《圆》教学设计

《圆》教学设计（共18篇）

1.《圆》教学设计 篇一

第三章

圆

《圆》教学设计说明

一、学生起点分析

学生的知识技能基础

学生在小学已经学习过圆的相关知识，对弦、弧、直径、半径、半圆、等圆的相关概念有初步的了解.但还没有抽象出“平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的图形叫做圆”的概念.学生活动经验基础

在圆的相关知识的学习过程中，学生已经经历了利用圆规画圆的活动，利用公式求圆的周长和面积，求扇形的弧长和面积等简单的现实问题.感受到了学习圆的必要性和作用，获得了进一步学习圆的相关知识必须的一些数学活动经验的基础.二、教学任务分析

本节课的具体学习任务：经历形成圆的概念的过程，经历探索点与圆位置关系的过程.理解圆的概念，理解点与圆的位置关系.一堂数学课，既要让学生获得具体的数学知识，又要让学生在获得知识的过程中，提高数学思维能力，掌握一些数学的分析方法，从而形成一定的数学素养.经历形成圆的概念的过程有两个目标，一是得到圆的概念，这是基础目标；二是经历由生活现象揭示其数学本质的过程，培养抽象思维，这是能力目标.经历探索点与圆位置关系的过程，初步体会定性分析与定量分析之间的关系.为此，本节课的教学目标是：

1．经历形成圆的概念的过程，经历探索点与圆位置关系的过程.2．理解圆的概念，理解点与圆的位置关系.3．经历由生活现象揭示其数学本质的过程，培养抽象思维和归纳概括的能力.4．经历探索点与圆位置关系的过程，让学生体会定量分析对图形性质的判定方法.三、教学设计分析

本节课设计了七个教学环节：课前准备——情境引入、动手操作、归纳定义、相关概念、点和圆、课堂小结、布置作业.第一环节 情境引入（获取信息，体会特点）

活动内容：一些学生正在做投圈游戏，他们呈“一”字排开.思考：这样的队形对每一人都公平吗？你认为他们应当排成什么样的队形？

活动目的：引导学生发现：每一人到玩具的距离相等时才公平.为抽象出“平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的图形叫做圆”的概念做准备.实际教学效果：这个问题的思考过程中，多数学生能够发现关键条件是每一人到玩具的距离相等，对归纳圆的定义起到了很好地启发作用.第三环节 动手操作

活动内容：

（1）请大家用自己的方式在草稿纸上画一个圆.要求：①尝试用多种方法；②观察、思考圆的形成过程.（2）教师演示用圆规和绳子画圆.活动目的：

增加对圆的感性认知，为抽象出圆的定义做准备.实际教学效果：

利用绳子画圆收到了意想不到的效果，绳子一端固定，一端系着粉笔，其长度不会改变，在画出圆的过程中，学生对粉笔与固定点的距离始终没有改变有着强烈的直观认识，反响热烈.第四环节 归纳定义

活动内容：

1.尝试给圆下一个准确的定义，写下来.2．小组讨论, 组内互相交流协商、组内统一意见.3．各组派代表上黑板写出本组讨论结果.4．对各组给圆下的定义展开讨论.活动目的：此处留给学生充分的时间去思考、讨论.并培养学生对某个问题作出正确判断、合理决策的能力.使学生完整地经历“表象——本质；粗放——准确”的活动过程，培养学生抓关键条件的能力和缜密描述的能力.实际教学效果：学生发言踊跃，思维得到了有效的激发，多数学生能抓住到定点的距离相等的条件，只是表达还不够准确、完善.第五环节 相关概念

活动内容：介绍弦、弧、直径、半径、半圆、等圆的相关概念.以教师介绍、学生认知为主.活动目的：丰富对圆的认识.实际教学效果：部分概念学生已有所了解，掌握较为顺利.第六环节 点和圆的位置关系

活动内容：⊙O是一个半径为r的圆，在圆内、圆上、圆外分别取一点，点到圆心的距离为d，请你用r和d的大小关系刻画点的位置特征.活动目的：通过此问题的探究，使学生理解点与圆的位置关系，并体会定性分析与定量分析的关系.实际教学效果：学生较顺利的掌握了点和圆的位置特征对应的r与d的关系.第七环节 课堂小结 1．（1）简要回顾给圆下定义的探索过程；（2)简述圆的相关概念；

（3）点和圆的位置特征对应的r与d的关系.2．学生谈谈本节课的收获.四、教学设计反思

1．形成知识的同时，发展学生的数学能力.2．充分调动学生的参与热情.3．注意改进的方面

在时间允许的情况下，可以补充适当的习题，可以探究《读一读》“车轮为什么是圆的”.

2.《圆》教学设计 篇二

片段一：说圆

师：在日常生活中我们见过许多圆形物体。如果让你把四边形、三角形和圆按某一种特征分成两类，你会怎样分?

生：四边形、三角形是一类，圆是另一类。

师：为什么这样分?

生1：四边形、三角形的边是直的，圆的边是弯曲的。

生2：四边形、三角形有清晰的角、圆的边是曲线，没有角。

生3：四边形、三角形是由线段围成的平面图形，而圆是由曲线围成的一种平面图形。

师：说说你在生活中见过的圆形物体。

生1：车轮是圆形的。

生2：硬币是圆形的。

生3：钟面有圆形的。

生4：桌面有圆形的。

生5：校园中的花坛有圆形的。

生6：广场上的喷水池也有圆形的。

师：同学们说了许多与圆有关的物体，事实上我们是说不完的。不知同学们注意到没有，刚才“说圆”的时候，有的同学用了“有”，有的却用“是”，想一想这是为什么。(答略)

片段二：画圆

师：你能想办法在纸上画一个圆并说一说是怎么画的吗?(学生动手画。)

生1：我是用一个圆柱体摆在纸上，再用笔沿着它的底面画一圈，就画成了一个圆。

生2：我是借助硬币来画圆的。

生3：我是用直尺上的圆圈来画圆的。

生4：我是用圆规来画圆的。

师：(展示学生作品)比较一下，怎样画才画得快，画得好，而且最方便?

