微波技术论文范文

微波技术论文篇1

关键词：微波技术

病理内窥镜标本一般包括胃镜、肠镜标本，喉镜、气管镜标本及膀胱镜标本。这类活检组织标本较小，使用常规石蜡制片技术，需要3～4天完成制片，在病人急需手术或治疗时，常因等待病理报告时间过长而耽误临床诊治工作。为此，我们将微波技术应用于内窥镜标本的制片中，只需1～2小时就完成制片，极大提高了工作效率，且制片质量近似于常规石蜡制片技术，完全符合病理诊断的要求。

1材料与方法

1.1材料选取内窥镜活检标本100例，其中胃镜标本40例，肠镜标本40例，喉镜标本20例。要求组织块小米粒大小，便于固定脱水。

1.2仪器设备三星STG88型微波炉一台。输出功率800W，分六级调节（800W、600W、450W、300W、180W、100W）。

1.3所用药液①固定液：95%乙醇，无水乙醇。②透明液：按质量比3:1配制的硬脂酸-石蜡液态混合物。③Harris苏木精染液。

1.4微波制片①将组织放入盛有5ml95%乙醇的青霉素小瓶内，用两层纱布及布绳将瓶口封好，用450W功率微波辐射30秒，至乙醇沸腾。②取出小瓶，将剩余液体倒掉，换成5ml无水乙醇，用450W功率微波辐射30秒。③倒去无水乙醇剩余液体，用硬脂酸-石蜡液态混合物透明，用450W功率微波辐射4～5分钟。④用熔点为56～58℃的液态纯石蜡浸蜡，450W微波辐射5分钟。⑤组织包埋、切片：包埋时尽量用最小的模具，把所有组织包在一个平面上，切片时待多个组织充分暴露时再切，争取选择多个切面，切片厚4～5μm。⑥用微波烤片：450W微波辐射3分钟。

1.5微波HE染色①切片常规方法脱蜡、脱苯、水洗，经微波烤片后，脱蜡时间减少至5分钟，脱苯时间也相应减少，水洗时间正常。②吸Harris苏木精染液3～4滴滴于切片上，完全覆盖组织，用600W微波辐射30秒，水洗。③1%盐酸酒精分化1～3秒，碳酸锂饱和溶液蓝化至切片泛蓝后水洗1分钟。④伊红染色，梯度酒精脱色，中性树胶封片，镜下观察。

2讨论

微波，通常称为“超高频电磁波”，是一种具有能量的电磁波，它具有波长短、频率高的特点，可使物体内部的极性分子以每秒24亿次的速度运动，而在该运动中产生的瞬间热，却能使组织的抗原性保持不变。将微波辐射技术应用于病理内窥镜标本的快速制片中，其基本原理是组织与固定液、切片与染色液，在高频电磁场中，各种分子剧烈振动、相互摩擦、碰撞，极大地加速了固定、脱水和染色的速度，而组织结构及细胞形态保持完整。其用于透明的硬脂酸-石蜡混合液是一种比较温和的透明剂，能有效缓解因快速加温而造成的标本变硬皱缩的副作用。

在制片过程中使用微波，试剂与组织块中的液体交换加快，而染色液更快的进入了组织细胞间隙内，从而缩短了制片时间。光镜下观察，组织层次结构清楚，细胞形态完整，组织细胞染色艳丽醒目，红蓝适度，透明洁净，胞浆胞核对比清晰，完全符合阅片的需要。

微波技术论文篇2

关键词：电磁场与微波技术；精品课程；教学实践

作者简介：裘国华（1974-），男，浙江绍兴人，中国计量学院信息工程学院，讲师；李九生（1976-），男，广西桂林人，中国计量学院信息工程学院，教授。（浙江杭州310018）

基金项目：本文系浙江省高等学校精品课程建设项目、中国计量学院校立高教课题资助（编号：HEX200727、HEX200872）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）08-0051-02

“电磁场理论与微波技术”是电子信息工程、通信工程和电子科学与技术类专业的一门重要专业必修课。也是一门学生公认较难学难教的课程，该课程既与前期的高等数学、大学物理学等课程的知识紧密联系，又对目前移动通信、电磁兼容和生物电磁学等前沿学科的学习与认知起着重要作用。[1-2]随着信息技术的快速发展，为满足社会对从事于微波工程、电磁测量技术和无线电技术等领域人才的需求，中国计量学院（以下简称“我校”）始终如一支持该课程的建设，我们对“电磁场理论与微波技术”进行课程改革和教学实践，有效地提高课程的教学质量，改进了教学效果，[3]2009年被评为学校精品课程，在2010年被增选为浙江省精品课程。本文对课程的改革和实践作初步总结。

一、课程建设和教学实践历程简述

我校“电磁场理论与微波技术”课程建设与教学改革实践经历多年，从原先“电磁场理论”和“微波技术与天线”分开授课，然后合并成“电磁场理论、微波技术与天线”课程，发展到目前为“电磁场理论与微波技术”，期间主要经历了三个时期：

2004年以前，课程建设初期。“电磁场理论”和“微波技术与天线”单独设课，两个课程安排在不同学期，理论与实践相隔一个学期，总体教学效果不明显。

2005至2006年，课程建设的起步期。学校根据高校微波专业的电磁场培养目标，决定将原来的“电磁场理论”和“微波技术与天线”合并为“电磁场理论、微波技术与天线”课程，电信、通信和电科三个专业同时开设该课程，并进行教学方法、教学手段的改进，以及教材建设和师资队伍建设。编写了《电磁场理论与微波技术》实验指导书；在校内实行微波实验室“全日制”开放，积极开辟学生第二课堂；制作《电磁场理论与微波技术》课件，改革教学方法与手段，结束了“黑板+粉笔”的单一教学模式，聘请外校知名教授来校讲课和培训新教师，取得了一定的教学效果。

2007年至今，课程的建设改革期。2007年申请了校级教改课题，开展“电磁场理论与微波技术”课程实践和教学探索，并以建设学校重点课程为契机，全面修改课程内容体系。从内容的广度、深度都有了质的改变，强化了电磁场理论的基本原理、基本知识，以及仿真、设计、制作方法和步骤等内容，进行精品课程建设，全面提高教学质量。

