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摘 要：随着现代雷达系统与信号处理的不断发展，高校中雷达信号理论课程需要与时俱进，从课程设置和教学方法两个层面进行改革。结合我校的专业设置和学生特点以及几年来的教学经验，本文探讨了雷达信号理论课程的设置依据和相关教学方法的改进。
关键词：雷达信号理论 课程设置 教学方法
中图分类号：TN958 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（b）-0190-02
雷达系统与信号处理方向是一级学科信息与通信工程、二级学科通信与信息系统等专业的重要研究方向。近年来，我国军工电子产业飞速发展，使得相关的研究所、企业等单位对雷达专业人才的需求越来越大[1]。为了适应这一需求，国内与军工电子相关的一些高校，如北京理工大学、西安电子科技大学等，均设置了相关专业及课程。南京航空航天大学的雷达专业始于20世纪50年代，历经了多次院系合并和专业调整，目前仍有机载雷达相关领域，设置了“探测与成像”二级自主博士点。
目前我校开设的雷达相关课程包括雷达原理、雷达信号理论、现代雷达系统、电子对抗和雷达信号处理等。其中雷达信号理论的发展始于二次世界大战期间及战后初期。早期的雷达在实现了雷达信号最优处理的前提下，典型的脉冲信号在同时提高发现能力、距离和速度测量精度以及分辨力方面遇到了不可克服的矛盾，为了解决这个问题，也为了反雷达侦察的要求，各国先后开展了应用“复杂波形”代替传统脉冲信号的研究。最早获得实际应用的是线性调频脉冲压缩信号，以后相继出现了非线性调频、相位编码和相参脉冲串等大时宽—带宽信号。由于雷达信号的形式不仅决定了雷达的体制与信号处理方法，而且直接影响雷达系统的分辨率、测量精度以及杂波抑制能力等潜在性能，因此，雷达信号理论就成了雷达系统的重要内容，逐渐形成现代雷达理论的重要分支。
20世纪80年代北京工业学院（现北京理工大学）的林茂庸和柯有安教授编著的“雷达信号理论”成为本领域的经典教材，并在一些高校沿用至今。但隨着新理论和新技术的不断发展，目前的雷达信号理论课程在设置和教学方面需要不断前进，主要表现在：（1）新体制雷达、新信号形式的不断涌现，如多输入多输出雷达；（2）高性能计算机的普及使计算机绘制雷达信号的模糊函数成为可能，分析雷达信号性能更为直观方便；（3）数字器件的不断发展，使得雷达信号的产生和处理手段发生了巨大变化。
此外，雷达信号的经典理论涉及面很广，内容丰富，专业性强，概念较多，学生即使有学过雷达原理等基础课程，在理解和领会教材方面能有一定困难。因此，重新对雷达信号理论的课程进行定位，改进教学方法，探索适时的教学途径，是需要不断探索的课题。
1 课程定位
本课程的教学主体是各类研究生，包括学术型和专业型硕士研究生以及博士研究生。由于本专业的研究生生源超过60%来源于211高校，选课学生大多来自相关领域的导师，学生基础较好，因此可适当地提高授课内容深度和广度。
课程以经典雷达信号理论和物理概念为基石，以新体制雷达、新波形技术为前沿牵引，以高性能计算机计算和分析为实践手段；在引导学生充分学好基本概念、基本理论的基础上，充分结合前沿理论进行学生思维拓展和训练，以模糊函数的绘制、雷达信号性能分析为实践选题，开展一些实践探索。
2 课程设置
教学要求：从课程定位分析来看，教学要求应当定位在“双基”上。基本理论、基本概念的掌握是创新教育和实践能力培养的提前和基础。雷达信号理论的课程应划分为三个部分，包括经典理论、发展前沿和计算机平台实践。经典理论部分包含雷达信号最优检测、最优估计、分辨理论以及线性调频、相位编码等信号形式的性能分析等内容；发展前沿着重介绍新体制雷达技术中的信号形式和性能分析，如多输入多输出雷达、认知雷达以及射频隐身技术等；计算机平台实践主要通过对雷达信号的模糊函数、距离、速度自相关函数等的仿真，加深学生理解和认识。
课程体系：雷达专业的相关课程相互衔接，相互辅助。雷达信号理论课程需要学生具有雷达原理、信号、系统与信号处理等基础知识，同时这门课又为现代雷达系统等课程打下基础。