生：用圆规画圆最方便，可以按需要画出大小不同的圆。

[教师先让学生用圆规试画圆，在此基础上，指导学生用圆规画圆(边画边讲解“要领”)：把圆规的两脚分开，用有针尖的一只脚固定在一点上，另一只(带笔尖的)脚绕着这个点旋转一周，就画成了一个圆。教师示范，学生练习用圆规画圆。]

片段三：折圆

师：把在纸上画好的圆剪下来，对折，打开，再换个方向对折，再打开，反复折几次。

(学生动手操作。)

师：折过几次后，你发现了什么?(学生思考、讨论。)

生1：每折一次，圆上就多了一条折痕。

生2：反复折几次后，这些折痕都相交于圆中的一点。

生3：这一点叫做圆心，一般用字母O表示。

生4：连接圆心和圆上任意一点的线段叫做半径，一般用字母r表示。

生5：所有的折痕都通过圆心，两端都在圆上。

生6：通过圆心并且两端都在圆上的线段叫做直径，一般用字母d表示。

师：请同学们在练习本上画一个圆，并用字母标出圆心、半径和直径，然后再想一想，画一画，量一量，在同一个圆内，有多少条半径，有多少条直径?直径和半径的长度有什么关系?(学生动手画、量。)

生1：通过画一画、量一量，我发现在同一个圆内，有无数条半径，所有的半径都相等。

生2：我发现在同一个圆内，有无数条直径，所有的直径也都相等。

生3：通过测量，我还发现在同一个圆内，半径的长度是直径的一半，即，直径的长度是半径的2倍，也就是d=2r。

师：通过画圆，你还有什么话要说?

生4：画圆时，固定的点就是圆心，圆心决定圆的位置。

生5：画圆时，圆规两脚分开的距离就是圆的半径，半径决定圆的大小。

生6：圆的大小还与圆的直径有关，直径长，圆就大，直径短，圆就小。

师：折圆的时候，同学们发现所有的折痕都经过一个点，你会解释吗?做过第58页“做一做”后，你一定会有更深入的理解。(学生完成“做一做”)

评析：《数学课程标准(实验稿)》明确指出：“有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。”并强调：“教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事数学活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识和技能、数学思想和方法，获得广泛的数学经验。”本节课教师就是依据《标准》的基本理念创设了有助于学生自主学习、动手操作、合作交流的情境，引导学生积极主动地参与学习和探究过程，主要突出了下面几点。

1.重视新旧知识的联系。本节课从学生的已有知识出发，在学生对圆的一些感性认识的基础上，通过与四边形、三角形等已知图形的对比分析，初步认识直线形和曲线形的内在联系，从而实现了由“直”到“曲”的自然过渡和迁移。

2.关注学生的生活经验。本节课从学生生活中的圆形物体引入，使学生认识到圆在生活中应用非常广泛，从而增强了学生对数学源于生活的认识，体会数学与生活的密切联系，感受学习数学的价值，增强学习数学的兴趣，培养和发展学生的数学意识。

3.加强动手操作，培养学生自主探索的能力。本节课教师努力营造自主探索、合作交流的学习氛围，向学生提供充分从事数学活动的机会;大胆放手让学生自己通过画一画、剪一剪、折一折、量一量、想一想、说一说等动手操作活动，在实践活动中思考、交流与探究，从而认识圆的基本特征，在归纳整理圆心、半径和直径等概念的过程中，提高了自主探索和抽象概括的能力，逐步建立了良好的认知结构。

3.《圆》教学设计 篇三

关键词：小学数学；圆面积；实践探索

“圆面积”是小学数学教学中的重要知识点，是小学生思维的一次重要飞跃。虽然“圆面积”这节课有很多成功案例，但缺乏对数学本质的深入分析，使小学生对相关概念的理解比较模糊。

一、圆面积的教学目标

一是在具体情境中，掌握圆面积的含义，以及周长和面积的计算方法；二是通过实践、观察和分析等教学活动，让学生进行假设、检验、归纳和总结，引导学生探索圆的面积公式；三是通过圆与其他图形之间的联系，让学生具备分析、概括和推理的能力，正确计算出圆的面积，并利用公式解决简单的实际问题；四是利用渗透、转化的思维方法，培养小学生认真思考和仔细观察的思维品质。

二、教学重点和难点

重点是探索圆面积和半径之间的关系，利用转化的思维方法探索圆面积的计算公式；难点是在形变量准则中，让学生掌握无穷细分的极限思想。

三、教学过程

1.情境引入

展示学校操场上的圆形花坛：花坛的半径r=4 m，计算花坛的圆周长l？花坛用多少平方米的地砖？师：小朋友们，请你们向我展示圆周和圆面积？这节课我们一起来讨论“圆面积”问题。设计意图：通过熟悉的场景教材将小学生引入课堂，经过对数学问题的提炼，让学生经历数学演化过程。小学生通过指指、说说和看看，对圆周和圆面积进行区分，为圆周和圆面积公式的运用奠定基础。