二、课程建设和教学实践的主要内容

1.完善教学大纲，调整教学内容

教学大纲是指导课程教学、评价教学质量的主要依据。根据培养计划和课程设置等情况，最近五年对教学大纲进行了三次较大的修改和完善，使学生掌握电磁场和微波的基本结构，建立相关概念间的联系，对本课程理论知识有比较完整的理解，为后续课程的学习打下基础。比如在电磁场理论方面，重点要求重点掌握静电场的梯度和散度、静电场的基本性质、恒定磁场的磁通连续性、磁介质的磁化及矢量磁位和矢量泊松方程、标量磁位和拉普拉斯方程、麦克斯韦方程组的内容及其物理内涵和时变电磁场中的分界面的边界条件等内容；在微波技术方面，掌握传输常数、特性阻抗、反射系数、驻波比等微波传输线的基本概念及其物理意义。掌握不同负载时的传输线的工作状态和传输线的阻抗圆图及其应用，掌握导波系统中的波型、传播常数、相位常数、截止波长、相速、群速等的概念，掌握微波网络分析中常用的参量和双口网络的工作特性参量，对矩形波导的波型及传输特性、TE10及波导壁的电流分布也予以重点要求，掌握各种基本微波元件的结构、原理和使用，使学生能对微波器件等最新技术有更加深入的认识，为学生在将来选修天线等知识时打下良好的基础，对于课程其余知识则要求了解。虽然本课程总学时数有所下降，但是教学大纲仍能在知识更新和课程体系结构等方面保证其合理性。

2.精选教材，突出“化繁为简”理念

根据教学大纲选择合适的教材是教学质量的基本保证。近些年来，我们先采用高等教育出版社1999年出版，谢处方、饶克勤编的《电磁场与电磁波》和西安电子科技大学出版社2001年出版，刘学观、郭辉萍编的21世纪高等学校电子信息类系列教材《微波技术与天线》，由于课本内容太多，公式推导繁琐，影响部分学生学习积极性。然后就改选用西安电子科技大学出版社2002年出版，盛振华编著的《电磁场微波技术与天线》，在与学生的互动过程中，学生反映对矢量分析这部分内容比较困惑，希望能在课本中列出这部分知识。于是又选用机械工业出版社2007年出版，傅文斌主编的《微波技术与天线》为教材，[4-6]该教材属于普通高等教育“十一五”部级规划教材。

由于进行精品课程建设，对教材也提出更高的要求。吸取以往选择教材的经验，现在使用北京邮电大学出版社2010年出版，李媛、李久生编写的《电磁场与微波技术》，与以前教材相比，该教材根据面向21世纪电类技术基础课程教学改革的要求，并考虑到电子类专业的特点，注重对电磁场与微波技术的基本概念、基本规律、基本分析方法的介绍，着重对广大普通学生分析问题、解决问题能力的培养。本书内容由浅入深、重点突出，基本理论推导去繁就简，着眼于应用，方便学生理解，使学生更易于接受课程知识。[7]

3.促进教学科研互动，培养创新能力

教学与科研的相互结合，可促进教学质量提高。任课教师在授课过程中，把自己相关的科学研究项目和研究结果介绍给学生，例如在讲授微波滤波器知识时，介绍如何用微带设计新型微波器件，并用Ansoft HFSS和MathCAD等仿真软件进行设计和分析，画出设计电路原理图，然后再播放相关滤波器件的实际电路图，这样一方面使学生对利用微带设计微波器件等复杂过程和抽象概念有简洁的理解，加深对理论知识的认识，另一方面提高学生对本课程的学习兴趣，为学生今后做相关微波研究和创新设计打下基础，例如利用MATLAB软件进行练习和处理，学生还可以自己动手实践，起到良好的效果。目前太赫兹波的研究利用是近些年比较热门的课题，在车站、奥运会和出入境等安检以及食品质量检测方面具有越来越多的应用前景，鼓励有潜力的学生利用学校太赫兹波实验室进行研究和创新设计，允许学生与老师一道，积极参与发表科研论文和撰写专利，有些学生在攻读硕士研究生时，继续选择与本课程相关的课题作为研究方向，学生的创新能力得到培养。

4.改进实验教学，提高实验效果

根据教学大纲，改革实验内容，重新编写实验指导书，增加综合性和设计性实验。在实验中，教师首先讲解实验要点和注意事项，然后以学生操作为主，教师指导为辅进行实验，对实验结果进行当场验收并进行相关理论知识的提问，以此作为评定学生实验平时成绩的主要依据，有助于学生的实验预习和增强学生的动手积极性，鼓励学生多角度分析实验现象，检验实验数据的可靠性，规范学生实验报告，提高实验效果。实验室还提供高要求的选做实验和开放性实验，利用学院建立的RF-2000系列射频实验基地，鼓励学生自行创新设计，切实体验和探索电磁场和微波技术在工程中的应用，使学生感受理论知识与实际工程的联系，增进对基本概念的认识。

5.重视教学电子资源建设，拓宽课程信息来源

课程组利用学校教学网络设施，建设本课程的教学网站，列出该课程的教学团队情况、教学大纲、教学日历、电子教案、授课录像、实验指导书、实验大纲、思考题、习题及解答和多媒体课件等信息，鼓励学生经常点击浏览。作为随堂答疑的补充，还安排教师负责解答学生提出的疑难问题，解决学生在学习中遇到的困惑，增强学生对学习本课程的自信心，也为学生提供了一个崭新的自学环境，拓宽了本课程信息来源。

6.改革考试方式，促进考核公平公正

本课程的考试方式曾经采用开卷考试，相当一部分学生就以为只要考试时带上书本就能考好，在平时也不认真做作业和复习，实际情况是考得不是很理想。课题组教师决定改变考试方式，采用闭卷考的方式，建立20多套试题库，由于本课程的公式较多，有的公式又较繁琐，就在每套试题后面附上公式，而且公式不按照章节的先后顺序排列，比如有关相速度的公式可能就有；；；；；等公式，需要学生真正了解试题所指物理概念才能找到正确公式。期末考试时由学校教务处随机抽取试题进行考试，任课教师也不清楚具体会考什么题目，使学生打消了以前认为的平时可以不来上课，只要划重点的那节课来了就能考好的投机心理，从而重视平时按时上课，既提高了课堂出勤率，又促使学生自觉加强考前复习，改善了学习效果，促进学生考核更加公平和公正。

7.建设精品课程，提升教学水平

精品课程建设对教学质量的提高起到积极作用，已成为课程建设的重要标志。本课程积极参与精品课程建设，整合课程资源，优化教学内容体系，全面提升课题组的教学水平，在2009年经学校评审成为校级精品课程，2010年被增选为浙江省精品课程，表明该课程建设取得了良好成果，课程的教学水平也得到进一步的提升和认可。

三、结束语

课题组教师经过多年的不懈努力，“电磁场理论与微波技术”课程建设和教学实践取得了初步成效，学生对本课程的学习积极性更加主动，教学效果得到明显改善，在校内外获得了积极评价。当然，还有许多工作需要进一步完善，我们一定会在今后的教学中继续改进。

参考文献：

[1]周雪芳,钱胜,李齐良.“电磁场与电磁波”精品课程建设的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(4):68-69.

