在空气之中的传播特性与光波在空气中的传播特性基本一致，其传播都是按照直线形式进行的，遇到障碍物之后会被阻断，并伴随反射现象的发生，正是由于这一原因，数字微波通信的主要方式为视距通信。由于受到地球曲面的影响，微波要想获得长距离的传播，必须经过多次接力传播，也就是信号要在经过多次的中继转发，这种数字通信方式也被称作微波中继传输方式。在实际的传播过程之中，需要依靠终端站和中继站进行传播，每隔50km需要设置一个中继站，只有这样才能保证信号的质量。正是由于这一特征，促使数字微波技术传输的信号质量较高，具有较为明显的特征。
1.1传输能力强
我们在利用数字微波技术进行信号传递的过程之中，其传输过程需要依靠微波频率进行，微波本身就是指一定波长的波类，在实际的传播环境之中，微波具有较高的频率以及较宽的频段，这就促使微波在传输信号之中可以调节抛物面天线，改变天线口的面积来实现波长的调整，这种方式对于信号传输能力的增强具有十分明显的效果。并且，微波信号在传输的过程之中经过中继站的多次调整，其信号不会减弱，可以提高其传输能力，保证信号质量。
1.2传输容量大
数字微波传输方式采用的多路传输，正是由于这种多路传输的特点，决定了在传输的过程之中可以设置多个频点，从而提升了信息的容量。
1.3传输可靠性强
前文已述，数字微波的传输过程之中需要依靠多个中继站，通过接力的方式进行信号的传输，这种信号传输方式可以保证信号传输的质量，进一步提升信号的准确性与可靠性，提高传输能力。
2数字微波传输在广播电视中的具体应用
广播电视制作正向高清发展，很多电视台正逐步在进行高清改造，无线微波高清摄像机已经为电视台所广泛应用，大型活动拍摄，现场跟踪报道等场合越来越地使用了高清制作，将高清无线微波摄像机系统加入到节目制作中，极大地提升了现场直播节目及场地变换多，移动范围大的节目录制质量。无线微波摄像机因其机位设置的灵活，移动方便等特点越来越受到电视台的欢迎。我台就配备了一套依托新闻直播车，三台无线微波摄像机一台车顶固定机位组成的四讯道直播系统，通过车顶微波进行台内信号传送，目前应用效果很好。为保证无线微波摄像机在一些复杂地形条件有效的传输，在后续应用过程中需要对数字微波传输形式进行有效的分析，并确定数字微波形式的应用形式。
2.1摄像机微波发射形式分析
在后续设计和干预过程中，必须重视发射形式的应用系统供应商(LinkReaearch)的编码方案一直是以高质量、低延时作为产品的特点在后续干预过程中，为了达到(OFDM微波传偷规范中提供更佳的编码效果，需要利用20MHz宽通道的方式提高传偷的有效码率此外在信息后续控制阶段，现有的调制形式对广播电视的应用有一定的指导性意义，必须及时对技术形式进行分析，确定合理有效的应用方案LMS-T是在充分吸收DVB-T的影响下形成的一种技术形式，最大的特点是载体比较大，能在最短的时间内接受载波在后续控制和应用过程中，要优化接收端的形式，实现合理化控制和应用由于现有设计形式对信息形式有一定的要求，为了满足连续性设计的要求，必须不断提升信号传输效果。现常用的Link微波发射端1500的调制方式主要为QPSK和16-QAM，在日常使用情况下，长距离传偷一般采用QPSk的调制方式，短距离高质量传偷采用16-QAM的调制方式。在无遮档无干扰，发射功率同为100mW的情况下，理论上QPSK传偷距离为lkm(如加功率放大器，发射功率达1000mw时传偷可达3km)，但传偷质量欠佳，画面细节损耗大；16-QAM传偷距离为400m，传偷质量高。
2.2数字微波传输网络系统