2.方中画圆

（1）画一画

利用单元格（周长1 m的正方形），在方格中绘制出花坛的示意图。

师：小朋友能估计出喷泉的面积？大胆说出你们的想法。

师：大家一起利用单元格法对结果进行验证。（注：整格为1，格以上为1，格以下为0.5）。

师：下面我们将问题简化，对1/4圆进行验证。

圆半径r=4 m，1/4面积为13.5 m2，整圆面积为54 m2，右上角的正方形面积为16 m2，圆的面积约为正方形面积的3.4倍。

（2）猜一猜

圆的面积和半径之间的关系，圆的面积是半径的3倍多。

（3）数一数

利用实际情况，对假设进行验证。

圆的半径r（ ）m

圆的面积（ ）m2

整个圆的面积是（ ）m2

正方形面积是（ ）m2

圆面积与正方形面积之间的关系？

（4）结论

圆面积约为半径r的3倍多点。

设计意图：在圆形花坛示意图上画出单元格，将实际的生活问题引申到数学问题，实现了实际向理论的自然过渡。小学生观察单元格中的圆，估计出圆的近似数，帮助小学生进行大胆假设。由于从花坛圆形中可以获得正方形的边长，进而知道圆的半径，发现圆与正方形之间的关系。最后，利用单元格优化。

4.画圆教学设计 篇四

一、复习与导入 1.复习

师：上节课，我们已经认识了“画图”程序，并学习了启动和退出“画图”程序的方法以及“画图”窗口的组成。现在老师想看看哪个同学能快速的启动“画图”程序?（对启动迅速的同学给予表扬，并提出希望，希望他们这节课学得更好。）

在“画图”程序的窗口中有许多工具，你知道这些工具分别叫什么名称吗？

（教师出示“画图”程序窗口的图片，请学生说出相应的名称，给予表扬。）2.谈话导入

(出示图片：白云、气球、太阳、)师：这幅图里有什么呀？这些都是什么形状呢？（椭圆）那我们在身边还见过那些物品是圆或者椭圆组成的呀？（五环旗、鸡蛋、排球、皮球„„）那大家说了这么多，想不想把它们画出来呢？ 生：想。

师：好，让老师带你们一起走进这个圆的世界好不好？ 生：好。

（板书：圆的世界）

二、新授 1看图片，提问

师：现在我们要画白云、气球、太阳，应该选择什么工具呢？ 生：椭圆

师：好，现在就请同学们自己看着图片自己尝试操作一下，老师来看看哪个小朋友画的最好，哪里不会，你就举手，老师帮你解决一下。

老师看了有些好朋友画的真好，现在谁能告诉老师是怎么画的呢？

2学生操作。

四、课内拓展

师：今天我们学习了如何使用椭圆工具，那我们能不能用椭圆工具来创作、组合一幅圆的世界的图画呢？有白云、气球、太阳、小树、西瓜、红花、小鸡、向日葵„„

出示几幅圆的世界的图片。

学生小组合作、交流、创作，老师巡视。鼓励学生展开自己的想象进行创作。通过多媒体教学平台展示优秀作品。

5.《圆面积》教学设计 篇五

1.能正确运用圆的面积公式计算圆的面积，并能在具体的生活情境中将实际问题转化为数学问题，用所学的圆的面积知识解决一些简单的问题。

2.使学生在参与数学学习活动的过程中，初步养成独立思考，善于发现问题和提出问题，并能有条理地表达自己解决问题的思路的习惯，体会学习成功的快乐，树立学好数学的信心。

3.在实际情境中体会数学与生活的联系，培养学生对数学的热情。

教学重点

灵活运用圆的面积公式解决实际问题

教学难点

能够把实际问题转化为数学问题，用数学的方法予以解决。

教学过程

一、创设情境，引入课题

二、自学课本，提出疑难

自学课本16页前两部分的内容，并尝试完成这两道题，将不明白的地方标出来?

三、组内交流，质疑问难

请小组内所有学生将自己不明白或不理解的问题提出来在组内互帮互学，并能够把自己解决问题的思路说出来，互相交流。组长在汇报时要说出本组主要解决了什么问题，或者说我们通过学习交流知道了什么，还有什么不明白的地方。

四、汇报展示，梳理引导

1.组织各小组进行汇报展示组内交流情况。

学生需讨论的问题是：

(1)第一个情境中把实际问题转化为数学问题，即根据题意求能浇灌多大面积的农田，就是求半径是3厘米的圆的面积。

(2)第二个情境中具有一定的综合性，所以知道要求圆的面积是多少?必须先求出圆的半径;另一方面从圆的周长公式可知,已知周长可以求出圆的半径。

五、练习巩固，拓展延伸

1.闹钟的分针长10cm。

(1)从2时到3时分针扫过的面积是多少?

(2)从2时到3时分针针尖走过了多少厘米?

(3)如果时针的长度是8cm，那么从2时到3时时针扫过的面积是多少?

先独立思考，然后两人交流一下再独立完成，如果还有困难可以在小组内交流

2.一块边长为10米的正方形草地，在正方形右下角的顶点上有一棵树，在树上拴着一头牛，绳长是10米，牛能吃到的草场面积是多少?(拴牛的长度忽略不计)

你能画图表示题意吗?

小组同学合作完成

认真思考，完成下题

1.闹钟的分针长10cm。

(1)从2时到3时分针扫过的面积是多少?

(2)从2时到3时分针针尖走过了多少厘米?

(3)如果时针的长度是8cm，那么从1时到6时时针扫过的面积是多少?

2.一块边长为10米的正方形草地，在正方形右下角的顶点上有一棵树，在树上拴着一头牛，绳长是10米，牛能吃到的草场面积是多少?(拴牛的长度忽略不计)

6.《梦圆飞天》教学设计 篇六

2．总结全文，交流收集有关“神舟”飞船的信息。激发学生学习航天英雄的精神。

教学过程：

一、复习导入

1．同学们，今天我们继续学习第5课《梦圆飞天》齐读课题。通过上一节课的学习，我们已经知道课文从“送行、发射、问候、圆梦”四个方面来写“神舟”五号发射的过程的。其中“送行”部分我们已经学过，请大家回忆一下这部分给你们留下了哪些深刻的印象？

2．今天，让我们再次把目光聚焦到2003年10月15日那天，最激动人心的时候马上就要到了，“神舟”5号载人飞船即将载着中国人民的希望发射升空了，请同学们读读课文的第6—15自然段，其中哪些场面给你留下了深刻的印象？