[2]李丹美,仇润鹤,叶建芳.“电磁场与电磁波”课程教学改革探索[J].实验室研究与探索,2005,(S1):157-159.

[3]姜宇.在“电磁场与电磁波”课程中建立创新理念[J].电气电子教学学报,2009,31(1):95-96.

[4]谢处方,饶克勤.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,1999.

[5]盛振华.电磁场微波技术与天线[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

[6]傅文斌.微波技术与天线[M].北京:机械工业出版社,2007.

微波技术论文篇3

关键词：微波技术；实验；ADS

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）26-0074-02

为了培养学生的实践能力，提高学生的就业能力，使学生的综合素质和人才市场需要相接轨，普通高校都重视学生实践能力的培养，[1，2]并增加相应实验实践类课程的设置。微波技术是通信工程专业必不可少的专业基础课，也是一门重要的专业基础课。[3]近些年，随着科学的发展，微波技术得到了广泛的应用，尤其是在通信行业，如微波卫星通信、微波散射通信、模拟微波通信和数字微波通信等。[4]微波技术广泛的应用也带动了就业市场的需求。由于微波技术领域的特殊性，目前社会上招聘微波工程师和射频工程师的岗位都要求应聘者具有丰富的实践经验，能够熟练使用微波设计与仿真软件进行仿真优化设计，能够熟练使用常规的射频及微波仪器设备等。[5]为了培养微波技术领域的高素质应用型人才和卓越工程师，需要在实践和创新方面加强对学生的培养。

实践教学是微波技术课程的重要组成部分。利用ADS软件构建涵盖传输线理论，Smith圆图和微波网络等内容的仿真实验可以使学生较好地掌握微波技术的基本原理，加深学生对微波器件基本参数的认识和掌握。在微波技术基本实验的基础上可以引导学生进行扩展实验，进一步研究，这样有利于培养学生的实践能力、设计能力和创新能力。

一、传输线理论仿真实验

传输线理论是微波技术的基础。传输线理论即分布参数电路理论是学生接触微波技术的切入点，也是入门点。因此，全面理解掌握传输线理论也是学习后续课程内容的关键。传输线理论重点是要学生把传输线的等效电路理解好，并能正确分析信号在其上面的工作状态。在学生已经有了输入阻抗、反射系数、驻波比的一般概念后，我们给出了广义无耗传输线上的仿真实验。广义无耗传输线更符合实际应用情况，即最普遍的情况是电路的两端均不匹配，因此实验更具有一般性和实际应用的价值。根据广义无耗传输线理论，在传输线两端均匹配，仅源端匹配和仅负载端匹配三种情况下负载端的电压分别为：[6]

其中，Vs为信号源激励电压，Zs为信号源内阻，Z0为特性阻抗，为负载处反射系数。

利用ADS软件可以仿真广义无耗传输线上的电压波形。ADS仿真模型如图1（a）所示，激励源信号的频率为1GHz，电压幅度为1V，激励源内阻为R1，负载阻抗为R2，传输线的特性阻抗为50Ω，当源端匹配而负载阻抗为100Ω时，传输线输入端电压V1和负载处电压V2的仿真结果如图1（b）所示，从图中可以看出V2叠加了反射的电压，与式相吻合，可以继续改变激励源内阻和负载阻抗，得到其他两种情况下传输线输入端电压和负载上电压的对比，从中可以直观地验证广义无耗传输线理论。在此基础上，可以进一步指导学生仿真传输线两端均不匹配情况下的电压波形，使之理解波在传输线上的来回反射。并给学生提出为什么会出现来回反射这一问题，引导学生独立思考，为学生自己设计微波电路做好理论的铺垫。

二、Smith圆图与阻抗匹配实验

Smith圆图是微波技术课程的重要内容，也是学生掌握阻抗匹配的工具。Smith圆图主要用于计算微波网络的阻抗、导纳及网络阻抗匹配设计等，还可用于设计微波元器件等。[7]利用ADS中的Smith圆图工具可以直观地进行阻抗匹配。图2为ADS软件中的Smith圆图工具。为了简单起见，设置传输线特性阻抗为50Ω，负载阻抗为75Ω。图2给出了负载和传输线进行匹配的结果。匹配结果可以从多个角度得到并验证，图3中右下角给出了匹配的网络原理图，即此时可在负载端并联一个电阻；图2中右上角给出了匹配后网络的S参数；在图2左面的Smith圆图中可以看到匹配的最终结果。由于利用Smith圆图进行匹配是一个动态的过程，因此在改变参数的过程中可以随时关注匹配的效果。在Smith圆图上既可以考虑源端匹配也可以考虑负载端匹配，特别是对于同一个匹配问题可以有不同的解决方案。在此基础上可以指导学生应用Smith圆图工具进行单支节匹配和双支节匹配等内容的练习，以加深学生对Smith圆图的认识和掌握，为微波电路及微波器件的设计奠定基础。

三、微波网络S参数仿真实验

散射矩阵即S参数是描述微波网络特性的一种重要矩阵形式，也是微波网络的特色之一，对散射矩阵概念的理解与应用是微波技术课程微波网络部分的一个重点和难点。[8]本部分可以通过一些仿真实例来使学生理解S参数。图3（a）给出了两条平行耦合微带线（四端口网络）的S参数仿真模型。当两条微带线距离很近时，由于电磁场的相互作用会产生耦合，应用平行耦合微带传输线可以构建多种类型的微波滤波器，因此本节实验来仿真两条平行耦合微带线的S参数。构建PCB板上长为4inch，线宽为40mil，线间距为40mil的两条平行微带线，并使其各个端口均匹配。S参数仿真结果如图3（b）所示，图中给出了频率在100M～3GHz范围上的S（2，1）和S（4，1）参数，从图中可以看出微带线的传输特性和耦合特性。由于所仿真的四端口网络具有互易性和对称性，因此查看其他S参数，会发现S（2，1）与S（1，2）一致，S（3，4）与S（4，3）一致，S（3，1）与S（1，3）一致，S（4，1）与S（1，4）一致。

根据这个仿真模型和结果可以引导学生再进行实验和研究。比如，实际上S（3，1）参数为两条平行耦合微带传输线间的近端串扰，S（4，1）参数为两条平行耦合微带传输线间的远端串扰。串扰是噪声，对于高速电路的设计者来说，如何抑制串扰就是一个问题。把抑制串扰这个问题抛给学生，使之思考，就会激发他们的学习兴趣和研究潜能。

四、结论

基于ADS软件的微波技术仿真实验既可以使学生掌握微波仿真软件的使用，也可以增强学生理解相关理论的能力。特别是通过引导学生在基本实验的基础上再进行扩展实验，可以激发学生的学习兴趣和研究潜能，提高他们解决实际问题的综合能力。在北京信息科技大学通信工程专业实施“卓越工程师教育培养计划”中，物联网是三个培养方向中的一个，其中的射频电路设计和射频识别技术等课程就需要学生有较好的微波技术基础，因此微波技术实践教学的地位将更加突出，基于ADS软件的微波技术仿真实验方案将为北京信息科技大学“卓越工程师教育培养计划”的实施奠定基础。

参考文献：

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[5]全绍辉.构建“微波技术”课网上教学和实验实践学堂[J].实验技术与管理，2012，29（12）：159-163.

