姜沛 惠明 张帅

摘要：为了激发学生的学习兴趣，使学生更直观地理解微波天线的基本知识、基本原理，提高微波技术与天线课程教学质量，提出将电磁仿真软件HFSS引入到课堂教学中。以基于新型的基片集成间隙波导的缝隙天线为例，采用HFSS对其进行优化设计和仿真研究，对天线的关键参数和辐射特性进行了分析，将抽象的天线理论转化为图形演示，重点展示了HFSS辅助教学的直观可视化特点。教学实践证明，这种方法提高了学生的学习积极性，具有可行性和有效性。

关键词：HFSS;电磁仿真;微波技术;天线;教学实践

中图分类号：TP393        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）26-0215-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Teaching Practice and Exploration of Microwave Technology and Antenna Course based on HFSS

JIANG Pei， HUI Ming， ZHANG Shuai

（College of Physics & Electronic Engineering， Nanyang Normal University， Nanyang 473061， China）

Abstract： In order to stimulate students' interest in learning， and make students understand the basic knowledge and principle of microwave antenna more intuitively， and improve the teaching quality of microwave technology and antenna course， the electromagnetic simulation software HFSS is introduced into the classroom teaching. Taking a slot antenna based on substrate integrated gap waveguide as an example， it is optimized and simulated using HFSS. The key parameters and radiation characteristics of the antenna are analyzed. The abstract antenna theory is transformed into a graphical demonstration. The visual characteristics of HFSS assisted teaching are emphasized. The teaching practice has proved that this method， which can improve students' learning enthusiasm， is feasible and effective.

Key words： HFSS; electromagnetic simulation; microwave technology; antenna; teaching practice

1 引言

“微波技術与天线”是电子信息类专业必修课程之一。该课程内容涵盖传输线理论、微波网络基础、微波元器件和天线理论等，具有较强的理论性和实践性[1]。在工程上，微波技术是分析设计天线、滤波器、定向耦合器等微波元器件的基础，天线是无线通信系统不可或缺的组成部分[2]，是能量从有线传输到无线传输过渡的桥梁。因此，学好该课程对于电子信息类专业的学生具有十分重要的意义。

2 课程特点及存在的挑战

该课程专业性强，先修课程比较多，要求有较好的数学基础。抽象性强，公式繁多且复杂，且物理概念不容易理解[3]。时效性强，与实际的工程问题息息相关，要求老师关注最新学科前沿，以保持课程的新颖性。从而造成了学生难学、教师难教的局面。

开设相应的实验课程可有效改善上述问题，也符合我校“应用型区域高水平大学”建设目标的要求。……