课程特点：雷达信号理论课程具有与其它雷达专业课程的不同特点。（1）雷达信号理论课程有较多数学公式的推导，并且强调对公式物理含义的理解，这对教学过程提出较高的要求，需要教师既有良好的数学功底，又有一定的物理概念；（2）发展前沿部分是雷达信号理论的拓展部分，强调雷达信号形式的发展与雷达理论前沿发展的关系，适合采用讨论课的形式开展研讨型教学，但对教师的知识面要求较宽；（3）课程部分采用随堂计算机仿真的形式，让学生能够边学习边实践，通过理论和实践加深对概念的理解和应用。
3 教学方法探讨
为了提高本课程的教学效果，达到教学目的，有必要根据本课程的特点，总结提出适合本课程的教学方法。
3.1 培养学生在系统层面对本课程的理解
由于雷达信号形式不但决定了系统的信号处理方法，而且决定了雷达体制，如脉冲多普勒雷达多采用中、高重复频率的脉冲信号。此外雷达信号的参数，如脉冲宽度、重复频率决定了探测距离和速度范围，雷达信号的性能，如主旁瓣比、主瓣宽度等又决定了雷达的分辨能力和弱小目标探测能力。因此，在系统层面使学生理解和运用雷达信号理论成为必要，使学生意识到雷达信号的设计，不但仅仅是从参数上去设计，而是应该从雷达体制开始就应当考虑。
3.2 采取“学—教—问”+研讨的相结合教学模式
研究生教学不是中学的“填鸭式”教育，要“授人以鱼，更要授人以渔”，让学生学到知识是一方面，更重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力，提高其获取知识、运用知识的自觉性。在课程教学中，充分发挥学生的主体地位，让学生积极思维，参与课堂教学[2]。
雷达信号理论较为复杂，在学生没有通过自学储备一定知识背景的条件下仅靠教师一味地讲解，学生很难跟上教学节奏。有鉴于此，在本课程的基础理论教学过程中，我们采取了“学—教—问”的教学模式，即预先让学生自学，使其对要讲解的课堂内容有一个大概的了解，熟悉课堂内容的框架的基本概念，然后通过教师的课堂讲授，一方面巩固学生自学时已掌握的内容，另一方面对学生无法通过自学掌握的内容进行解答，最后留出时间与学生交流，有针对性地解决教师的教与学生的学过程中遗留的问题。实践证明，这种教学模式能够充分调动学生学习的积极性。 在本课程的前沿理论教学过程中，我们则采取研讨课的形式。预先设计几个前沿课题题目，让学生自己查文献，阅读有关资料，然后准备PPT，在课堂上讲述自己对前沿问题的学习内容和理解，教师则通过点评或提问的方式，对学生讲述过程中的错误和需要解释的地方进行说明。通过这种形式，可以有效提高研究生的自学能力，并在与教师课堂交流过程中自主思考有关问题。实践也证明，这种教学模式能够锻炼学生的自主学习能力，有利于今后的科研工作[3]。
3.3 将抽象理论简单化、形象化
雷达信号理论数学推导繁琐，教学过程中如果过多地注重数学原理的推导，容易导致學生产生厌学情绪，降低他们学习的积极性，因此，在教学过程中应该尽量避免过多的复杂数学推导，而是要想法设法从学生原有的知识体系中或大家熟悉的日常生活中引出问题，引导学生思考要解决问题的实质是什么。
就雷达信号理论课程教学而言，其中一个关键的问题就是要向学生诠释模糊函数的意义，我们可以从白光通过分光镜实现七种颜色光波分离这一大大家熟知的简单原理来类比，这样学生不但易于接受新知识，而且也乐于去接受新知识。
3.4 将理论和实践相结合
研究生教学不同于本科生教学，不仅要求学生掌握理论知识，还要求他们会应用理论知识去解决科研中的实际问题。因此在课程教学中，要结合课程内容设置一些计算机仿真实验锻炼其实践能力，做到理论和实践相结合，一方面利用理论知识去指导实践，另一方面通过在实践中发现并解决问题，加深对理论知识的认识。具体到本课程，我们可以在讲解雷达模糊函数的过程中，让学生进行计算机仿真来模拟产生雷达信号，画出雷达信号的模糊函数。
3.5 将科研工作内容渗透到教学过程中
在高等学校中，教学和科研是一个不可分割的整体，教学与科研既不相互矛盾，也不能相互代替。研究生是高校科研工作中的重要力量，其课程学习将直接服务于科研活动。就雷达信号理论而言，虽然已有优秀的教材可供参考，但在教学过程中仍要避免照本宣科。如果能够将科研工作中一些实际的例子，如实际的雷达系统，用来充实教学内容，将会使教学活动更为生动，更有活力。
参考文献
[1] 朱信荣.电子技术应用课程设置与教学方法初探[J].中国科教创新导刊，2009（11）：60.
[2] 李忠国.研究生课程教学的探讨[J].中国科教创新导刊，2009（2）：58.