[6]李秀萍.微波技术基础[M].北京：电子工业出版社，2013.

[7]乔晓华.基于MATLAB语言的Smith圆图软件设计[J].中国有线电视，2003，（Z3）：62-64.

微波技术论文篇4

关键词：俄亥俄州立大学；电磁场与微波技术；课程体系

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0125-02

一、俄亥俄州立大学电磁场与微波技术专业课程体系基本情况

美国俄亥俄州立大学的电磁场与微波技术学科在美国处于领先水平，其讲授的课程大致分为两大类。

第一类侧重电磁场基础理论，相关的n程包括：1）电磁场理论I，II，III（ECE719，ECE810，ECE811）：主要讲授Maxwell方程及方程的经典解析解法等。2）电磁导波（ECE812）：主要讲授如何求解波导和平面传输线中的导行电磁波。3）高等电磁场理论（ECE815）：主要讲授电磁波的传播和散射理论，包括高频近似方法、波在各向异性介质中的传播等。4）随机媒质和粗糙表面的散射（ECE816）：主要讲授基于统计模型的媒质散射理论，包括独立散射、辐射转移理论和解析波理论等。

第二类偏向于技术与工程应用，相关课程包括：1）微波电路（ECE710）：主要讲授微波线性无源器件以及微波电路的计算机辅助设计和加工测量。2）非线性微波电路（ECE694）：主要讲授微波非线性电路设计，如低噪声放大器，功率放大器等。

与天线相关的课程包括：1）天线的辐射（ECE711）：主要讲授线天线、反射面天线、透镜天线等天线的特性以及阵列天线的性质。2）高等天线理论（ECE815）：主要讲授阵列天线的方向图综合以及天线的测量等。3）无线系统的天线与传播（ECE613）：主要讲授无线基站中的天线设计、城市与郊区的电波传播模型等

与课堂授课相配套的有两门实验课，包括：1）电磁实验（ECE517）：实验内容主要包括微波无源器件与天线的设计、实现与测量。2）微波晶体管放大器与振荡器实验（ECE723）：实验内容包括低噪声放大器、功率放大器、宽带放大器和振荡器的设计、实现与测量。

另外一些比较重要和值得关注的课程主要有：1）实践性课程，如Individual study in ECE等，这些课程一般包括项目的撰写、现代设计工具的使用、系统设计与实现以及项目研究情况报告。2）企业实习经验交流课程（ECE489），要求学生就实际的实习工作经历准备一份报告，目的是提供一个相互交流的平台，让学生之间分享工作经历和体验。

从以上课程设置可以看出，俄亥俄州立大学电磁场与微波技术专业的课程体系比较完备，从授课课程到实验实践课程均有覆盖，同时注重基础理论的学习和实践能力的培养，形成了较为科学、完备的体系。

二、我校电磁场与无线技术专业课程体系基本情况

南京邮电大学是国内为数不多的在本科阶段即开设电磁场与微波技术专业的院校之一，该专业在本科阶段称为电磁场与无线技术，下面概括介绍下课程的设置情况。

本科阶段，电磁场基础理论课程主要有电磁场理论，课程侧重于电磁场基础理论。其他课程则偏重工程技术与应用，如微波技术基础、微波网络和射频电路课程，分别讲授微波无源和有源电路的理论与设计；天线理论与设计课程则讲授常见天线如线天线、微带天线等的特性与设计；微波电路EDA课程主要讲授微波电路的计算机辅助设计方法；微波与天线测量则讲授常见微波测量仪器的结构和测量方法；电波传播理论课程主要讲授在各种环境下电磁波的传播特性；电磁兼容课程主要讲授电磁兼容的基本概念和原理以及常用的电磁兼容技术。射频电路、微波电路EDA、微波与天线测量、电磁兼容等课程均设有课内的实验课，在帮助学生消化所学知识的同时也培养他们的动手能力。此外，每学期还设有课程设计，通过课程设计可以培养学生用所学知识解决实际问题的能力以及团队合作精神。

在研究生阶段的课程主要有高等电磁场、电磁场数值方法、微波技术、射频电路理论与设计、天线CAA与CAD等。

我校电磁场与无线技术专业成立较早，所以经过多年的发展，课程体系的设置比较完备，基本涵盖了本学科的基础知识范畴，能够保证学生掌握较完善的专业基础知识，毕业后能够从事相关工程和科研工作。但还存在着一些不足之处，如课程中电磁场理论部分所占比重不足，坚实的电磁理论基础是进行科研和工程开发的必备条件，然而在本科阶段只有电磁场理论一门课程，在研究生阶段也只有高等电磁场和电磁场数值方法两门课程，其他课程基本是面向工程应用的。此外，对实践动手能力的培养也有待加强，由于实验条件的不足，造成很多学生需要合用一台仪器，每个学生平均实践时间不足。另外，由于学校的课程设置调整，专业课的课时基本都压缩至32学时，造成授课内容基本上是浅尝辄止，无法深入。

三、对我校电磁场与无线技术专业建设的几点思考

我校的电磁场与无线技术专业经过多年的发展，在课程设置和实验条件建设等方面都取得了一定的进步，但与美国知名高校如俄亥俄州立大学还存在不小的差距，甚至与国内的设置类似专业的高校如电子科技大学等高校也存在一定的差距。结合上述我校与俄亥俄州立大学各自在课程体系方面的特点，针对我们电磁场与无线技术专业的特点与不足，对其建设与发展提出几点思考：

1.增加基础理论方面的内容：由于电磁场理论涉及数学知识较多，学生在学习时普遍反映课程内容较难，因此在课程设置上电磁场理论相关的教学内容比重较少，然而电磁场理论是其他相关专业课程的基础，因此有必要加大基本电磁理论方面的比重。参考俄亥俄州立大学的课程设置，其电磁场理论课程在整个课程体系中占了很大的比值，授课内容也由浅入深，从基本的电磁场理论到复杂的电磁散射问题均有覆盖。此外，可以增开计算电磁学方面的课程，这方面课程一方面可以巩固电磁场基础理论学习，另一方面，可以锻炼学生编程能力和使用商业电磁软件的能力。