1）通常情况下，我们在使用数字微波进行信号传输时，使用的传输电路一般为SDH电路，其传输干线需要设置一定波长的保护波道，积极采用环路的方式对传输电路进行科学的布置，在布置的过程之中科学的设置节点进行网络连通，从而形成相应的传输网，这种传输网具有相互备份的功能。
2）要科学的设计电路波道，一定要保证设备的波道符合规定。
3）科学设置微波传输的备份系统，一般应该采用无损切换开关，与此同时，注重利用ATPC技术，以此来提升传输网的整体性能。
4）传输系统的管理中心应该设置干线传输电路，并做好传输网管系统的安全备份，以防万一，科学设置各个网管的信息，并要结合实际传输情况进行主业务倒换。
5）可以在微波总站建立应急指挥系统，在对所有电路进行连接时可以借助公用通信网络来完成，并配备相应的通信设各。而且在每一个微波站内都需要配置一路外线电话。
2.3信号系统配置
结合微波站的工作状态进行信号源配置，上节目的微波站需要科学的配置信号源，而针对下节目的微波站则应该设置相应的传输信号，这两种信号站都应该设置相应的备份设备，以防万一。
2.4自动监控系统
上下节目的微波站需要在关键的环节配备故障自动报警系统，对微波信息进行适时的监控，通过这种监控保证微波信号的正常传输。配备的自动监控系统要结合实际的工作要求进行科学的设置，并对相关参数进行适时的监控，一旦发现问题必须进行快速处理。
3结论
综上所述，数字微波传输技术因其自身具有显著的优势，既保证了广播电视信号的良好传输，又保证了广播电视的安全播出。随着科技水平的不断提高，相应数字微波技术和设备的不断更新、提高，数字微波传输技术必会有更好地推动广播电视行业发展。
参考文献
[1]罗廷堂.数字微波传输在广播电视中的应用[J].科技创新与应用，2015，5：192.
[2]王雪梅.数字微波技术在广播电视信号传输中的应用[J].通讯世界，2015，7：15-16.
【关键词】 新型微波 通讯技术 发展 应用 分析
一、通讯技术
通讯技术主要致力于通过对信息传输和信号处理相关原理的研究与应用，帮助人们更好的进行信息的传递与获取。对于通讯技术而言，其最为重要的环节是对于信号的处理，而其对信号的传输与接受问题同样不容忽视。信息对于快速发展的社会来说具有着极为重要的意义，因而其获取与传播同样得到了人们的重视。通讯技术作为针对信息进行的传递手段，其发展与进步不仅对个人的发展有着难以忽视的影响，对社会的进步同样有着极为积极的影响。
二、微波与微波通讯
微波作为一种具有极高频率的电磁波，凭借其传播稳定、受外界干扰小等优点成为通讯技术发展过程中的重要研究对象。微波通讯作为重要的通讯技术手段，与其他通讯方式相比具有建设周期短、不易受到人为破坏、更易跨越障碍、受外界因素影响较小等特点，其在特殊地段的信息通讯过程中所能够起到的作用是其他通讯方式难以相比的。
微波理论的研究起源于二十世纪，其随着时间的不断推进，微波技术逐渐成熟的同时，其应用范围也得到了逐步扩展。微波通讯正是微波理论与技术在通讯技术领域内的应用，微波通讯技术是一种无线通讯手段，多通过使用微波频段对信息进行传播，随着技术的不断发展，微波通讯日益成熟的同时逐渐获得了广泛关注。微波通讯可以实现直线路径之间无障碍两点之间的微波传输，在通讯网络的构建过程中扮演了极为重要角色的同时也适用于各种专用通讯网络，在日常生活通讯领域也有着难以替代的作用。
三、微波通讯技术
