《無線電計(jì)量測(cè)試》課程教學(xué)大綱

《無線電計(jì)量測(cè)試》教學(xué)大綱課程英文名RadioMetrologyandTesting課程代碼03M0074學(xué)分2總學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)8課程類別專業(yè)課課程性質(zhì)限選先修課程信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電子線路、數(shù)字邏輯電路、通信電路、電磁場(chǎng)理論與微波技術(shù)適用專業(yè)通信工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位本課程是通信工程專業(yè)課中具有計(jì)量特色的一門限選課。課程應(yīng)用信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)模電子線路、通信電路以及電磁場(chǎng)與微波等方面的知識(shí)，研究無線電應(yīng)用領(lǐng)域中基本參量的計(jì)量和測(cè)試問題，其任務(wù)是使學(xué)生掌握無線電領(lǐng)域中基本參量的物理意義、基標(biāo)準(zhǔn)、量值溯源與傳遞、常用測(cè)量與計(jì)量器具以及檢定規(guī)程，理解無線電計(jì)量在現(xiàn)代信息技術(shù)如移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等系統(tǒng)中的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)。課程目標(biāo)該課程應(yīng)達(dá)到的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果（ILO，Expectedlearningoutcomes）如下所示：1、ILO-1.無線電電子學(xué)計(jì)量測(cè)試的基礎(chǔ)知識(shí)：明晰無線電電子學(xué)計(jì)量測(cè)試的基本概念、內(nèi)容與特點(diǎn)，掌握無線電電子學(xué)計(jì)量測(cè)試誤差和測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法，了解量值傳遞、檢定與比對(duì)的基本過程。2、ILO-2.時(shí)間頻率計(jì)量：掌握時(shí)間頻率計(jì)量的基本概念，理解時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生過程，明晰頻率測(cè)量的基本原理與測(cè)量?jī)x器、頻率標(biāo)準(zhǔn)的量值傳遞，了解頻率計(jì)檢定規(guī)程。3、ILO-3.高頻計(jì)量：掌握射頻電壓、脈沖波形參數(shù)、失真度、調(diào)制度、相移、高頻阻抗等參數(shù)的基本概念，明晰測(cè)量原理、計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試儀器，了解量值傳遞與檢定規(guī)程。4、ILO-4.微波計(jì)量：掌握微波功率、衰減、阻抗、噪聲、場(chǎng)強(qiáng)等基本參量的特性和基本測(cè)量方法，了解基標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量?jī)x器與量值傳遞系統(tǒng)。5、ILO-5.無線電計(jì)量測(cè)試實(shí)驗(yàn)：能夠制定無線電基本參量（如無線電頻率、射頻電壓、微波功率或阻抗等）的測(cè)量方案，熟練選用電子測(cè)量器具（頻率計(jì)、示波器或網(wǎng)絡(luò)分析儀等）或虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行科學(xué)合理的誤差分析和不確定度評(píng)定。6、ILO-6.小組研討：由5~6人組成一個(gè)小組，圍繞無線電計(jì)量在現(xiàn)階段和未來需要解決和探索的技術(shù)問題進(jìn)行調(diào)研并展開討論，培養(yǎng)文獻(xiàn)分析、總結(jié)與思辨能力，進(jìn)一步理解無線電計(jì)量測(cè)試在通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行過程中的重要作用，了解無線電計(jì)量技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。小組討論通過分工合作，發(fā)揮每個(gè)人在團(tuán)隊(duì)的作用，培養(yǎng)溝通協(xié)作能力，最后由一名代表上臺(tái)匯報(bào)展示。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法主要以課堂教學(xué)為主，結(jié)合課后作業(yè)、隨堂測(cè)試、實(shí)驗(yàn)、小組研討等途徑和方法來達(dá)成。具體每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成途徑與方法見下表所示。課程目標(biāo)達(dá)成途徑ILO-1～I(xiàn)LO-4課堂教學(xué)、課后作業(yè)、基于釘釘、雨課堂的隨堂測(cè)試和期末考試ILO-5實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、驗(yàn)收、實(shí)驗(yàn)報(bào)告ILO-6小組討論，匯報(bào)展示、其他小組成員提問、教師指導(dǎo)提問三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)9.3ILO-1L(0.05)M(0.10)ILO-2M(0.10)ILO-3M(0.15)ILO-4M(0.15)ILO-5H(0.25)M(0.10)ILO-6M(0.10)四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、無線電計(jì)量概論掌握無線電計(jì)量測(cè)試的基本概念、內(nèi)容和特點(diǎn)，掌握無線電計(jì)量測(cè)試誤差分析及測(cè)量數(shù)據(jù)處理的基本方法，明晰計(jì)量基本單位、量值傳遞與計(jì)量器具的概念，了解國(guó)內(nèi)外無線電計(jì)量的基本概況。