2.课程合并和增加课程学时：由于课程设置调整压缩了专业课课时，导致本专业的专业课学时明显不足，授课内容只能一再压缩，这并不利于培养学生的专业能力。所以，在不改变其他课程学时的前提下，只能将部分专业课合并，同时增加授课课时。因为有些课程在授课内容上有所重叠，完全可以将这些课程进行合并，如微波网络和微波技术课程，两门课都会涉及微波网络方面的内容，所以可以将这两门课合并，同时将课时增加到48学时。这些在授课内容上有所重叠的课程合并后，虽然课程数量减少了，但课程学时增加，课程深度可以适度增加，有利于学生的专业能力培养。

3.加强实验和实践环节。由于微波仪器价格昂贵，导致实验教学资源紧张，很多时候需要很多学生合用一台仪器，实验效果较差。为了克服这方面的不足，可以自行研发相关的实验仪器，作为教学实验用，仪器满足基本需要即可，这样减低了仪器的成本，可以让学生人手一台，保证了每个学生有充分的实践动手时间。

参考文献：

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微波技术论文篇5

关键词：微波器件；实验教学；课程设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0242-02

前言：

现代社会，微波技术已经蔓延到我们生活的各个方面。一大批商业应用，包括蜂窝电话、无线局域数据网、车载毫米波防撞雷达、通信卫星、全球定位系统（GPS）、射频识别技术、超宽频带无线通信和雷达系统等均与微波技术的发展和研究密不可分。随着微波器件的飞速发展，无线通信频段逐渐提高，技术快速更新，可以预见，将来具有丰富实践经验的微波技术人才将越来越抢手。

国内外理工院校一般都开设有电磁场、微波技术、微波电路等专业课程，但是学生在学完课程后，往往学到和记忆的只是一堆公式，理解专业知识仍旧停留于抽象层面，不能较快将理论知识应用于实践，体现在具体工作中表现为专业思维不够、实践创新能力不足。比如在2011年全国大学生电子设计竞赛中，北京航空航天大学共31支队伍参赛有21队获奖，其中选择高频类题目共有6支参赛队，仅有1组获得北京市三等奖，在未获奖的10支队伍中占据高频类题目占据50%。另外根据微波专业的特点，从业者需要具备较强的数学和电磁基础，而且很多能力必须要在实践中体会、锻炼和提高。就业市场的要求反过来对教学中的实验实践环节提出了更高要求。

一、国内外现状

国内外诸多大学针对微波专业教学实验环节展开了研究。比如美国马萨诸塞大学、佐治亚理工学院等学校上世纪80年代末期就开展了教学改革，研究主要集中在：电磁和微波类课程设置、实验改革等方面[1-2]。国内北京航空航天大学、清华大学、浙江大学、北京理工大学、哈工大等知名高校近年也开展了一系列电磁场与微波教学及实验实践方面的改革，涉及到课程体系设计、实验手段改进、采用网络虚拟教学等[3-8]。北京航空航天大学的全绍辉副教授在微波专业核心课程“微波技术”教学中设计并构建了“微波学堂”网，将课程教学、实验实践环节通过网上交流互动的形式体现出来，大大提高了学生的学习兴趣和课程教学效果[3]。但是由于微波仪器价格昂贵，组建大规模多台套的微波实验装置，对于高校来说是不现实的，所以高校实验课程往往一般是采用软件仿真，或者是频段集中在低频，而且大多是针对无源电路，缺少微波有源电路的实验课程。本文作者长期担任微波电路、电子实验任课教师，承担多项微波测量系统研制任务，结合作者多年工程经验和教学经历，力争设计符合当今社会研究热点的微波电路实验课程。

二、设计原则

1.设置合理的实验内容，提高学生的学习兴趣和思维能力。微波器件课程涉及的经典器件理论知识都是上个世纪诞生的，几十年来基本没有大的改变，而且涉及到物理、材料、数学等领域，学习起来比较枯燥，容易丧失兴趣。在课程设计中应该有意识地引入一些背景知识的介绍，通过介绍社会热点问题可以提高学生的直观理解能力和学习兴趣，同时使教学内容与时俱进，有效地将微波技术的最新发展和成果介绍给学生，比如超材料、量子力学在微波器件制造领域的应用。进一步引导、激发学生对当前热门技术领域的相关系统组成的探究兴趣，比如无线传感网络、智能家居、室内定位、NFC等热门技术，引导学生自发地去探究各种专业技术的理论原理，配以综合性、系统化的多种类的实验、实训模块。使学生带着问题，更高效、主动地进行学习与实践。

2.采用灵活实验模式，培养学生创新能力。现在很多高校设置了开放实验室，目的就是充分利用实验资源，发挥实验室的潜力与效益。其开放包括时间开放和内容开放，实验课程内容包括必修内容和选修内容，学生可以根据实际情况自由选择时间和内容来完成实验课程。并且结合各级别的电子竞赛，实验室教师和学生都可以拟定题目，由实验室提供实验条件，由学生选择时间完成。这样做有利于分层次教学，培养出具有较强实验能力的尖子学生。总之，多模式、多内容和多目标的开放实验室，会彻底改变教学实验模式，使单一的“填鸭式”教学向分层次、多元化教学发展，达到素质教育培养目的。

3.更新完善实验手段，加强互动。微波实验不同于低频、高频实验，它使用的仪器造价是一般仪器的几十倍甚至上百倍，而且对实验环境要求也高于普通实验。因此，搭建大规模、多台套的微波实验环境，对于大多数高校来说难度较大，为了开展好微波实验的教学，必须走物理实验与虚拟实验相结合的新路子。传统的物理实验就是利用有限的实验经费购置一些必要的实验仪器和器件，学生在授课老师的带领下搭设实验装置并操作仪器来完成实验。基本上通过物理实验，学生可以直观了解微波测量的特点，从而掌握微波测量的原理和常用微波仪器的使用方法。图1就是我们设计的混频器实验示意图，通过实验学生可以掌握微波信号源和频谱仪的使用，了解混频器的工作原理和关键参数。

虚拟实验就是利用计算机多媒体技术和EDA技术模拟真实的实验环境，学生可以通过软件，在计算机上的虚拟实验装置中，选择不同的参数，来完成整个实验过程。虚拟实验优点在于形象生动地增强学生感性认识，而且可以多人同时进行，时间更加灵活，并且可以实现网络实验教学。但现有的实验软件成本也不便宜，而且功能过于复杂，不太适合教学。还需要专业人士投入更多精力开发研制出更加专业规范的实验教学多媒体软件。我校全绍辉老师组织学生开发了一套Smith圆图模拟软件[9]，通过这一软件能够帮助学生迅速地掌握圆图基本规律。学生开发此类软件的过程，也是对长线理论复习、整理、归纳的过程。