传统微波通讯系统的发展受到了自身通讯设备以及运行模式等因素的制约的同时其传输速率有限因而无法与光纤通讯技术相比较。多数微波通讯系统，使用分体式微波系统时多将设备分为室外单元与室内单元两部分，室内部分主要负责信号之间的转换，提供必要的传输服务，但其传输方式局限于点对点的传输，因而室内单元本身不具备业务调度功能，在组建较为复杂的网络模式进而为通讯系统提供业务汇聚、调度等功能的过程中，需要对室内单元进行必要的叠加，以更好地满足实际运营需求，进而增加微波通讯系统的运营成本，与此同时也会导致传输效率的低下进而增加通讯系统的不稳定性。新型微波通讯技术首先着眼于相关设备的开发与应用，以帮助通讯网络不再局限于传统微波通讯网络的构建方式，以更加便利的为通讯系统的构建做出更大的贡献。相较于传统微波通讯技术而言，新型微波通讯技术更加注重网络构建方式的同时，增加了自身信息传递含量与速度，其设备的体积与重量等也均有不同程度的变化，使其能够更好的满足通讯系统的建设需求。
四、微波通讯技术发展与应用
微波通讯技术作为现代通讯技术中的重要组成部分，其在实际生产生活领域中有着极为广泛的应用，其在通讯系统中所起到的作用同样不容忽视。当前微波通讯技术多作为干线光纤传输的备份与补充，以帮助信息传输避免因为自然灾害等意外因素而发生中断。微波通讯技术能够帮助自然条件恶劣的区域获得基本的通讯条件，以为用户提供基本的业务信息。微波通讯技术能够帮助宽带无线进行接入，其所具备的快捷方便等特点使其在高速数据业务的竞争中获得更大的竞争实力。通讯技术随着科学水平的不断提升，将获得更加快速的发展，微波通讯技术的发展趋势可以分为高速大容量、高频段、高集成度、微型化、智能化、低成本等方向。高速大容量是指对微波魇渲械男畔⒑量以及传输速度进一步提升，以更好的适应快速提升的通讯需求。高频段是由于当前使用的微波频段已经过于拥挤，难以适应日益增加的通讯需求，进而需要微波通讯设备生产厂家及时调整生产发展方向。高度集成与微型化能够帮助使微波通讯设备向着体积更小、质量减轻、能耗更低的方向发展。智能化以及低成本则是为了帮助微波通讯技术更好的满足不同客户的需求进而帮助通讯技术更好地实现自身的实用价值。
对于新型微波通讯技术来说，其主要致力于满足人们对于信息传递与获取的实际需求，不断提升自身实力的同时，更好的为社会的进步与发展做出积极的贡献。
结语：通讯技术作为对信息传播与获取影响极大的因素之一，其在社会的进步与发展有着难以忽视的影响，微波通讯技术作为现代通讯技术的重要组成部分之一，其对通讯系统的影响同样难以忽视。新型微波通讯技术作为新兴技术，其发展与应用受到了社会各界的广泛关注，如何使其更好的应用于实际生产生活之中，将成为业界共同关注的重点。
参 考 文 献
[1]赵孟，卢山. 数字微波通信技术的发展及应用探析[J].信息与电脑（理论版）. 2013（07）
关键词 微波滤波器；波导滤波器；腔体滤波器；LTCC滤波器
中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0173-02
1发展历程
1917年，第一个LC滤波器出现，是由德国的Wagner和美国的Campell分别发明的；1918年第一个多路复用系统在美国出现，随后一直至50年代无源滤波器得到飞速发展并日趋成熟。S.B.Cohn在1957年首先提出直接耦合腔体滤波器的理论，非常的方便实用。R.J.Cameron在1980年~1982年提出了广义切比雪夫函数，随后在交叉耦合多路滤波网络的综合中，切比雪夫函数得到了大量的应用。R.J.Cameron在1999年~2003年间提出了耦合矩阵综合微波滤波器的方法并使之完善。
2微波滤波器的应用
现代无线电系统，包括微波卫星通信、中继通信、电子对抗、雷达等发展迅猛，而滤波器的性能的直接影响整个系统的性能优劣，因此微波滤波器也得到不断的更新于发展，为了满足各种应用环境的需要，出现了很多不同类型的微波滤波器。
2.1微带线滤波器
微带线滤波器因其易于跟其他电路集成，而且在平面制图和制版上比较方便，在射频和微波电路中得到了很广泛的应用。它的特点是尺寸小，易于加工，可以采用不同的衬底材料而改变频率的范围。