二、读悟第二部分（发射）

1．读了课文的第6—15自然段，哪些场面给你留下了深刻的印象？

2．预设：

“随着发射时间一秒一秒地逼近，人们的心弦都绷得紧紧的，似乎可以听见自己急促的呼吸声”。

（1）这句话写出了人们什么样的心情？人们除了紧张，更多的是什么？

（2）读这段话的时候我们要用什么样的语气？

（3）指导朗读。

3．同学们，你们发现了没有，课文的7—11自然段每一个短语都独立成段，你知道作者这样写的用意吗？

作者写的很好，那你们能把它读好吗？

指导朗读7—11小节。

4．还有哪个场面留个你深刻印象？

预设：课文的12自然段。给你留下了怎么样的印象？（壮观、震撼）你从哪些词语体会出来的？（烈焰升腾、大漠震颤、地动山摇、腾空而起）

你们想看看这个场面吗？（出示课件）

看了这个场面，你心情怎么样？

带着这样的心情，自己去读一读这一自然段，注意突出刚才圈划的词语。（自由读、指名读）

同学们，我们刚刚通过文字经历了紧张的倒计时，壮观的发射场景，让我们再一起来回味一下。齐读6—12小节。

5。三分钟后，电波传来了杨利伟“飞行正常”的声音，这声音穿过茫茫太空，传到（读）传到（读）传到（齐读）。

6。同学们，你们可能不知道。美国宇航员阿姆斯特朗曾经说过这样一段话，（出示课件），人类第一位向往飞向月球的是谁？是中国古代的一位美丽姑娘。人类第一个登上月球的是谁？是一位美国人。那个美丽的中国姑娘就是嫦娥，那个美国人就是我。我向月球跨了一小步，人类向前跨了一大步。当时的杨利伟才23岁，他当时正驾驶着战鹰在中国大西北上空刻苦训练。每当他飞过中国飞天梦的摇篮——敦煌古城，他都会想起阿姆斯特朗这段令中国人感到尴尬和苦涩的话，他发誓有朝一日一定要为中华民族争回这口气。而如今（出示课件：最后一自然段）读。

作为一个中国人，最为一个拥有强烈民族自豪感的中国人，什么心情？带着这样的心情读一读十五自然段。

如此的喜悦，如此的自豪，你还能想到哪些词语来形容这样的心情？带着这样的心情再来读一读十五自然段。

三、读悟课文第三部分（问候）

1．过渡：飞船以平均90分钟绕地球一周的速度飞行，从200千米以外的太空中，不时传来杨利伟发回的信息。杨利伟发回了哪些信息呢？同学们自己去读一读17—18自然段。

2．杨利伟发挥的信息中，哪些令你印象深刻？

预设：十八自然段

想看看着我们美丽的地球吗？播放课件。

四、读悟课文最后一部分（梦圆）

1．过渡：“神舟”五号载人飞船的成功发射标志着中国在航天领域取得历史性的重大突破，此刻，你们的心情怎样？让我们怀着无比的自豪齐读结尾段。

2．《梦圆飞天》，谁圆了飞天的梦——杨利伟。

2003年，他是中国最具有标志性的人物；2003年，他和中国最鲜明的亮色联系在一起。这位中国的首位“太空使者”，凭借自身超人的素质和勇气，成为浩瀚太空迎来的第一位中国访客，证明了人类第241次太空飞行属于中国，他就是————杨利伟。让我们深情地赞美这位伟大的英雄吧：

（课件：那一刻当我们仰望星空，或许会感觉到他注视地球的目光。他承载着中华民族飞天的梦想，他象征着中国走向太空的成功。作为中华飞天第一人，作为中国航天人的杰出代表，他的名字注定要被历史铭记。成就这光彩人生的，是他训练中的坚韧执着，飞天时的从容镇定，成功后的理智平和。而这也是几代中国航天人的精神，这精神开启了中国人的太空时代，还将成就我们民族更多更美好的梦想。）

五、总结交流

1．“神舟”五号载人飞船是我国航天史上零的突破，继“神舟”五号后，我国又成功发射了“神舟”六号，航天员是———（出示课件）“神舟”七号，航天员是———（出示课件）他们都是中国人的骄傲，是当之无愧的英雄。

2．我们应该向他们学习，学习他们？学习他们？学习他们？

3．同学们，中国人有太多的梦，我们也有自己的梦。只有脚踏实地，努力学习，才能梦想成真。

六、布置作业

小练笔：

学习了这篇课文，相信同学们一定有很多话想说。

我想对杨利伟叔叔说：

我想对中国人说：

我想对我的同学们说：

板书设计：

5．梦圆飞天

7.圆网印花机的设计分析与研究 篇七

在我国, 圆网印花技术是八十年代从国外引进的机械共轴传动技术, 其缺点是:传动环节过多, 积累误差大, 导致印花精度不高;随着机械磨损的逐步加剧, 容易出现“跑花”现象, 影响印花的稳定性;对不同厚度织物的适应性受到限制。圆网的驱动控制是印花机的关键技术之一, 它应保证各圆网在印花过程中的位置同步, 从而保证在花布上的各色图案间的位置关系与花型设计相符。根据圆网印花工艺, 在分析了“错花”现象的成因以及传统印花机的缺点的基础之上, 结合现场要求, 提出了由驱动设备、控制面板、监控设备和PLC构成的圆网印花控制系统的整体方案。每个圆网由伺服电机在控制面板的控制下独立驱动, 控制面板之间相互独立, 统一由PLC控制、协调。

