射频工程人才能力培养模式的研究

傅世强，李婵娟，房少军

(大连海事大学信息科学技术学院，辽宁大连 116026)

目前，与无线通信技术紧密相关的射频工程师人才紧缺，不少高校都为此开设了培养射频工程人才的一系列课程，并且把射频工程人才的培养作为本科教学的重要部分列入教学计划［1-4］。然而，多数高校对射频工程人才培养，比较注重知识的传授，对能力的培养则显得不足。许多企业出高薪却往往聘请不到合格的射频工程师，其中一个原因是毕业学生不能适应企业环境，工程应用能力差、不能解决企业的实际问题。

众所周知，射频技术与其他技术相比，有其特殊性，掌握这一技术要求具备较高的实践探索能力。因此，在校学生在课程学习之外需要接受一定的实际训练，才能顺利进入射频技术的大门并为今后的发展打下基础。文献［5］对微波天线应用型人才培养模式进行了探索，取得了一定成效。本文结合教育部“卓越工程师培养计划”改革和射频专业特点及行业现状，以培养学生的工程认知能力、实践应用能力和创新研发能力为出发点，以培养“知识、能力和素质协调发展的射频工程应用型人才”为目标，积极探索“卓越射频工程师”人才培养的教育模式，以求最终实现学校人才培养和企业实际需求之间的无缝对接。

1 射频工程人才的必备素质

(1)掌握相关的文献检索、资料管理的基本方法，具有阅读专业英文资料的能力。

(2)掌握射频通信的基本原理和射频电路及系统的基本知识，具有电路原理设计和电路系统分析的能力。

(3)熟练使用射频类 EDA电路仿真工具(如ADS和HFSS等)，具备射频电路设计与仿真能力。

(4)熟悉射频电路的制作工艺和加工设备，具备PCB版图设计能力。

(5)熟悉射频测试仪器设备，具备电路测试和调试分析能力。

(6)熟悉整个射频产品开发的项目流程，可以独立设计调试整个射频电路，具有较强的分析、学习、创新能力和较强的团队合作和敬业精神。

2 射频工程人才能力培养模式

2.1 理论课程最优化

(1)我们以企业需求为导向、以培养工程化人才为目标，优化安排“电磁场理论”、“微波技术”、“电波天线”和“射频电路设计”等课程的教学内容。这些课程内容安排上要有所侧重和取舍。例如，目前微波平面电路已成主流，因此微带电路方面的内容要有所侧重，而波导器件方面的内容要有所取舍。

(2)处理好基础理论课与专业技术课之间的关系。提高课程综合化程度，构建一个融会贯通、紧密配合和有机联系的课程体系。对专业技术课用到的理论课内容要讲深讲透，例如微带电路设计中的介质损耗角正切的特征和物理意义，需要在“”电磁场理论“”的课程中结合工程实际进行讲解，它描述的是介质损耗的一个物理量，表征了传导电流与位移电流的比例，并给出其大小对实际电路性能的影响。

(3)我们已开设了“射频微波集成电路”和“射频电磁仿真技术”等任选课。教师能够将新理论和新技术及时引入，使学生了解射频微波领域的发展趋势;学生能够将所学的设计理论用电磁软件模拟验证，变抽象为形象，以加深理解。

2.2 实验课程工程化

针对企业对射频工程人才的实际要求，采用企业、系统及工程的观点，从基于产品开发过程的角度出发设计实验内容，突出专业知识的实用性、综合性和先进性。内容安排由浅到深、由基础训练到设计训练、由单元电路研究到射频系统研究，采用软硬件结合的模式使学生系统地掌握射频电路设计方法。

进行射频微波实验室的系统化建设，分别设立与企业射频产品开发流程相一致的仿真实验室、加工实验室和测试实验室;并搭建层次渐进的三个实践教学平台:基础实验教学平台、工程基础训练平台和综合运用实践平台，如图1所示。