三、教学实践

在2014年秋季学期作者承担的本科课程《微波器件与电路》授课过程中，采用开放式实验教学，第一批实验题目提前给学生公布，涉及到常用的微波无源器件和有源器件：功分器、耦合器、混频器、VCO、放大器等等，由学生自由选择时间，提前和作者所在的微波实验室助教约定实验时间，由助教协助学生独立完成实验任务，并撰写实验报告。选取成绩良好的学生进行第二批实验，第二批实验涉及常用的微波电路，如图2，学生利用实验室提供的微波器件就搭建了一套简单的线性扫频测量雷达，可以实现测量运动速度、测量雷达目标隐身特性等功能。

一学期的教学实践表明这种实验教学模式效果良好，大大提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生的动手能力，培养了学生的独立科研能力。

四、结论

本文在以往国内外微波专业实验课程教学改革的基础上，结合工程经验需求，设计了适合专业需求的微波器件与电路实验课程，可以满足培养微波电路和系统设计专业人才的需求，在以后的教学过程中，会进一步完善课程设置。

参考文献：

[1]Pozar D M，A modern course in microwave engineering，Education[J].IEEE Transactions on Education，1990，33（1）：129-134.

[2]Hertling DR，Feeney RK，RF and micriwave design courses at Georgia Tech[J].IEEE Transactions on Education，1989，32（4）：430-435.

[3]全绍辉.构建“微波技术”课网上教学和实验实践学堂[J].实验技术与管理，2012，29（12）：159-164.

[4]徐兴，俞龙，王卫星.微波技术课程实验建设探索[J].中国科教创新导刊，2010，（07）：167.

[5]凌丹，王蔷.电磁场与微波技术实验教学的改革[J].实验技术与管理，2010，27（9）：115-126.

[6]孔德昭，卞长弘.微波专业实验教学的新举措[J].实验技术与管理，2007，24（10）：131-133.

[7]谢泽明.网络教学在“微波技术与天线”课程的应用[J].电气电子教学学报，2008，30（3）：113-115.

[8]赵春晖，张朝柱，赵旦峰.微波工程系列课程的体系改革与教学内容优化[J].电气电子教学学报，2008，30（2）：15-18.

微波技术论文篇6

关键词：微波能；工业微波加热；节能减排；微波效应

中图分类号：X799 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）34-0121-02

一、概述

在资源紧缺日益加剧、环境保护日渐重要的今天，节能减排工作作为调整经济结构、转变经济发展方式的重要着力点，已经上升到国家战略的高度。特别是在当前全球经济形势风云突变、宏观调控面临更加突出复杂局面、更加艰巨任务的情况下，坚持和推进节能减排是当前我国经济社会发展的一项紧迫任务，也是贯彻科学发展观与社会主义和谐社会理论的重要体现。

随着我国工业的发展，产品质量要求的提高，节能降耗与环保的严格要求，已由火焰炉加热逐步向电加热方向发展。微波加热是一项既节能又环保的先进技术。上世纪80年代初以来，微波能技术的应用对加速各行业的技术改造、提高生产效率和经济效益、改善工作环境起到了推动作用。当前许多传统落后的工艺技术需要微波能应用这一新技术来改造和更新，而微波能应用这一崭新技术也将会在改造许多传统落后的产业工艺技术中发挥巨大的作用而形成自己崭新的产业。工业微波能应用技术在发达国家被誉为“二十一世纪新一代技术”和“人类的第二团火焰”，它具有显著“高效、节能、环保”的特征，在我国已被列入“中华人民共和国节能技术政策大纲”重点推广技术，该类技术可广泛应用于矿物加工、冶金、化工、陶瓷、造纸、橡胶、塑料、电子、食品、制药、农业产品加工、“三废”治理以及新材料等诸多行业。

微波能作为一个替代能量源，克服了传统方法的加热周期长、具有表面温度梯度以及对系统环境的能量损失等缺点，因而获得大量应用领域研究者的广泛关注。微波能的应用在过去几十年已经被扩展到一个广泛的工业领域。使得它在工业应用中替代传统工艺方法具有极强的吸引力原因主要有：微波的穿透能力使得能量直接传输到物料快速而整体加热，材料吸收微波能能力的差异使得物料能够选择加热，而这些都可以改善能量在系统中的传递效果，进一步增强减少系统热损失的能力。它的不同于传统加热的原理提供给传统反应许多好处，如加快反应速率和增加产量，在较低的温度下完成反应，获得较好的结构特性。此外，微波能的使用能够大大地降低生产成本和避免传统方法使用的毒性物质的情况，其经济性和环保性提供了工业系统极具竞争性的生产方法。

二、工业微波加热存在的问题

微波加热技术是利用电磁波把能量传播到被加热物体内部，加热达到生产所需求的一种新技术。常用的微波频率有915MHz和2450MHz。由于具有高频特性，它以每秒数十亿次的惊人速度进行周期变化物料中的极性分子(典型的如水分子、蛋白质、核酸、脂肪、碳水化合物等)吸收了微波能以后，他们在微波的作用下呈方向性排列的趋势，改变了其原有的分子结构。当电场方向发生变化时，亦以同样的速度做电场极性运动，就会引起分子的转动，致使分子间频繁碰撞而产生了大量的摩擦热，以热的形式在物料内表现出来，从而导致物料在短时间内温度迅速升高、加热或熟化。

微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热。而不同介质材料的介质常数εr和介质损耗角正切值tgδ是不同的，故微波电磁场作用下的热效应也不一样。由极性分子所组成的物质，能较好地吸收微波能。水分子呈极强的极性，是吸收微波的最好介质，所以凡含水分子的物质必定吸收微波。另一类由非极性分子组成，它们基本上不吸收或很少吸收微波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等，它们能透过微波，而不吸收微波。这类材料可作为微波加热用的容器或支承物，或做密封材料。在微波场电中，介质吸收微波功率的大小P正比于频率f、电场强度E的平方、介电常数εr和介质损耗正切值tgδ。即：P=2πf•E2•εr•V•tgδ

尽管国内外进行了大量的科研与技术活动，但要做一个简单的判定来评估工业领域使用微波能的潜力都是非常困难的，判定是否存在所谓的“微波效应”也是同样困难的，更不要说获得最终的结论。造成这种困难的原因是：缺少微波电磁场分布的研究、能量转换计算的研究以及物料介电特性测试的研究之间的相互协作，特别是缺少设备使用者对微波的研究。对微波在工业应用中系统研究的欠缺，导致对各应用场合的数据比较的困难，影响了微波能应用技术的进一步提高。