半波长平行耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中应用很广泛，它的优点是结构很紧凑、第二寄生通带的中心频率在主通带中心频率的3倍处，适用的频率范围很大，相对带宽可以达到20%；但其缺点是插损较大，滤波器在一个方向上占用的空间比较大。发夹型滤波器的结构是发夹型谐振器并排排列耦合而成，结构更为紧凑，它的信号输入输出方式可采用平行耦合式或者抽头式。其他类型的微带线滤波器还有交指型滤波器、微带类椭圆函数滤波器等。
2.2波导滤波器
波导滤波器是一种无源滤波器，其应用非常广泛，在大功率和高频段的天馈系统尤为突出。波导滤波器是一种选频电路，适用于高功率的系统中，且滤波器的性能良好，易于与波导天线的馈电装置连接。波导滤波器的主要功能是插入损耗以及带内波纹很小的前提下，提供足够的阻带选择性与带外抑制。它的适用范围大概在8-100GHz。波导带通滤波器还应用于很多的微波多工器上，但是它有个最大的缺点是在同频率滤波器中，波导滤波器尺寸明显较大，随着微波技术的发展，天线系统的复杂，对波导滤波器的需求也越来越大，对其性能和尺寸提出了更好的要求，需要研究人员不断的改进与完善。
2.3腔体滤波器
腔体滤波器在通信系统中的应用与波导滤波器同样广泛，它的特点在于插入损耗低，一般在1dB以内，阻带的抑制性高、调谐方便，同时承受功率也比较大。其中同轴腔具有电磁屏蔽特性和高Q值、低损耗等特性。与波导滤波器相比它的优势在于尺寸较小，重量相对较轻，但是在10GHz以上使用时，由于物理尺寸微笑，制作精度要求很高，比较难以达到。同轴腔形式的带通滤波器一般分为标准同轴腔、方腔同轴等，如图1所示。
螺旋谐振腔体是新出现的腔体结构，它可以提供高Q的谐振回路，解决甚高频高质量的窄带滤波技术难题。如图2所示，它的内腔多是采用圆形结构的。由于螺旋谐振腔的理论还不是十分成熟，因此所设计出的器件指标上存在10%左右的误差在所难免。
3 微波滤波器的发展趋势
随着微波技术与通信技术的不断发展，滤波器的小型化和高性能化已经成为一种必然的趋势，其他各种新型滤波器也开始应用于各种通信系统中，如套磁介质滤波器、SIR滤波器、SAW滤波器、微波有源滤波器、LTCC滤波器等。
3.1 SAW滤波器
SAW滤波器具有很多优点，它的体积小质量轻，而且产品一致性好，便于批量生产；因其品质因数和带阻比较高，被广泛用于射频和中频系统中。然而，SAW滤波器一般只用于2GHz以下的通讯系统，因为在高频下难以处理大功率，而且SAW器件插损较大且难于集成。
3.2 LTCC滤波器
LTCC技术具有膜厚技术和共烧技术两者的优点，所有的电路叠层以后一次烧结，减少了复杂的烧结过程，节省了大量时间，降低了成本，减小了尺寸；而且更为重要的是LTCC滤波器具有高集成度、高稳定性和高品质因数的优点，在微波领域有着巨大优势。因此LTCC技术的滤波器已经开始大量运用于手机、ipad等电子设备中，而且在无线局域网卡，蓝牙、无线开关等模块也大有用武之地。
4 结论
本文给出了一些常用滤波器的特点、原理以及其应用范围，在选用时要综合各种条件进行考虑。微波滤波器朝着高频化、集成化、小型化发展是一种必然趋势。对各种滤波器改进结构，扩大它的工作频率与相对带宽、降低滤波器制作成本是设计人员进步一的课题，以适应飞速发展的通信领域。
参考文献
[1]徐鸿飞，朱成钰，刘坚，等.同轴腔带通滤波器的一种设计方法[J].微波学报，2004,29(2)：55-58，2004.
[2]张同超，鞠铭，葛寿兵.波导带通滤波器的精确设计和快速优化.光纤与电缆及其应用技术，2006(2)：30-33.