1 圆网印花机系统简介

进布单元由进布电机M1作为其传动电机, 其作用是对基布作印花加工前的工艺整理, 使其平整匀速的传送到印花单元。

印花单元是整个印花系统的核心, 由印花橡胶导带、圆网电机、圆网、对花装置、水洗和刮刀装置以及浆泵系统组成。基布进入印花单元后, 被送至印花橡胶导带上, 通过热塑胶的粘合作用, 将织物粘贴在印花橡胶导带上, 连续地经过各个圆网。导带在主令电机M2的驱动下作水平运动, 各圆网与导带相切并跟随导带同步转动。圆网内部装有印花浆料和磁棒, 网壁上根据花型蚀刻有极小的渗透孔, 圆网转动过程中, 印花浆料在磁棒的挤压下从渗透孔中渗出印在坯布上。一个圆网对应一种花色, 基布依次经过各印花圆网, 完成印花全过程。

完成了印花的织物在松弛状态下被送入烘房。烘房内的风机M3由变频器驱动。布匹进入烘房后, 在传送带的带动下经过供房, 运行的同时织物上的颜料被风机烘干。烘干后的花布最后由出布电机M4带出机台圆网印花机是一种大型、综合、以连续化加工方式进行的生产设备, 各个控制单元联合作业。通常分四个部分:进布、印花、烘房和落布。

2 系统控制结构

圆网印花机控制系统主要由五个主要部分组成, 分别是、HMI人机界面、工控机、PLC控制器、进布控制单元、印花控制单元, 各控制单元形成以PLC为中心的控制网, 控制结构图如下控制系统结构如图1所示。

系统采用MT506M (WEINVIEW) 触摸屏, 液晶显示、中文界面, 以方便工人操作。编辑环境为EB500。人机界面主要是对系统运行的各种参数进行显示, 包括印花车速、总产量以及故障显示等, 人机界面也用作输入设备向PLC发出命令信号, 也可以对系统的一些参数进行修改, 升降速步长、故障屏蔽等等。触摸屏与PLC之间通过PPI总线相连。

PLC控制器包括CTS7 216 CPU (24DI/16DO) , 24V线性稳压电源, 外加CTS7 223 (16DI/16DO) 、CTS7 221 (32DI) 、CTS7 232 (4AO) 专用模块完成对数据的采集与处理。编程环境为S7-200。CTS7 200系列CPU具有分段功能, 可将程序分成三段, 各段程序独立运行, 互不影响。CPU在内部都集成了一个或多个通信口, 通信口标准为RS--485半双工串行通信口, 在物理上不需要外接通信模块, 利用相应的电缆就能构成具有多种通信功能的复杂通信网络。PLC是系统控制的核心, 将触摸屏及对花面板发出的指令传达给驱动装置, 并将设备的相关信息送回触摸屏上显示。

印花机驱动系统主要包括伺服电机驱动和步进电机驱动两种方式。本系统采用Schneider Lexium23系列伺服驱动器及BCH系列三相同步伺服电机伺服电机, 其特点是工作稳定, 抗干扰能力强。Lexium23系列伺服驱动器, 可以兼容分辨率为20位的编码器, 提供多种增益的调谐方式, 自动调谐的功能非常强大, 可自行估算负载的惯量并自动调整增益值等参数。其高级滤波功能、共振抑制及指令平滑功能为提高印花机的工艺精度提供了可靠的硬件支持。

PLC与伺服电机及变频器之间的通讯总线采用modbus现场总线协议, 底层采用485电气连接, 最大通讯速率57.6K。PLC为总线主站, 负责控制整个系统, 并完成对从站的配置、传递参数、诊断、实时数据传输等功能。伺服驱动器及变频器是总线上的从站, 从站只能被动响应主站的请求。PLC与对花面板间采用I/O编码控制, 与其它设备间采用I/O控制。分配器与通过输入脉冲流对伺服驱动器传递速度指令。

3 Modus现场总线

通讯总是具有延时和不确定性。简单的通讯协议很难解决数据传输的延时及数据传输的不确定性等问题。由于圆网印花系统中, PLC对驱服电机的控制指令都需要通过通讯实现。为保证系统的实时性和高效性, 必须保证数据传输的可靠性。有些数据, 如速度等实时性数据, 延时过长将使其失去意义。同时.圆网印花系统是一个开放式系统, 因此通讯协议应该能够满足开放性的要求。使用modbus现场总路线技术完成印花系统的数据通信无疑是最好的选择。

PLC与伺服电机的Modbus通信设计:

PLC与伺服电机的Modbus通信组网的功能是配合对花面板实现圆网对花, 网络结构如图2所示。

PLC作为主站, 站地址设为2, 十二台伺服驱动器作为从站, 站地址设置范围为3H-EH, 总线占用PLC端口0。通讯程序流程如下:PLC输入端接收到来自对花面板的命令后, 程序调用串口初始化函数MBUS_CTRL对端口0进行初始化设置, 规定串口通讯速率、校验方式及通讯协议等通讯参数;将发送字节数和发送数据赋值到PLC数据缓冲区或为将要读取的从站数据设置数据存储区;以MBUS_CTRL函数的初始化完成位触发收发函数MBUS_MSG, 向伺服驱动器发起读写指令;伺服驱动器接收到来自PLC的请求后对接收到的指令进行解析, 并做出应答。

4 总结

为了保证在印花过程中不错花, 必须保证在印花过程中圆网之间的位置绝对同步以及导带与圆网之间的线速度相对同步。通过改善导带的运行特性, 使导带在印花阶段保持一个相对稳定的运行特性, 减小速度波动和使用现场总线技术, 同时对多台电机发送速度指令, 缩短圆网电机间的响应时间差以使圆网同步特性得到改善。

摘要：本文根据圆网印花工艺, 在分析了“错花”现象的成因以及传统印花机的缺点的基础之上, 结合现场要求, 提出了由驱动设备、控制面板、监控设备和PLC构成的圆网印花控制系统的整体方案。运用modbus现场总线通信技术, 确保控制面板、PLC、监控设备之间数据通讯的实时性和可靠性。

关键词：圆网印花机,MODBUS现场总线技术,PLC

参考文献

[1]王永华, 唐济扬.现场总线技术及应用教程:从PROFIBUS到AS-i[M].机械工业出版社, 2007, 1:39-44.

