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National University of Defense Technology

高频电子线路

National University of Defense Technology via XuetangX

Overview

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一、课程简介

        《高频电子线路》是电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、人工智能电子信息等工科专业的核心必修课程,也是衔接低频模拟电路与现代无线射频通信系统的关键枢纽课程。本课程以《高等数学》《电路分析基础》《模拟电子技术》为先修基础,聚焦高频频段下电磁波信号的产生、放大、选频、变换、调制解调与稳定控制核心原理,重点解决低频电路理论无法适配的非线性、分布参数、高频耦合干扰等工程问题,是学生从“基础电路认知”迈向“无线通信系统设计”的必经阶梯。

        在现代信息技术飞速发展的背景下,5G/6G通信、北斗导航、雷达探测、卫星通信、物联网射频终端、电子对抗、无线装备等前沿领域,均以高频电子线路为底层硬件核心支撑。无论是民用智能终端的信号收发、无线设备的射频调试,还是电磁探测、抗干扰通信装备研发,高频电路技术都是不可或缺的核心基础。本课程立足工程实际、兼顾理论深度与实践应用,打破传统课程重公式、轻应用的授课模式,构建“理论解析+工程案例+实操验证+思政赋能”的立体化教学体系,全方位培养学生的高频电路分析、设计与故障调试能力。

        本MOOC课程依托多年线下精品课程建设积淀,经过两轮教学实践迭代优化,教学体系成熟完善。课程总学时36学时,包含24学时理论教学、12学时实验教学,学时配比科学、内容梯度合理,既适配高校常规教学计划,也满足社会学习者碎片化自主学习、考研备考、职业技能提升的多元需求。

二、课程内容体系

        本课程教学内容系统完整、逻辑层层递进,覆盖高频电子技术全部核心知识点,整体分为八大核心模块,兼顾基础理论、核心电路、系统应用与工程拓展,知识点贴合本科教学大纲、考研考点及行业工程标准。

1. 课程绪论与高频电路基础

        概述高频电子技术的发展历程、行业应用与军事应用价值,区分低频电路与高频电路的核心差异,重点讲解高频信号特性、分布参数效应、非线性电路基本分析方法,介绍高频电路的工程设计原则与抗干扰核心思路,为后续章节学习筑牢理论根基。

2. 高频选频与滤波网络

        详细讲解LC串并联谐振回路、耦合谐振回路的选频特性、阻抗特性与频率响应,拓展声表面波滤波器等新型高频滤波器件原理,阐明选频网络在信号筛选、杂波抑制中的核心作用,是高频信号处理的基础核心模块。

3. 高频小信号放大器

        针对无线接收前端微弱信号放大需求,讲解高频小信号谐振放大器的电路结构、工作原理、增益特性、通频带与选择性指标,分析电路稳定性优化方法,适配接收机前端微弱高频信号的放大处理工程场景。

4. 高频功率放大器

        聚焦信号发射终端功率放大需求,重点讲解丙类谐振功率放大器的工作机理、电压电流特性、功率与效率计算,分析不同工作状态对电路性能的影响,介绍实用馈电电路与匹配网络设计方法,解决高频信号高效发射的工程问题。

5. 正弦波振荡器

        阐述高频信号产生的核心原理,讲解变压器耦合LC振荡器、三端式振荡器、晶体振荡器等经典电路结构,重点分析振荡器起振条件、平衡条件与频率稳定机制,介绍高稳定度振荡电路的工程设计方案,为无线设备信号源设计提供理论支撑。

6. 频谱搬移与混频电路

        系统讲解频谱线性搬移基本原理,介绍振幅调制、解调与混频电路的核心结构与工作机制,分析混频过程中的干扰问题与抑制方法,阐明频谱变换在无线收发系统中的核心应用,打通信号频率转换的技术逻辑。

7. 角度调制与解调电路

        针对调频、调相通信体制,讲解角度调制信号的频谱特性与调制原理,详细剖析变容二极管直接调频、间接调频电路及对应解调电路,分析频偏扩展、同步检波等关键技术,适配现代调频通信、广播、雷达信号处理场景。

8. 反馈控制电路

        介绍自动增益控制(AGC)、自动频率控制(AFC)与锁相环路(PLL)的工作原理与电路架构,讲解反馈控制系统在高频通信设备中的稳幅、稳频、同步解调作用,完善高频通信系统闭环控制逻辑,构建完整的无线收发系统知识体系。

三、课程核心教学特色

1. 教学体系优化完善,贴合实践迭代升级

        本课程基于近两年一线教学实践反馈,持续优化教学内容与授课节奏,科学划分理论与实验学时配比,形成36学时标准化教学体系,其中24学时理论精讲夯实原理,12学时实操训练锤炼能力。课程摒弃繁琐冗余的公式推导,聚焦核心概念、工程方法与技术应用,知识点深浅适度、重难点突出,既满足本科教学考核要求,又贴合行业实际应用场景,适配不同基础学员的学习节奏。

2. 教学资源立体化,学习支撑全方位

        经过二十余年持续建设,本课程已形成体系完备、资源丰富的教学保障体系。课程拥有自主编撰的专属教材,配套完整的教学课件、章节习题、知识点总结、随堂测验、期末题库等文本资源;同时搭建数字化教学资源库,包含全套实验教学视频、电路实操演示视频、案例解析微课等线上资源,方便学员随时随地碎片化学习、针对性复盘重难点。

        线下实验教学条件成熟完备,配备标准化高频电路开发实训设备、专业实验平台,可全面支撑高频放大、振荡、调制解调、混频、锁相控制等全部实验项目,12学时实验教学可完整落地,实现“线上学理论、线下练实操、案例促提升”的闭环学习模式。