[3] 胡凯.研究生教学中研究点式教学方法的探索[J].计算机教育，2009（19）：29-31.
关键词：雷达信号理论 课程设置 教学方法
中图分类号：TN958 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（b）-0190-02
雷达系统与信号处理方向是一级学科信息与通信工程、二级学科通信与信息系统等专业的重要研究方向。近年来，我国军工电子产业飞速发展，使得相关的研究所、企业等单位对雷达专业人才的需求越来越大[1]。为了适应这一需求，国内与军工电子相关的一些高校，如北京理工大学、西安电子科技大学等，均设置了相关专业及课程。南京航空航天大学的雷达专业始于20世纪50年代，历经了多次院系合并和专业调整，目前仍有机载雷达相关领域，设置了“探测与成像”二级自主博士点。
目前我校开设的雷达相关课程包括雷达原理、雷达信号理论、现代雷达系统、电子对抗和雷达信号处理等。其中雷达信号理论的发展始于二次世界大战期间及战后初期。早期的雷达在实现了雷达信号最优处理的前提下，典型的脉冲信号在同时提高发现能力、距离和速度测量精度以及分辨力方面遇到了不可克服的矛盾，为了解决这个问题，也为了反雷达侦察的要求，各国先后开展了应用“复杂波形”代替传统脉冲信号的研究。最早获得实际应用的是线性调频脉冲压缩信号，以后相继出现了非线性调频、相位编码和相参脉冲串等大时宽—带宽信号。由于雷达信号的形式不仅决定了雷达的体制与信号处理方法，而且直接影响雷达系统的分辨率、测量精度以及杂波抑制能力等潜在性能，因此，雷达信号理论就成了雷达系统的重要内容，逐渐形成现代雷达理论的重要分支。
20世纪80年代北京工业学院（现北京理工大学）的林茂庸和柯有安教授编著的“雷达信号理论”成为本领域的经典教材，并在一些高校沿用至今。但隨着新理论和新技术的不断发展，目前的雷达信号理论课程在设置和教学方面需要不断前进，主要表现在：（1）新体制雷达、新信号形式的不断涌现，如多输入多输出雷达；（2）高性能计算机的普及使计算机绘制雷达信号的模糊函数成为可能，分析雷达信号性能更为直观方便；（3）数字器件的不断发展，使得雷达信号的产生和处理手段发生了巨大变化。
此外，雷达信号的经典理论涉及面很广，内容丰富，专业性强，概念较多，学生即使有学过雷达原理等基础课程，在理解和领会教材方面能有一定困难。因此，重新对雷达信号理论的课程进行定位，改进教学方法，探索适时的教学途径，是需要不断探索的课题。
1 课程定位
本课程的教学主体是各类研究生，包括学术型和专业型硕士研究生以及博士研究生。由于本专业的研究生生源超过60%来源于211高校，选课学生大多来自相关领域的导师，学生基础较好，因此可适当地提高授课内容深度和广度。
课程以经典雷达信号理论和物理概念为基石，以新体制雷达、新波形技术为前沿牵引，以高性能计算机计算和分析为实践手段；在引导学生充分学好基本概念、基本理论的基础上，充分结合前沿理论进行学生思维拓展和训练，以模糊函数的绘制、雷达信号性能分析为实践选题，开展一些实践探索。
2 课程设置
教学要求：从课程定位分析来看，教学要求应当定位在“双基”上。基本理论、基本概念的掌握是创新教育和实践能力培养的提前和基础。雷达信号理论的课程应划分为三个部分，包括经典理论、发展前沿和计算机平台实践。经典理论部分包含雷达信号最优检测、最优估计、分辨理论以及线性调频、相位编码等信号形式的性能分析等内容；发展前沿着重介绍新体制雷达技术中的信号形式和性能分析，如多输入多输出雷达、认知雷达以及射频隐身技术等；计算机平台实践主要通过对雷达信号的模糊函数、距离、速度自相关函数等的仿真，加深学生理解和认识。
课程体系：雷达专业的相关课程相互衔接，相互辅助。雷达信号理论课程需要学生具有雷达原理、信号、系统与信号处理等基础知识，同时这门课又为现代雷达系统等课程打下基础。
课程特点：雷达信号理论课程具有与其它雷达专业课程的不同特点。（1）雷达信号理论课程有较多数学公式的推导，并且强调对公式物理含义的理解，这对教学过程提出较高的要求，需要教师既有良好的数学功底，又有一定的物理概念；（2）发展前沿部分是雷达信号理论的拓展部分，强调雷达信号形式的发展与雷达理论前沿发展的关系，适合采用讨论课的形式开展研讨型教学，但对教师的知识面要求较宽；（3）课程部分采用随堂计算机仿真的形式，让学生能够边学习边实践，通过理论和实践加深对概念的理解和应用。