[2]杨宇慧.Modbus协议测试规范国家标准草案的制订及测试系统的开发[D].北京交通大学, 2007:21-27.

[3]张团善.圆网印花机独立传动控制系统研制[D].西安工程科技学院, 7-11.

[4]吕志刚.圆网印花机对花精度检测系统的研究[D].西安工程科技学院, 2003:52-54.

[5]孙小波.圆网印花实时同步系统及网络化[D].华中科技大学, 2004.

8.《圆》教学设计 篇八

关键词：圆形；珠宝设计；构想

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1671-864X（2015）11-0048-01

随着时代进步，社会形态和民族底蕴产生了奇妙的变化，一些过去常用的形态已经被新的形态所取代，但万变归一，总有一些基础形态是不会改变的，圆就是其中之一。当代社会中个性已经是必不可少的元素之一，人与人之间的不同才是美最大的产生点，而珠宝首饰设计这一较复古的行业也在缓慢的改变，首饰设计中的一些经典形态已经开始朝着新的形态转变。

一、解读圆形

圆形是一种完全对称各项均匀到中心距离相等的形状，在自身引力的作用下，圆形是最稳定的形态。在古希腊时期，受当时哲学的影响，圆也被当做最完美的图形，虽然日后古希腊被征服，但它光辉的哲学成就对后世的欧洲造成了深远的影响。中国对“圆”的理解是阴中有阳，正中有负，是一种在不同力作用下互相影响互相协助而成的相对稳定状态。而近现代的文化交融和创新发展，让中国对“圆”的理解也不断进步，融入了更多的成分，在原有的基础上形成了新的形态。例如中国的美学随着外国思想、重要文学著作的引入，不断碰撞融合后，开始了采用西方比较科学的方法和实证，补充了中国古代单纯运用人文及阴阳五行等附和审美及用普通人难以理解的内心感悟来对待艺术的方法。

二、圆形带来的独特设计

我们知道自然界是众多设计师灵感的来源，而圆形则是自然界中无所不在的基础形态。在美学的角度上理解，圆形所包含的有形式与抽象有着双重内涵。从形式上观察，圆形的整体是曲线360度环绕。

在华夏之初，我们的祖先满怀着对世界和天地日月的敬畏及好奇，对圆形有了一丝初步的认知，没有人知道“圆美”这一概念从此刻开始深入骨髓，它潜移默化的影响着我们对事物的看法和审美观，由于圆形带着天地和神灵的寓意，在之后漫长的岁月中，圆形被渐渐的抽象化及象征化，被带入了众多的领域中，在艺术的领域里，它被赋予了内容，本身的性质又带有柔滑、圆润、平和等意义。比如在中国传统艺术绘画的领域中，就对“圆”有着过人的理解，它包含着华夏数千年来艺术家们的经验及审美观，带有着强烈的名族特色。“气韵生动”在中国画中位列第一，它的意义与“圆”的意义无有不同，精神上的圆满，形式的丰满、意蕴的流动是一副画不可缺少的。艺术形态融入艺术境界是绘画作品中很高的境界，浑如一体，完整的精气神圆满正是达到一定境界所必须的。画家将视野从自然中由远看到近，又看到远，这个过程中将生命境界回归到本身所具有的感性形体之上，创造出了“圆”的画面效果，不但增加了艺术的表现感，更是将空间布局位置管理及综合不同的透视将高低变化起伏等装进一副画中，形成了视觉及思维上的统一，这种意境创造而出的作品劲力饱满、气韵悠长，线条如龙，贯穿左右，画面中无处不荡漾着宇宙的规则，及时偶尔的留白所在也有着宇宙气息轻轻流转，“圆”的线条美被完完全全的展现在画面之中。

三、圆形态在珠宝首饰设计中的展望

今时今日，“全球化”的脚步已经越来越大，“地球村”也变成了常常可以听到的词，几乎大部分人都对于“国际文化”有着认同。时间久了一些感觉到失去民族文化传统的人们开始寻找属于我们自己的“国际文化”，在这些人中，有着许些首饰设计师在新的思想潮水中又不得不思考，传统首饰设计里面所遗留下来的一些东西是否可以适应这个新的时代，在如今的设计领域，人们迫切的渴望可以呼唤出自己民族文化的怀念，我们从传统的设计中提取经典形态用在如今的设计中，这是我们必须走的路途。

“圆”是我们本土文化中最经典的形态之一，它带有着中华民族古老的首饰设计感，在图案的象征性上有着重要地位，而可以用在当代珠宝设计中的无疑就很多了，因为它本身的特殊，所以一些本身对立的属性就可以在“圆”的加工下进行完美的结合，例如白金带有的感觉多事阴凉，冷静，而黄金则是火热，热情的感觉，两种金属的在一起的设计总会给人难以结合的奇异感觉，让作品没有了形式上的美观，在“圆”的调和之下，两种不同属性的金属才完美的结合起来，可以给人虚实难测，太极八卦一般的形式感，将两种本来互相对立的金属变成互补且表现的完美无缺。设计这一领域需要由自然带来灵感，再经过设计师的意识改造而成，它所代表的是特殊的感情和意蕴及社会人文，可以毫不客气的说，不同的首饰有着各自文明的缩影，它带有着我们本身民族所特有且多种多样的文化，我们需要关注本身民族所特有的文化风格及工艺，同时也要考虑现代首饰本身所代表的文化沉淀。

四、结语

传承我们本身民族所特有的优良传统文化，设计出既有中华民族特征又具有现代工艺特色的现代珠宝首饰。在这一过程中，找到民族传统文化本身有特有的规律和规则及意蕴在物质上的表现即形态，也就是众多的基础图形。

参考文献：

[1]陈征，郭守国.珠宝首饰设计与鉴赏[M].上海：学林出版社.2008年9月.

