广东省线上一流课程《射频与微波系统设计》

2024-05-22

课程名称：射频与微波系统设计

课程类型：广东省线上一流课程

课程负责人：刘晓光教授

刘晓光博士，南方科技大学长聘教授，国家优秀青年基金（海外）获得者，深圳市海外高层次人才（B类），Hellman Foundation Fellow。2004年于浙江大学竺可桢学院获得学士学位， 2010年于美国普度大学获得电机及计算机工程学博士学位。2011年以助理教授的身份加入加州大学戴维斯分校电机与计算机工程系，2017年晋升终身（tenured）副教授。研究领域为高频高速集成电路与系统的设计和实现技术，在多个研究方向（如高效率太赫兹频率源，高功率承载能力的射频微机电器件，可调滤波器等）取得世界领先的科研成果，在知名学术期刊会议（如IEEE-JSSC，TMTT等）上发表了超过130篇论文。

课程团队成员：刘晓光教授、吴小虎研究副教授

课程上线平台：课程已在粤港澳大湾区高校在线开放课程联盟平台上线

课程网址： https://mooc1.gdhkmooc.com/course-ans/courseportal/240320145.html

授课学期：秋季学期

考核方式：考核

学时：80学时

学分：2学分

课程简介、目标与任务：

本课程聚焦射频和微波系统，课程内容从基础层面侧重于雷达系统中各个分立功能模块的原理、分析及设计方法讲解，同时结合模块电路实验强化学生对于分立模块基础知识的掌握，将课堂教学同实验测试结合；从应用层面讲授雷达整机系统的原理、分析设计方法及应用，并模块电路实验基础上，学生组队协作完成整机雷达系统搭建并验证其系统功能；从创新层面结合集成电路设计技术，将分立雷达系统集成化，学生自主学习并完善雷达功能，提升学生的系统设计和创新能力。

微电子科学与工程专业旨在培养本科毕业生设计集成电路、半导体器件、集成电路工艺的能力，本专业学生基本具备电路模块设计能力，但大部分人暂不具备系统架构设计及应用能力。而一款芯片是否成功不仅要求高性能的电路模块，更需要优秀的系统架构。本课程聚焦射频和微波系统的设计，以提升学生的系统思维和系统设计能力为目标，为学生进一步深入学习射频微波集成电路设计提供指引；基于微波雷达系统的设计与实现，讲授射频系统设计能力，讲课程教学和实验实践结合，从模块到系统，完成系统设计及论证，强化学生的动手实践能力，同时探索基于开源硬件的个性化教育模式。

教学方法：

为了提供更为全面和细致的学习指导，课程团队特别录制了理论视频课程和实验视频课程。这些视频课程内容丰富、讲解清晰，涵盖了射频与微波系统设计的各个方面，为学生提供了随时随地的学习资源。 

课程教材：

(1) D.M.Pozar, ”Microwave and RF Design of Wireless Systems,”Wiley,2000

(2) D.M.Pozar, ”Microwave Engineering,”Wiley,2011

(3) W.F.Egan,”Practical RF System,” Wiley,2003

(4) J.Carr and G.Hippisley,”Practical Antenna Handbook,”McGraw-Hill,2011

课程特色：

（1）课程创新及特色：本课程主要聚焦于射频与微波系统设计这一领域。在这一课程中，我们创新性地设计并搭建了一个FMCW微波雷达，以此作为实践平台，引导学生深入探索射频系统设计的精髓。这一创新举措不仅显著提升了学生的实践操作能力，更让他们在实际操作过程中深刻理解了射频系统设计的原理与技巧。

（2）对教学改革的促进作用：这一课程的设计也极大地促进了本学科教学改革。通过引入FMCW微波雷达这一前沿技术，我们打破了传统理论教学的束缚，实现了理论与实践的深度融合。学生在亲手搭建和调试雷达系统的过程中，不仅锻炼了解决问题的能力，还培养了创新思维和团队合作精神。同时，这一创新教学模式也激发了学生的学习兴趣和主动性，使他们能够更加积极地投入到课程学习中。

课程思政建设：

在课程建设过程中，我们牢记立德树人的根本任务，始终坚持以学生为中心，注重培养学生的创新能力和实践精神。通过不断优化教学内容和方式，我们努力打造一门既具有学术深度又富有实践意义的优质课程。未来，我们将继续探索和完善课程建设，为更多学生提供优质的教育资源和成长平台。 

课程发展规划：

1、持续优化理论视频课程和实验视频课程的内容，确保知识点的覆盖全面且深入，同时注重与实际应用的结合，以提升学生的实践能力和创新思维。

2、加强线上教学平台的维护和管理，确保课程视频的流畅播放和及时更新，为学生提供便捷的学习体验。

3、积极引入新的教学手段和技术，如虚拟仿真实验、在线互动讨论等，以丰富教学方式，激发学生的学习兴趣和主动性。同时，我们将加强师资队伍建设，提升教师的专业素养和教学能力，为课程的高质量运行提供有力保障。

4、建立课程评价体系，定期收集学生和教师的反馈意见，对课程内容和教学方式进行持续改进和优化，以确保课程始终保持与时俱进，满足社会对人才培养的需求。通过这些措施的实施，我们将为射频与微波系统设计课程的建设和运行奠定坚实的基础，为培养更多优秀人才贡献力量。