3 教学方法探讨
为了提高本课程的教学效果，达到教学目的，有必要根据本课程的特点，总结提出适合本课程的教学方法。
3.1 培养学生在系统层面对本课程的理解
由于雷达信号形式不但决定了系统的信号处理方法，而且决定了雷达体制，如脉冲多普勒雷达多采用中、高重复频率的脉冲信号。此外雷达信号的参数，如脉冲宽度、重复频率决定了探测距离和速度范围，雷达信号的性能，如主旁瓣比、主瓣宽度等又决定了雷达的分辨能力和弱小目标探测能力。因此，在系统层面使学生理解和运用雷达信号理论成为必要，使学生意识到雷达信号的设计，不但仅仅是从参数上去设计，而是应该从雷达体制开始就应当考虑。
3.2 采取“学—教—问”+研讨的相结合教学模式
研究生教学不是中学的“填鸭式”教育，要“授人以鱼，更要授人以渔”，让学生学到知识是一方面，更重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力，提高其获取知识、运用知识的自觉性。在课程教学中，充分发挥学生的主体地位，让学生积极思维，参与课堂教学[2]。
雷达信号理论较为复杂，在学生没有通过自学储备一定知识背景的条件下仅靠教师一味地讲解，学生很难跟上教学节奏。有鉴于此，在本课程的基础理论教学过程中，我们采取了“学—教—问”的教学模式，即预先让学生自学，使其对要讲解的课堂内容有一个大概的了解，熟悉课堂内容的框架的基本概念，然后通过教师的课堂讲授，一方面巩固学生自学时已掌握的内容，另一方面对学生无法通过自学掌握的内容进行解答，最后留出时间与学生交流，有针对性地解决教师的教与学生的学过程中遗留的问题。实践证明，这种教学模式能够充分调动学生学习的积极性。 在本课程的前沿理论教学过程中，我们则采取研讨课的形式。预先设计几个前沿课题题目，让学生自己查文献，阅读有关资料，然后准备PPT，在课堂上讲述自己对前沿问题的学习内容和理解，教师则通过点评或提问的方式，对学生讲述过程中的错误和需要解释的地方进行说明。通过这种形式，可以有效提高研究生的自学能力，并在与教师课堂交流过程中自主思考有关问题。实践也证明，这种教学模式能够锻炼学生的自主学习能力，有利于今后的科研工作[3]。
3.3 将抽象理论简单化、形象化
雷达信号理论数学推导繁琐，教学过程中如果过多地注重数学原理的推导，容易导致學生产生厌学情绪，降低他们学习的积极性，因此，在教学过程中应该尽量避免过多的复杂数学推导，而是要想法设法从学生原有的知识体系中或大家熟悉的日常生活中引出问题，引导学生思考要解决问题的实质是什么。
就雷达信号理论课程教学而言，其中一个关键的问题就是要向学生诠释模糊函数的意义，我们可以从白光通过分光镜实现七种颜色光波分离这一大大家熟知的简单原理来类比，这样学生不但易于接受新知识，而且也乐于去接受新知识。
3.4 将理论和实践相结合
研究生教学不同于本科生教学，不仅要求学生掌握理论知识，还要求他们会应用理论知识去解决科研中的实际问题。因此在课程教学中，要结合课程内容设置一些计算机仿真实验锻炼其实践能力，做到理论和实践相结合，一方面利用理论知识去指导实践，另一方面通过在实践中发现并解决问题，加深对理论知识的认识。具体到本课程，我们可以在讲解雷达模糊函数的过程中，让学生进行计算机仿真来模拟产生雷达信号，画出雷达信号的模糊函数。
3.5 将科研工作内容渗透到教学过程中
在高等学校中，教学和科研是一个不可分割的整体，教学与科研既不相互矛盾，也不能相互代替。研究生是高校科研工作中的重要力量，其课程学习将直接服务于科研活动。就雷达信号理论而言，虽然已有优秀的教材可供参考，但在教学过程中仍要避免照本宣科。如果能够将科研工作中一些实际的例子，如实际的雷达系统，用来充实教学内容，将会使教学活动更为生动，更有活力。
参考文献
[1] 朱信荣.电子技术应用课程设置与教学方法初探[J].中国科教创新导刊，2009（11）：60.
[2] 李忠国.研究生课程教学的探讨[J].中国科教创新导刊，2009（2）：58.
[3] 胡凯.研究生教学中研究点式教学方法的探索[J].计算机教育，2009（19）：29-31.