[2]吴祖慈.艺术形态学[M].上海：上海交通大学出版社.2003年.

[3]柳林，赵全宜.吉祥图形新视觉[M].武汉；武汉大学出版社.2005年10月.

[4]胡先明.设计要素在首饰中的体现.重庆师范大学学报[J].2006.5

[5]杨爱君.我国珠宝首饰设计现状初探.湖北第二师范学院学报[J].第25卷5.2008.5

9.梦圆九天教学设计 篇九

1、能在阅读过程中读准“人头攒动、浩淼”的读音，并理解“人头攒动、浩淼、喷薄而出”等词语的意思。

2、初步理解“飞船发射成功离不开几代航天人的艰辛努力”。

3、理解课题“梦圆九天”的含义。

情感目标：

通过初步理解“飞船发射成功离不开几代航天人的艰辛努力”，激发学生的爱国情感。

技能目标：

通过查询资料，体会课文含义。

教学过程：

一、录象导入。

1、观看录像(播放录像：神州升天)。

2、交流观看录像后的感受。

3、体会杨利伟登舱时的心情。

师：对呀，“神州”五号发射成功的日子，是我们中华民族飞天梦想成功的日子。今天我们就来学习22课《梦圆九天》。

4、出示课题，齐读。

师：古人用九来表示最大的数字，你能说说带九的词语吗?

九天就是指天的最高处。梦圆九天就是指圆了上天的梦。

二、整体感知。

师：课文就描写了这一激动人心的时刻，请大家读通课文，读准字音，圈出不理解的词和句。

1、学生自学

2、交流自学情况

(1)正音(板书：人头攒动、浩淼等)

(2)质疑(板书学生提出的问题)

三、深入研读。

1、再次观看录像。

师：你们激动吗?哪个时段你最激动?

2、选择你觉得最激动人心的一刻，通过自己的朗读，让大家感受这是一个激动人心的时刻。

3、交流朗读。(随机媒体演示，辅助学习)

倒计时的时刻：

①指名读。

②师生一起倒计时。

飞船升空的时刻：

①指名读。

②朗读评价。

③齐读。

发射成功的那一刻：

出示11节，教师引读。

4、借助资料，学习11节，解疑。

①师：那幸福的回忆是什么呢?让我们借助资料来解决这个问题。(通过“课堂发言记录”系统统计结果，选定一组同学直接上网查询相关网站。)

②小组交流。(随机媒体演示，辅助学习)

③师：是呀，无数航天人为了这一刻，默默地努力着，奉献着，在飞船升空的那一刻，一切的付出都化成了幸福的`回忆。他们都是航天英雄，是杨利伟叔叔的坚强后盾。当杨利伟叔叔凯旋归来时，如果你是杨利伟叔叔的儿子、妻子、同事或上前献花的一名少先队员，会说些什么呢?

④学生自由发言。

四、再解课题。

①师：其实，飞船升空这不仅仅是航天人的梦想，这更是炎黄子孙几千年来的共同梦想。

现在你了解梦圆九天的含义了吗?

②学生交流。

③师引读：月15日，中国航天腾飞的乐章又一次奏响了，中国用自己的飞船将中国的航天员送上了太空。中华儿女在浩淼的宇宙中大显身手!(媒体逐字出现这段话)

10.圆教学案1 篇十

《圆》教学案

第一课时

学习目标：

1、了解弦，弧，半圆，优弧，劣弧，同心圆，等圆，等弧等与圆有关的概念，理解概念之间的区别和联系。重点与难点：

1．重点：圆的相关概念。

2、难点：理解定义圆所应该具备的两个条件

预习导学：

1、举例说出生活中的圆。

2、你是怎样画圆的？你能讲出形成圆的方法有多少种吗？

研习探究：

（一）自学课本Ｐ78---P79思考下列问题：

1.分别用不同的方法作圆，标明圆心、半径，体会圆的形成过程。

2.圆的两个定义各是什么？

3.弄清圆的有关概念？怎样用数学符号表示？ 弦： 直径： 弧： 优弧： 劣弧： 半圆： 等圆： 等弧：

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巩固练习：

一、判断下列说法的正误：

1、弦是直径。

（）

2、半圆是弧。

（）

3、过圆心的线段是直径。

（）

4、过圆心的直线是直径。

（）

5、半圆是最长的弧。

（）

6、直径是最长的弦。

（）

7、半径相等的两个圆是等圆。（）

8、长度相等的两段弧是等弧。（）

二、如图所示，AB是⊙O的弦，半径OC、OD分别交AB于点E、F，且AE=BF，请你找出线段OE与OF的数量关系，并给予证明。

三、试说明直径是圆内最长的弦.已知:如图,AB是O的直径,CD是任意一条非直径的弦.求证:AB＞CD.议一议：

小明和小强为了探究圆O中有没有最长的弦，经过大量的测量，最后得出一致的结论，直径是圆中最长的弦，你认为他们的结论对吗？请用数学理论来证明这个结论。

反思：

本课是一节关于圆的基本概念的一节课，为提高学生的学习兴趣，我从学生熟知的圆的相关内容开始，使学生体会知识的延续与拓展，体会学习的乐趣。

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11.《圆》教学设计 篇十一

关键词：新课程；教材；直线与圆；教学研究

一、新课程的教法理念

新课程改革提倡教师的教学方法的改革，新的教学方法就是学生在教师的指导或引领下积极主动地学习，这是以学生为主体的教学方式，学生参与教学的整个过程，教师发挥引导作用，师生共同解决问题而展开合作，获取数学知识。高中数学的教学过程应注重学生对数学问题的探索过程，课堂教学内容应关注学生的体验。在信息化时代，高中数学课程的教学应采用多媒体等信息技术，促进学生的自主学习，让学生自身得到发展。高中数学的教学采用自主学习，具体的学习方式有：探究性、合作性和综合性学习。新课程背景下不但强调教学效果，而且注重学生的学习过程。有利于培养学生在新知识领域进行探索，培养科学研究能力。这是提高学习效率的一种有效策略，强调知识形成过程的探究，要求学生能理解知识点之间的相互联系，建立系统的数字知识网络，从而为高中数学的学习奠定基础。