三、进一步提高工业微波加热节能减排效果的分析

由于微波研究者和最终使用者之间不能够很好地进行直接交流，需要提供一个在各种经常应用微波的学科之间交流的渠道，使微波工程师等专业人员，微波设备制造等生产人员，使用微波设备的各领域专家等使用人员，能够迅速地掌握工业应用信息领域的第一手资料。这方面河南勃达微波设备有限公司已经有了良好的开端，希望这项工作越办越好。

建立这样一个微波生产者和工业使用者交流合作的平台，通过向使用者提供能够获得有意义的介电特性数据的测试方法和仪器，将有效的介电特性测试与数据处理装置结合起来，从而可以为我们提供有意义的介电特性数据，用于确切地解释其对微波过程的影响，同时可以帮助我们确定大量选用微波能的节能效果及环保潜力。

四、结语

建立一个整合微波电磁场分布、能量转换计算以及物料介电特性测试之间相互协作的研究平台，促进微波生产者和设备使用者之间的交流合作，才能够进一步发掘微波能的节能效果及环保潜力。

参考文献

[1] Jacqueline M.R.Belanger， J.R. Jocelyn Pare， Oliver Poon， et al， Remarks on virous applications of microwave energy[J]. Journal of Microwave Power & Electromagnetic Energy，2008，42(4).

[2] 刘凌，张纪．“隆泰”工业微波装备制造称冠全球[N]．湖南日报，2010-08-05．

[3] 国家发展和改革委员会，科学技术部．中国节能技术政策大纲，2006.

[4] 徐俊龙．微波加热干燥设备的技术原理［EB/OL］.．

微波技术论文篇7

【关键词】云物联网 微波炉技术 云智能

1 引言

微波炉已经有50多年的发展历史，时至今日，微波炉已实现了高度工业化规模的生产。80年代，主要生产为日本、韩国以及欧洲的一些发达国家。我国自从90年代开始小规模生产微波炉，发展至今，已成为世界最大微波炉规模生产国家。最近十多年，中国又成为微波炉最大的消费市场。

然而微波炉制造业需要时时刻刻努力从生产和技术模式上突破，只有不断供应超越客户期望的产品和服务，才能保证企业恒久的竞争力。

在全球化竞争格局中，更新的技术，更强的功能、更好的品质、更优的服务是杀手锏，无论在中国市场还是国际市场。

2 云物联网在微波炉菜单中的设计

本项目研究云智能微波烹饪平台，通过WiFi模块或家庭的无线等模式，将使用者、微波炉、云计算三个独立的个体，通过交互型智能机器人系统、物联网技术、单体家电智能控制技术，在微波烹饪平台上实现语音控制烹饪、云资讯搜索、人机交互信息、语音云微波烹饪等一系列高度智能化和人性化的微波烹饪平台，达到实现全方位的智能烹调。支持微波菜单在线更新或编辑，获得最潮流的美食体验，消费者的幸福指数得以大大提升。

2.1 全方位的智能烹调平台

本文研究的云智能微波炉控制系统采用闪联或互联网的通讯模块，完善其软件控制系统，兼容闪联和互联网所需要达到的功能，如远程控制、智能家居集中控制、故障报警等。同时增加重量、温度、湿度传感监测装置，实现全方位的智能烹调。

2.2 云智能的自动菜单及按菜单要求智能操控平台

本项目研究在微波炉产品上，通过WiFi模块和家庭的无线路由，访问专用的美食网页，选择下载菜单到微波炉本地的存储器，便于选择使用；或直接在网页上，点击启动按钮，通过云端数据交互，实现网络直接控制烹调，完毕之后还可以选择存储或直接结束，如图2所示。

2.3 基于云计算的人机交互信息智能系统

用户可以使用电脑在浏览专用网页时，下载自动烹调菜单到U盘或SD卡上，再将其插入到微波炉的相应插口，在微波炉上读取卡上菜单执行操作。

使用带蓝牙或GPRS功能的手机或电脑，从网页上下载的菜单资料，可以直接和微波炉通讯，传输给微波炉接收后存储，达到数据交换的目的。手机客户端将支持IOS、Android等智能系统。

2.4 智能菜单的在线更新编辑

为快速的建立丰富的烹调菜单资源，将与目前具有一定规模的美食门户网站合作，例如：美食杰、美食天下、中华美食网等等。一方面能够通过网站现有的用户资源，加大智能微波炉的宣传；另外一方面，也能在菜单资源上，利用现有的丰富菜单，仅通过一定的软件处理，植入微波烹调控制指令，即可直接在智能微波炉上使用。其资源下载和上传的运作模式，与苹果公司的APP STORE相同，由此也可为企业和资源上传用户，产生价值回报。在很大程度上，更激发了更多的人参与到丰富菜单资源的行列中来。

3 结论

云物联网作为一个应用概念，把物联网的概念扩展到更为宽广的领域，从而产生了惊人的应用可能。这些新的应用深入到人们生活的方方面面，并为人类生产和生活带来诸多好处。例如在工业方面可以提升效率、降低成本、提高自动化率、环保节能、安全可靠。在生活方面，可以为人们提供更加方便快捷、灵活、丰富多样、个性化的业务体验。另外，在提升国家和地区的竞争力、促进经济增长等方面也将发挥十分重要的作用。随着微电子技术、传感器技术、通信与网络技术、软件及信息处理技术的迅猛发展，云物联网技术不断成熟，得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]张建勋，古志民，郑超.云计算研究进展综述[J].计算机应用研究，2010.27（2）：429-433.

[2]陈康，郑纬民.云计算：系统实力与研究现状[J].软件学报，2009.20（5）：1337-1348.

[3]陈全，邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用，2009.29（9）：2562-2567.

作者简介

林用满，男（1975-），广东雷州人。博士，副研究员。研究方向：智能控制、神经网络控制。

作者单位

1.广东技术师范学院天河学院 广东省广州市 510640

微波技术论文篇8

关键词:微波萃取;中药化学成分

中图分类号:R914文献标识码:A文章编号:1673-0992(2010)02-034-01

中药有效成分的提取是中药制备的首要环节,如何充分提取中药的有效成分、提高中药的利用率和临床疗效,是中药现代化面临的主要课题和重要任务。目前常用的中药成分提取方法有水煎法、溶剂浸提法等,但这些传统的提取方法存在着一些缺陷,如:有效成分提取不完全,这样不仅增加了生产成本,更重要的是会影响药效;溶剂消耗量大,无论是水煎法还是溶剂浸提法,都需要较多的水资源和有机溶剂,并且不可避免地引起较多能源如电、燃料等的消耗;有效成分在提取过程中可能造成损失,一些中药成分在空气中或在加热条件下易氧化破坏而且中药中所含有的相应的生物酶在提取过程中也会催化一些成分的降解。由于传统中药提取方法存在着诸多不容忽视的弊端,有关中药有效成分提取技术的研究日趋活跃,新技术如超声技术、超临界流体萃取技术[1]加压逆流提取技术、旋流提取技术以及微波技术[2]等受到极大关注,尤其是微波技术具有设备要求较低、操作方便、提取效率较高、能耗小等优点,因而国内外在医药、食品、美容等多方面获得一定的应用。