四、课程学习目标

1. 知识目标

        熟练掌握高频电子线路的基本概念、核心原理与分析方法,精通选频网络、高频放大、振荡、调制解调、混频、反馈控制等经典单元电路的结构与工作特性;理解高频电路非线性效应、分布参数影响及抗干扰核心机制;熟悉高频电路在民用通信、国防军工、智能电子领域的典型应用,构建完整的高频电子技术知识框架。

2. 能力目标

        具备独立分析各类高频单元电路工作原理、性能指标的能力;能够根据工程需求完成简单高频电路的设计、参数调试与性能优化;具备排查高频电路常见故障、解决高频信号干扰、优化通信系统稳定性的工程能力;能够结合军事应用、工程实战场景灵活运用所学知识,具备初步的射频系统设计与创新实践能力。

3. 素养目标

        培养严谨务实的工程思维、精益求精的工匠精神与攻坚克难的创新意识;通过国防军工应用案例学习,树立科技报国、强军兴国的理想信念;养成规范的工程设计习惯、严谨的问题分析思路,具备电子信息行业从业者必备的职业素养与责任担当。

五、适用学习人群

        本课程适配多类学习人群,内容深浅适中、体系完整,适配性极强。主要面向电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、自动化、人工智能、物联网工程等专业本科在校生,可作为日常课前预习、课后巩固、期末复习、考研备考的核心学习资源;同时适合从事射频电路设计、通信设备调试、电子技术研发、军工电子运维等行业的职场从业者,用于技能提升与知识更新;也可作为电子科创爱好者、竞赛参赛学生学习高频电路技术、开展创新项目研发的优质自学平台。

六、学习收获与发展前景

        高频电子线路是无线通信、射频技术、雷达探测、电子对抗、卫星导航等领域的“底层基石”技术,学好本课程,不仅能够为后续《通信原理》《射频电路设计》《雷达原理》《无线传感器网络》等专业课程的学习筑牢基础,更能掌握电子信息领域核心硬核技能。

        从就业发展来看,掌握高频电路技术可适配射频工程师、通信硬件工程师、电子研发工程师、军工装备调试工程师等优质岗位,就业覆盖面广、行业需求量大、职业发展前景广阔;从科创竞赛来看,高频电路知识是电子设计竞赛、创新创业项目、科研立项的核心技术支撑,能够有效助力学生提升科创能力、积累科研经验;从国防发展来看,本课程融入的军工应用技术,能够助力学员对接国防电子产业发展需求,为投身国家科技强国、强军事业积累核心能力。

七、学习建议

        高频电子线路兼具理论抽象性与工程实践性,学习过程中建议学员遵循“先基础、后核心、先理论、后实操”的学习节奏。首先扎实掌握高频电路基础理论与选频网络核心知识点,打好学习根基;其次重点攻克功率放大、振荡、调制解调等重难点章节,结合章节案例深入理解工程应用逻辑;最后主动参与线下实验实操,对照实验视频反复练习,将理论知识转化为实操能力。同时建议学员结合课后习题、章节测验及时查漏补缺,依托课程数字化资源反复复盘,循序渐进攻克学习难点,真正做到学懂、学透、会用。

        本MOOC课程以优质教学资源、科学教学体系、鲜明教学特色,为广大学员提供系统化、专业化、实战化的高频电子技术学习平台,助力每一位学习者夯实专业基础、锤炼工程能力、拓宽发展视野。

Syllabus

  • 第0章 绪论
    • 第1讲-电磁波理论到无线电时代:通信发展简史
    • 第2讲-解锁信号传输的逻辑:通信系统框图
    • 第3讲-超外差接收机——高频接收的“黄金架构”
  • 第1章 选频网络
    • 第1讲-高频元器件的高频特性——谐振回路的“基础元件”
    • 第2讲串联谐振回路——“电流最大”的选频网络
    • 第3讲-并联谐振回路——“阻抗最大”的选频网络
    • 第4讲-抽头谐振回路与阻抗变换——实际应用的“匹配神器”
    • 第5讲-常用滤波器——石英晶体、陶瓷与声表面波滤波器
  • 第2章 高频小信号放大器
    • 第1讲 高频小信号放大器概述与核心技术指标
    • 第2讲 晶体管混合π型模型
    • 第3讲 晶体管y参数模型
    • 第4讲 单级单调谐谐振放大器
    • 第5讲 多级单调谐放大器与性能权衡
  • 第3章 噪声与干扰
    • 第1节 噪声的定义与特性
    • 第2节 噪声的分类
    • 第3节 噪声的计算I
    • 第4节 噪声的计算II与干扰的分类
  • 第4章 高频功率放大器
    • 第1节 高频谐振功放的特点
    • 第2节 窄带高频谐振功放的工作原理
    • 第3节 高频谐振功放的功率关系
    • 第4节 高频谐振功放的动特性曲线
    • 第5节 负载特性曲线
    • 第6节 调制特性曲线
    • 第7节 高频功放的馈电方式
    • 第8节 频率稳定问题
  • 第5章 振荡器
    • 第1节 振荡器概述
    • 第2节 反馈型振荡器工作原理
    • 第3节 稳定和起振条件
    • 第4节 变压器耦合式LC振荡器
    • 第5节 三端式LC振荡器
    • 第6节 频率稳定问题
    • 第7节 石英晶体振荡器
  • 第6章 线性频谱搬移电路
    • 第1节 线性频谱搬移电路
    • 第2节 振幅调制与解调
  • 第7章-角度调制与解调
    • 第8章-反馈控制电路与频率合成技术
      • 期末考试

        Taught by

        Hongqi Yu, Liyueli, Tao HAN, and JIan Wang

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