关键词：精品课程；微波工程；课程体系；实践教学；教材；教学团队
“微波工程”系列课程是电子信息类专业场与波方向的骨干课程。我们以“微波技术基础”国家精品课程的建设为中心，进一步探索“微波工程”系列课程的教学改革与实践，包括课程体系、课程内容和教学方法与手段的改革与建设等。编写适合现代教学需要的教材，并研发相应课件，同时加强实践环节的建设，更新实验内容、改善实验条件，为培养新世纪人才创造良好的教学条件和硬件环境。在多年的教学研究、改革和实践中，坚持以学科、专业建设引领本科课程教学、以科学研究提升本科课程教学、以工程实践充实本科课程教学；牢固树立教学工作的中心地位，通过一流的教师队伍、一流的课程体系、一流的教材建设，使教学水平与质量获得全面提升。
一、“微波工程”系列课程现状及问题分析
目前，许多高校的电子信息类专业都开设“微波工程”的系列课程，包括“电磁场与电磁波”、“微波技术基础”、“微波固态电路”和“电波传播与天线”等课程。“微波工程”系列课程是后续课程“通信原理”、“雷达原理”、“电子对抗”和“卫星通信”等课程的前导课程。
随着专业的调整和教学计划的修订，“微波工程”系列课程在体系结构的设立和内容的衔接上存在许多需要解决的问题。各门课程在体系上相对独立，授课内容缺少相互联系与沟通，造成有些内容讲授重复，而有些内容又没有讲到，缺少系统性和继承性。
在教学方法上，由于“微波工程”系列课程应用的“矢量分析与场论”、“特殊函数与数理方程”等工程数学的知识较多，内容广泛、跨度很大、概念抽象、公式烦琐，电磁场的分布和计算非常复杂，因此采用传统的灌输式教学方法（一本书、一个黑板和一支粉笔），教师难以讲述清楚，学生不易理解和掌握，给教学带来了相当大的困难。随着现代化教学手段（如计算机动画技术、计算机网络技术和多媒体技术等）的引入，以及对远程教育和网络教学的需求，给“微波工程”系列课程的教学带来新的契机和挑战，如何做好它们之间融合是亟待解决的一个突出问题。
在实践环节方面，由于微波工程系列课程实验所需要的仪器设备相对其他课程要昂贵得多，因此每门课程都组建配套的实验装置不现实。如何解决实验经费不足与学生实践能力培养之间的矛盾，做到资源的合理配置和共享，也是下一步改革值得探索的问题。
另外，新的理论和技术的不断出现，特别是计算机辅助分析与设计和该系列课程的渗透与融合，为使学生及时掌握这些新技术，应及时补充和更新教学内容，更好地适应该学科现代教学的需要。
二、建立适应现代教学的“微波工程”系列课程新体系
在充分调查研究我国高校电子信息类专业“微波工程”系列课程教学现状的基础上，借鉴国内外一流大学在相关方面的成功经验，结合当前我校专业调整和教学改革实际情况，深入分析和探讨“微波工程”系列课程之间内在联系，重组、综合达到整体优化，构建新的“微波工程”系列课程新体系。同时探索适合“微波工程”系列课程现代教学的方法，广泛吸取其他课程的先进教学手段和经验，处理好传授知识、培养能力和提高素质的关系，逐步形成独具特色的和具有现代教育思想的一整套教学方法。
“微波工程”系列课程改革和建设以“坚持综合培养学生知识、能力和素质”为指导原则，从科学技术的飞速发展和知识经济对微波工程人才培养的要求出发，构筑面向21世纪微波工程专业课程教学新体系。“微波工程”系列课程包括“电磁场与电磁波”、“微波技术基础”、“微波固态电路”和“电波传播与天线”4门课程以及相应的实验和创新环节。为了适应现代教育教学需要，我们将“微波工程”系列课程进行了整合，形成了一个新的课程体系。该体系以国家精品课程“微波技术基础”为核心，带动系列课程改革与建设，形成了“微波工程”课程群。在新体系中整合了各门课程的内容，将“电磁场与电磁波实验”和“微波技术实验”合并为1门课程，同时增设了“微波工程仿真实验”内容和微波射频系统综合设计与实践环节，以实现知识的综合应用，提高学生的系统设计、系统优化的能力。