1微波萃取原理

微波萃取是利用微波能来提高萃取率的一种新发展起来的技术,微波能是一种由离子迁移和偶极子转动引起分子运动的非离子化辐射能。它作用于极性分子,可促进分子的转动,分子的转动可诱导非极性分子产生瞬时极化,并以约2.45*10.8次*+的速度做极性变换运动,从而产生键的振动和粒子之间的相互摩擦及碰撞,促进分子活性部分(极性部分)更好地接触和反应同时迅速生成大量的热能产生强烈的热效应。传统的加热方式中容器壁大多由热的不良导体制成,热由器壁传导到溶液内部需要时间相反微波加热是一个内部加热过程,它不同于普通的外加热方式将热量由外向内传递而是同时直接作用于内部和外部的介质分子,是整个物料同时被加热从而保证了能量的快速传导和充分利用。

2微波萃取中药成分的特点与选择性

根据被提取物的性质选择极性或非极性溶剂在中药材的微波萃取中十分重要,极性溶剂可用水、醇等,非极性溶剂可用正己烷等,利用不同物质在介电性质上的差异可达到选择性萃取的目的。对中药材饮片而言用水作溶剂并与药材同时进行微波萃取,细胞内外的水作为极性分子将同时被加热溶剂消耗大部分的微波能,植物细胞内破壁效果自然容易受到影响。因此如将作为溶剂的水去掉仅微波浸泡吸水后的中药材,这样含水的植物细胞则大量吸收微波能产生热量,水气化产生的压力使细胞迅速破裂产生微孔或裂纹从而使细胞内物质溶出达到萃取的目的。如果浸泡饮片的溶剂是非极性的而且饮片新鲜含水则可起到冷却和溶解的双重作用。

3微波萃取技术在中药成分萃取中的应用

3.1 多糖类物质

中药多糖是一类具有显著生物活性的生物大分子物质,在细胞信号识别、粘附以及维持生物大分子结构等诸多生命活动中具有不可替代的作用,研究表明中药多糖在调节免疫、抗氧化、降血糖、抗病毒以及抗肿瘤等方面有显著的作用是部分中药的有效成分采用微波技术对多糖提取的研究较多。在板蓝根多糖提取研究中通过正交法获得板蓝根多糖提取的最佳条件为水浸泡1h后在480w功率下微波6min多糖提取率最高与未经微波处理的提取结果比较板蓝根粗多糖得率和多糖质量分数明显提高,粗多糖得率提高12.4%,多糖质量分数提高了5.8%。

3.2 挥发油

李学坚等采用溶剂回流提取、微波浸提和水蒸气蒸馏法对丁香中的丁香油提取进行了比较研究,结果显示正己烷回流提取丁香油得率较高,但杂质含量高,色泽较深;微波提取物色泽较浅,提取选择性较好;采用蒸馏法提取的丁香油杂质最少,色泽最浅,但丁香油、丁香酚得率不及微波提取,并且微波提取可不经粉碎处理,仅用3h和300ml正己烷,溶剂回流法则用6h和450ml正己烷和大量电能,水蒸气则需要8h和大量水、电因此微波提取工艺最好。

3.3 黄酮类物质

石河子大学的研究人员分别对车前草[3]狭叶红景天[4]荆芥叶[5]以及荆芥[6]-和新疆马齿苋[7]中的总黄酮进行了微波提取及含量测定研究,结果表明车前草总黄酮含量由文献报道的2.8%~3.5%提高到3.74%对狭叶红景天总黄酮可显著缩短提取时间样品中总黄酮含量达到21.1%微波辅助提取荆芥中总黄酮提取时间由常规法的2h缩短为21min且提取液中总黄酮含量由常规法的0.71%提高到1.11%采用微波技术干燥马齿苋、提取马齿苋总黄酮可显著缩短干燥时间并提高提取效率,总黄酮含量达到5.79%。王娟等通过均匀设计考察微波功率、辐射时间、溶剂用量、浸泡时间、原料粉碎度等参数对葛根中总黄酮提取效果的影响,确定在255w、辐射15min、固:液=1:9、粉碎度为40目、浸泡时间1h条件下干浸膏产率最高,与传统工艺比较,尽管有溶剂用量少、萃取时间短以及干浸膏中总黄酮含量高等优点,但其干浸膏得率明显较低。

3.4 苷类物质

郭振库等通过正交设计方案研究了溶剂性质、加热时间、微波处理压力对黄芩中黄芩苷提取率的影响,显示最佳提取条件为:以35%乙醇作溶剂、提取压力0.15Mpa、恒压时间30s,在此条件下,与采用35%乙醇作溶剂、固:液=1:60、超声处理30min的提取结果进行比较,表明微波法的提取率为13.12%高于超声法12.10%的提取率。

3.5 其他活性成分

中药金银花中绿原酸和异绿原酸的提取研究通过正交设计确定的最佳提取条件为35%乙醇作溶剂固:液=1:30处理时间60s压力0.10Mpa对同一批样品进行超声提取通过6次平行实验显示微波法比超声法提取率高19.43%且微波法提取结果的平行性好于超声法。紫杉醇的临床应用是抗肿瘤治疗药物发展的里程碑,早期紫杉醇由红豆杉中提取获得现主要以微生物发酵法制备。mattins等的研究表明在85L以95%乙醇微波提取9～10min条件下紫杉醇提取率与5g红豆杉针叶在100ml甲醇中振荡提取16h的紫杉醇提取率相当微波使提取时间缩短96～106.7倍,同时也大量节省了有机溶剂。

4结论

微波辅助提取中药成分是一项新技术,在中药活性成分多糖、黄酮、挥发油、生物碱、苷类物质以及醇类物质的提取中均有应用。尽管也有报道微波萃取虽可缩短提取时间而提取率与传统提取无显著性差异,但绝大多数文献报道采用微波辅助提取可以显著缩短提取时间并显著提高中药成分的提取率,提取质量好。因此,在中药成分萃取研究中,微波萃取技术具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间、节省试剂、污染小等特点。■

参考文献

[1] 周兴挺.中药工业化提取中新技术的应用进展[J]中药新药与临床药理,2002,13(3):189.

[2] 王绍林.微波加热原理及其应用[J].物理,1997,26(4):232.