图1 实践教学平台及实验室建设

在工程基础训练平台上，我们提出一种低成本，能够使学生动手制作的创新设计性射频微波实验教学方案［6］。其设计过程是:①学生利用所学知识进行射频器件的设计及计算，以微带天线设计为例，学生通过理论课所学知识，进行微带天线的尺寸设计和匹配电路设计，此阶段有助于学生掌握射频电路的基本理论;②学生进入仿真实验室，利用ADS和HFSS软件，进行微带天线的计算机建模及电磁仿真。此阶段有助于学生掌握射频EDA电磁仿真软件;③学生来到加工实验室，利用准备好的射频实验箱(如图2所示)，自己动手制作微带天线的电路结构。利用手术刀和铜箔刻出天线结构，并粘贴到单面微波材料板上，此阶段有助于学生掌握射频电路的加工和版图设计;④学生到测试实验室对加工好的微带天线进行电气指标测试和调试。此阶段有助于学生掌握射频测试设备的使用方法;⑤进行工程验证，将设计好的微带天线接到RF2000射频通讯训练系统，替代系统自带的天线模块，实现验证。至此帮助学生熟悉整个射频产品的开发过程。

2.3 课内教学重过程

我们在教学中坚持系统优化，稳中求新的原则，既能保持核心教学内容的相对稳定，又能根据技术发展、企业需求反馈的信息及时调整教学内容并与之相适应。

图2 射频电路设计加工实验箱

我们按照学生在整个课程中的实际表现和能力，综合评定学习成绩。具体采用如下做法。

(1)学生能否对给定的任务按照要求进行文献检索和资料整理，成绩占5%。

(2)围绕一个具体学习目标，完成4000字左右研究总结报告，成绩占10%。

(3)在讲台上对自己的学习报告进行讲述，条理清晰，成绩占5%。

(4)实验课程中实现一种射频微波器件，并完成仿真、设计、制作和测试，成绩占20%。

(5)期末考试成绩占60%。

2.4 课外教学重实效

要想培养出真正为企业所需的人才，应该走校企合作的模式，将高校的理论教学与企业的工程实践相结合。为此，我们建立了射频工程人才校企联合培养和实践基地，将学生进入企业后的培训期和适应期提前放在大学里完成。一方面把企业里有经验的工程师请到学校，为学生开展培训课程，传授设计经验;另一方面将学生送到企业，让学生结合实际工程项目进行开发综合训练。

学校还组织学生成立各种兴趣研发小组、俱乐部等学生社团组织，每年以“学生指创新训练项目”和“学生创业实践项目”方式资助，指派教师指导完成;鼓励并积极组织开展校内各种射频微波器件设计竞赛，支持学生参加国内外举办的各种射频微波方面的设计大赛，培养学生的创新精神和迎接挑战的能力。这些活动都为学生们提供了机会去接触射频高新科技和产品，也为他们提供了学习机会和展示的平台，这很有效地补充了传统教学模式的不足。

3 结语

本文分析了射频工程人才必备素质，提出了一种面向企业需求、与企业射频产品开发流程相一致的工程化人才培养模式。通过将理论设计、电磁仿真、动手制作、参数测试和工程实验融合在一个实验中，真正使学生初步了解到如何做一名射频微波工程师。另外，通过对课程体系的优化配置，以及课内教学重过程、课外教学重实效的分析，进一步给出了培养方案和具体建议。

实践证明:通过工程化教学，学生普遍认为自己的理论应用能力有很大提高，所学的内容在企业实习及实际工作中能够真正找到用武之地，在就业等方面具备更强的竞争力。

［1］谢泽明.“射频电路与天线”课程研究性教学［J］.南京:电气电子教学学报，2009，31(5):24-25

［2］王云，褚庆昕，涂治红.射频电路与天线立体化实验教材建设［J］.北京:中国现代教育装备，2011，11:124-126

［3］李九生.“微波与射频技术”课程新式教学理念应用［J］.济南:科技信息，2010，6:9

［4］张兰，李晓蓉，江爱萍.射频电路实践教学的探索［J］.北京:实验技术与管理，2011，28(1):150-152

［5］袁海军等.微波天线应用型人才培养模式探索［J］.北京:科技创新导报，2009，11:227

［6］房少军，王钟葆，傅世强.微波无源网络的创新设计性实验探索［J］.南京:电气电子教学学报，2011，33(6):81-83