打破微波工程传统课程界限，优化重组教学内容。以微波工程的专业知识模块为基础，以工程应用为出发点，构筑微波工程系列课程新架构：（1）将“电磁场与电磁波”中的“导行波”模块作为“微波传输线”的基础理论，纳入“微波技术基础”课程中；（2）将“电磁场与电磁波”中的“电磁辐射”模块作为“电波传播”基本模型，纳入“电波传播与天线”课程中；（3）在“微波技术基础”课程中引入了“微波计算机辅助分析与设计”和“基于HFSS的微波虚拟仿真”模块；（4）在“电波传播与天线”课程中引入了“智能天线”模块等。新架构强化了微波工程基础、突出了现代微波工程技术需求。
三、形成以培养实践能力和创新精神为目标的实践教学新体系
在“微波工程”系列课程建设中，以国家精品课程“微波技术基础”建设为核心，进行了实践环节的重点建设，共投入经费500余万元，建成有电磁场与电磁波实验室、微波技术实验室、电磁与微波虚拟仿真实验室，并利用国防科研的条件保障建设项目投入600多万元，建成东北地区最大的微波暗室，可进行电波传播和天线特性的测试。自行设计研制了“微波测量线CAT系统”，进一步研发了“微波长线测试系统”，完善了软件测量系统，开发了基于微波网络分析仪的微波器件网络参量测试实验范例以及基于微波训练系统的微波有源电路设计开发实验范例，建立了微波工程仿真软件平台，开发了10余种步进式微波虚拟电磁仿真实验范例。
利用相应的硬件保障条件，建立了微波工程“一转变、二突出、三结合”的实验实践教学新体系：由一般验证性实验向综合性、设计性转变；突出实验的开放性和突出学生的自主性；必做实验与选做实验、课程设计与系统设计、课内基础技能培养与课外自主开发课题的三个有机结合。对实验和实践内容与方法进行了深入改革，把实验和实践教学分成若干层次，建立了“三层次六类别”实验和实践教学体系，分步骤、系统化地提高学生的实践能力。该实验和实践教学体系中，第一层次为基础技能培养，由各课程的实验课完成。其中基本实验有电磁场与电磁波实验、微波技术实验。总计6个基本实验和3个选做实验。第二层次为系统设计能力培养，它由3个课程设计和1个基于工程设计软件的综合微波系统设计组成。第三层次是为部分优秀学生设置的，可以根据自己的爱好进入实验室，特别是创新实验室或大学生科技中心，完成自己拟定的课题或参加教师的科研。
四、立体化教材、网络教学和多媒体课件建设
根据该学科的发展，研究“微波工程”系列课程的教学内容，去重消繁、除旧布新，不断纳入新的理论与技术，同时编写出版独具特色的系列精品教材。根据微波工程系列课程内容的优化和整合，编写出版了反映微波工程课程改革的立体化教材，得到同行专家的认可和好评。包括普通高等教育“十一五、十二五”部级规划教材《微波技术》及其配套教材《微波技术学习与解题指南》、《微波技术电子教案与多媒体课件》、《微波技术—测量与仿真》，已被国内20多所院校作为相关专业的教材和参考书。出版了国家电工电子教学基地系列教材《现代微波技术基础》和《微波测量与实验教程》，出版了国防科工委“十一五”规划教材《现代天线技术》以及《电磁场与电磁波》教材，并编写了《双导线传输线的阻抗测量与阻抗匹配实验》、《微波工程射频训练系统实验》、《微波虚拟仿真实验》实验讲义。
进一步充实完善已有的课件和网络教学资源建设，并开发研制相应课程的课件。在满足课堂教学的同时，所开发的课件应具备网络远程教学功能，为面向新世纪“微波工程”系列课程的教学提供一套现代化的辅助教学手段。建立了提高学生自主学习能力的网络教学平台，国家精品课程“微波技术基础”全部教学资源上网，包括课件、电子教案和国家名师授课全程录像、微波工程仿真软件、大纲、习题、学习要点等，近5年访问次数达3万人次，教学资源已被多家教学单位下载，供兄弟院校在教学中使用。同时，建有“电磁场与电磁波”省级精品课程网站。为配合教学，积极开展了微波工程系列课件的开发，所完成的“微波技术CAI”和“电磁场与电磁波CAI”课件分别获得黑龙江省高等学校多媒体课件一等奖，被30多所院校使用。