這部分是該課程的基礎(chǔ)部分，重點(diǎn)掌握無線電計(jì)量測(cè)試的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域。2、時(shí)間頻率計(jì)量掌握時(shí)間頻率計(jì)量的基本概念，了解頻標(biāo)的發(fā)展與變革，理解時(shí)間頻率量值的傳遞方式與過程。掌握頻率測(cè)量的基本原理和方法，通過實(shí)例了解頻率計(jì)檢定規(guī)程。該章節(jié)從理論到案例分析，詳細(xì)講解時(shí)間頻率計(jì)量的相關(guān)知識(shí)。3、射頻電壓計(jì)量測(cè)試了解電壓的定義與電壓計(jì)量測(cè)試的主要特征，熟練掌握電壓的量值表示方式。掌握射頻電壓測(cè)量的基本方法，理解電壓量值傳遞、檢定方法和檢定規(guī)程，了解高頻中電壓和高頻小電壓國(guó)家基準(zhǔn)和校準(zhǔn)裝置。射頻電壓是高頻計(jì)量中的最基礎(chǔ)的參數(shù)，是其他高頻參數(shù)計(jì)量的基礎(chǔ)。4、脈沖波形參數(shù)計(jì)量測(cè)試了解脈沖幅度的測(cè)量方法，掌握使用示波器測(cè)量脈沖幅度以及使用檢波器測(cè)量脈沖電壓的方法。掌握脈沖波形參數(shù)測(cè)量方法，了解示波器本身的上升時(shí)間對(duì)波形參數(shù)測(cè)量的影響。了解脈沖參數(shù)的量值傳遞與計(jì)量器具，了解示波器的檢定，掌握示波器的類型和檢定項(xiàng)目，通過案例學(xué)習(xí)了解示波器檢定規(guī)程實(shí)例。脈沖波形參數(shù)是無線電電子工程中經(jīng)常需要測(cè)量的基本參數(shù)，重點(diǎn)在于掌握示波器的使用方法及檢定。5、失真度、調(diào)制度計(jì)量測(cè)試?yán)斫饽M調(diào)制、數(shù)字調(diào)制的概念，掌握失真度測(cè)量原理與測(cè)量方法，了解失真度儀的使用方法及其誤差分析。掌握數(shù)字調(diào)制的計(jì)量檢測(cè)，了解數(shù)字調(diào)制方法、EVM和有關(guān)分量定義、含噪聲信號(hào)星座圖以及數(shù)字調(diào)制信號(hào)檢測(cè)與測(cè)量?jī)x器。該章節(jié)從數(shù)字、模擬兩方面介紹通信調(diào)制波形和調(diào)制度的度量和測(cè)量方法，認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)頻譜分析儀的使用。6、相移、高頻阻抗計(jì)量測(cè)試掌握相移測(cè)試的基本定義和常用測(cè)量方法，了解常用相位測(cè)量?jī)x器的工作原理。理解集總參數(shù)阻抗元件的高頻特性，掌握高頻阻抗的基本測(cè)量方法。通過這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生了解高頻相移和阻抗匹配等問題對(duì)通信系統(tǒng)性能指標(biāo)方面的影響和作用，使學(xué)生關(guān)注工程問題，學(xué)習(xí)和掌握通信工程設(shè)計(jì)中的一些基本技術(shù)要素。微波功率計(jì)量測(cè)試了解微波功率的定義與計(jì)量測(cè)試的主要特征，掌握微波功率測(cè)量方法與測(cè)量器具，了解微波功率計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與量值傳遞，了解微波小功率、中功率國(guó)家基標(biāo)準(zhǔn)和校準(zhǔn)裝置。微波功率是微波計(jì)量中的最基礎(chǔ)參數(shù)，是其他微波計(jì)量參數(shù)的基礎(chǔ)。微波衰減、阻抗、噪聲的計(jì)量測(cè)試了解微波衰減、微波阻抗、微波噪聲的定義與主要計(jì)量測(cè)試器具，了解微波衰減、阻抗、噪聲的國(guó)家基標(biāo)準(zhǔn)和量值傳遞，了解衰減、阻抗、噪聲的計(jì)量測(cè)試對(duì)于微波通信工程的作用和意義。了解矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的基本原理和作用，掌握通過網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試微波參量的基本方法。微波場(chǎng)強(qiáng)計(jì)量測(cè)試掌握電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)計(jì)量的基本概念，了解場(chǎng)強(qiáng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，了解場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)試技術(shù)與測(cè)試環(huán)境。認(rèn)識(shí)微波暗室，學(xué)習(xí)在微波暗室環(huán)境下測(cè)量天線輻射場(chǎng)強(qiáng)度的基本方法。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)第1章概論21.學(xué)習(xí)本章主要內(nèi)容；2.完成課中的雨課堂測(cè)試；ILO-1第2章時(shí)間頻率計(jì)量21.完成時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生過程、電子計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率方面的作業(yè)；2.完成課中的雨課堂測(cè)試；ILO-2第3章射頻電壓計(jì)量測(cè)試41.完成射頻電壓的量值表示方式方面的作業(yè)；2.課前預(yù)習(xí)量值傳遞系統(tǒng)與檢定規(guī)程方面內(nèi)容；3.完成課中的雨課堂測(cè)試；4.完成一次實(shí)驗(yàn)；ILO-3，ILO-5第4章脈沖波形參數(shù)計(jì)量測(cè)試21.完成脈沖參數(shù)計(jì)量與示波器使用方面的作業(yè)；2.完成課中的雨課堂測(cè)試；ILO-3第5章失真度、調(diào)制度計(jì)量測(cè)試21.完成失真度、調(diào)制度計(jì)量測(cè)試等方面的作業(yè)；2.完成課中的雨課堂測(cè)試；ILO-3第6章高頻相移、阻抗計(jì)量測(cè)試21.完成相移計(jì)量測(cè)試等方面的作業(yè)；2.完成課中的雨課堂測(cè)試；ILO-3第7章微波功率計(jì)量測(cè)試41.