五、以师资队伍建设强化教学团队建设
以优化结构、提高素质为目标，引进与培养相结合，鼓励青年教师攻读博士学位，强化教学后备力量的培养。充分发挥团队负责人和中青年骨干的作用，注重梯队建设，提高团队的整体素质和水平；以骨干教师为核心、以课程组为纽带，形成科研和教学梯队。加大科研工作的力度，为教师承担科研项目创造一定的环境和条件，增强团队整体承担大型科研项目的能力，努力形成以科研带动教学，以教学促进科研的局面。团队高度重视国际交流，积极推动学生联合培养和教师国际竞争力培养。
多年来，团队坚持高标准、严要求，对青年教师专业素质进行培养，通过教学实践、参加国家及省部级教改、科研项目和课程建设，不断提高青年的教学、科研能力。团队始终明确一个理念，即建立高质量的师资队伍必须紧紧抓住中青年教师的培养不放，全面实施《中青年骨干教师培养及管理办法》、《青年教师试讲制度》、《组织开展本科教学优秀青年主讲教师评选工作的办法》等规定，促进了青年教师教学质量的提高，使团队青年教师队伍的教学水平名列学校各院系前列。通过制订教师培养计划，有计划地选派优秀教师到国内外知名大学进行培训或学术访问，达到整体提升教学团队素质的目的。同时团队还严格把关，对调入或留校的每一位申请者进行严格考查，根据教学和科研的需要以及本人的发展潜质决定是否留用。
经过几年的实践，上述措施已产生良好效果，涌现出一批优秀的中青年骨干教师，其中包括高等学校教学名师奖获得者、黑龙江省骨干教师等。此外，团队还按照教育部关于“教授上讲台”的要求，安排全部教授为本科生讲课，并将多年的教学经验积累传授给青年教师，从而使学生能听到学科、专业带头人的课程，了解学科前沿知识、领略科研成果。在完成本课程教学团队中青年教师培养提高的同时，还接纳了国内多所高校的教师来本专业进修共计20余人次。“微波技术”课程教学团队2009年成功晋升为部级教学团队。
参考文献：
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CDMA与3G技术、移动通信系统与工程这二门课是目前广泛使用的通信网、通信系统及相应的技术，理论教学与实际应用的结合.在课程群内部，各课程之间即有纵向知识的联系，又有横向内容的关联.利用现代教学手段提高教学效果充分利用信息资源，利用丰富的多媒体课件形象地展现课程内容和移动通信系统流程，提供丰富的网络资源进行课程内容的跟踪和复习，对一些比较复杂的通信过程，用nash的形式辅助进行讲解，从而极大地激发学生的学习兴趣，使学生能够主动学习，了解更多的知识.
采用类比方式优化学习效果移动通信课程内容更新快，基本理论和关键技术理解难度大，但是该课程和前期的通信原理等课程内容衔接紧密，很多内容有相似性.在教学过程中，以前期课程的知识点为例进行类比，加强课程内容的融合.在讲解TD一SCDMA同步过程等具体系统知识点时，以教师为基站，以学生为终端进行上下行同步过程的讲解.在进行移动通信呼叫流程和物理层过程讲解中，以学生日常拨打手机和被叫等过程为例进行现场讲解，同时结合手机终端和系统基站的具体结构进行类比和实例分析.
以完成项目的方式引导学生独立思考在整个课程中规定两次“Proect’’作为课下作业，该部分内容由学生主动完成，上交时间不作硬性要求.教师确定“Project”的方向和实现的大致目标，题目和具体内容由学生确定.学生大部分以科研论文的形式上交，通过“Project’’方式培养学生对具体工程和对象的整体把握能力.为达到目标，学生需要查阅大量的文献，并且进行整理和分析，给出自己的方案和实现步骤，提高了学生独立思考能力和综合分析能力.
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