完成微波功率計(jì)量測(cè)試等方面的作業(yè)；2.完成課中的雨課堂測(cè)試；ILO-4第8章微波衰減、阻抗、噪聲的計(jì)量測(cè)試61.完成微波衰減、阻抗、噪聲計(jì)量測(cè)試等方面的作業(yè)；2.完成課中的雨課堂測(cè)試；3.學(xué)習(xí)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的使用，完成一次實(shí)驗(yàn)；ILO-4,ILO-5第9章微波場(chǎng)強(qiáng)計(jì)量測(cè)試61.完成課中的雨課堂測(cè)試；2.學(xué)習(xí)微波暗室，完成一次虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；ILO-4,ILO-5小組研討2選題，查閱文獻(xiàn)資料，調(diào)研；撰寫研討報(bào)告；PPT答辯匯報(bào)。ILO-6六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1高頻計(jì)量測(cè)試實(shí)驗(yàn)4掌握高頻電壓、相移、阻抗等參數(shù)（選擇兩個(gè)參數(shù)）計(jì)量測(cè)試中的測(cè)量方法和儀器使用方法。要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作之前必須預(yù)習(xí)，按照每組2-3人自由組合，按照實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選用實(shí)驗(yàn)儀器，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的思考題，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)必做2微波計(jì)量測(cè)試實(shí)驗(yàn)4掌握微波功率/衰減/阻抗等參數(shù)（選擇兩個(gè)參數(shù)）計(jì)量測(cè)試中的測(cè)量方法，學(xué)會(huì)使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)檢測(cè)與計(jì)量測(cè)試實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作之前必須預(yù)習(xí)，按照每組2-3人自由組合，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，正確操作儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，并回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的思考題，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)選做3微波暗室虛擬仿真實(shí)驗(yàn)4熟悉微波暗室的工作原理，適用范圍；掌握天線輻射場(chǎng)測(cè)試的實(shí)現(xiàn)方法。要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作之前必須預(yù)習(xí)，在老師講解基本操作方法后，學(xué)生登錄虛擬仿真網(wǎng)站，按照實(shí)驗(yàn)軟件提示和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的操作步驟進(jìn)行操作，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的思考題，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。綜合選做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例考核與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時(shí)作業(yè)等點(diǎn)名記錄回答問題記錄課堂測(cè)試成績(jī)20%ILO-1～I(xiàn)LO-4小組討論考核整組匯報(bào)表現(xiàn)、個(gè)人提問質(zhì)量和數(shù)量討論打分成績(jī)10%ILO-6實(shí)驗(yàn)考核驗(yàn)收及實(shí)驗(yàn)報(bào)告驗(yàn)收成績(jī)報(bào)告批改成績(jī)25%ILO-5期末考核考試或課程報(bào)告卷面成績(jī)45%ILO-1～I(xiàn)LO-4考核類別考查成績(jī)登記方式百分制八、課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法課程目標(biāo)權(quán)重成績(jī)?cè)u(píng)定ILO-1過程考核0.3相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A10期末測(cè)試0.7相應(yīng)期末考試平均分B10ILO-1達(dá)成度=0.3*A10+0.7*B10ILO-2過程考核0.3相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A20期末測(cè)試0.7相應(yīng)期末考試平均分B20ILO-2達(dá)成度=0.3*A20+0.7*B20ILO-3過程考核0.3相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A30期末測(cè)試0.7相應(yīng)期末考試平均分B30ILO-3達(dá)成度=0.3*A30+0.7*B30ILO-4過程考核0.3相應(yīng)課堂測(cè)試平均分A40期末測(cè)試0.7相應(yīng)期末考試平均分B40ILO-4達(dá)成度=0.3*A40+0.7*B40ILO-5實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)0.3相應(yīng)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)平均分A50實(shí)驗(yàn)報(bào)告0.7相應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告平均分B50ILO-5達(dá)成度=0.3*A50+0.7*B50ILO-6提問