二、新课程注重高中数学知识的形成过程

新课程着重强调培养学生数字知识的探究能力，在高中数学教学中，教师应引导学生展开对问题的思考，在教师提出的问题下面，学生应按照思路进行思考。教师注意了解学生的探索研究情况，根据反馈的信息及时进行导向性启发，当学生出现思维偏差时，教师应及时予以纠正，直至学生能够独立解决问题。如例1：在直线方程的一般式中，设置了这样一个探究题：在方程Ax+By+C=0中，A，B，C为何值时，方程表示的直线是：（1）平行于x轴；（2）平行于y轴；（3）与x轴重合；（4）与y轴重合。这样一个问题，对于一般的学生仍存在疑虑。一些学生能够比较完整地写出一般的方程，而对于特殊的直线方程，很多学生还是不会写。例2：在圆的一般方程部分，有这样一个由特殊到一般的思考探究题：方程表示什么图形？方程在什么情况下表示圆？这样的问题就是让学生到一些特殊的二元二次方程表示一个点或不表示任何图形，教师应先给学生留下深刻印象，再来讨论一般方程。

三、新课程重视数学知识的实际应用

很多数学知识来源于实际生活和生产实践，高中数学教学的目的是教师引领学生掌握新的数学知识，能够解决在生活实践中的新问题。学生运用所学到的知识解决一些实际问题，就能够使学生加深对数学知识的理解，在生产实践中学习高中数学，在生活中学习数学，正是新课程所大力倡导的观念。改变了以往教材中直线方程与圆方程这一章很少举例说明知识在实际生活的应用，新课程进行了内容的创新。在直线与圆方程的应用部分就有例题。

四、新课程重视高中数学的一题多解

学生可以通过一题多解，广泛地复习基础知识，总结解题方法，揭示数学问题的实质，培养学生的解题技巧，这样就可以培养学生创新意识和实践能力。高中数学研究多种解法的实质，是灵活运用高中数学知识的体现，它开阔了学生的思路，沟通了数学知识的内在联系，培养了学生应用数学知识解决现实生活问题的能力。如例1.证明平行四边形四边的平方和等于对角线的平方和。在以平行四边形的一个顶点为原点，一边为x轴建立平面直角坐标系进行证明。证明完毕后，提出思考：你是否还有其他建立平面直角坐标系的方法。这样的数学题就体现了一题多解，指出了适当建立平面直角坐标系对证明的重要性。例2.已知平行四边形四个顶点的坐标分别为A（-1，3），B（3，-2），C（6，-1），D（2，4），如何计算它的面积？这是在推导点到直线的距离公式的一条引例，课本给出了两种不同的解法，第一种是利用两点间的距离公式计算平行四边形的高，第二种方法是借助直角三角形面积的不同计算方法来求平行四边形的高。两种不同的解法体现了不同的思维方式，这就要求学生对基本知识掌握的全面性。

五、结论

新课程强调了学生的自主学生，教师引导学生参与到高中数学教学过程中，促使学生关注数学知识的产生和发展过程，使学生体会其中的数学思想方法。教师采用创新的教学方法，从学生自身的学习规律的实际出发，真正提高课堂教学的效果。

参考文献：

[1]玉邴图.新教材中直线与圆方程的教学分析[J].文山学院学报，2010，（3）.

12.斜交桥梁圆曲线锥坡设计方法 篇十二

关键词：锥坡,圆曲线,斜交桥梁,路基边坡

1 问题的提出

根据JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范第3.4.3条第2点“埋置式桥台和钢筋混凝土灌注桩式或排架桩式桥台, 其锥坡坡度不应陡于1∶1.5”, 而常用公路路基边坡坡度也是1∶1.5, 即对于上述桥台, 极有可能出现锥坡最小坡度与路基边坡坡度相等的情况。为便于设计及施工, 可进一步将问题引申为台前护坡、路基边坡坡度均等于锥坡最小坡度的锥坡设计。此时, 各桥头锥坡的起点母线与终点母线处坡度相等, 即两母线等长, 锥坡底面应为圆曲线而非椭圆曲线, 虽然圆是椭圆的一个特例, 但此时文献[1]中的锥坡设计方法相对复杂, 不宜用于此。

2 锥坡方案比选

结合上述分析, 待设计的锥坡有以下特点:1) 台前护坡与路基边坡坡度相等, 且等于锥坡最小坡度;2) 考虑到减少冲刷和结构美观, 锥坡本身与两侧护坡相接处应坡度一致, 且三者的平面投影应两两相切;3) 锥坡底面线形为圆曲线。

假设1∶1.5为锥坡最小坡度, 则同时满足以上条件的锥坡有两种:方案一:全桥锥坡及两侧护坡坡度均为1∶1.5 (见图1) ;方案二:锐角锥坡坡度缓于1∶1.5, 钝角锥坡及两侧护坡坡度采用1∶1.5 (见图2) 。

从图中不难看出, 两个方案各有利弊:方案一虽简单直观, 但锐角锥坡因放坡点与台前护坡坡脚点受桥台盖梁所挡而不通视, 将引起施工不便;方案二虽然锐角锥坡圬工量较方案一略大, 但不存在方案一的不通视导致放样困难问题, 施工简便。故最终采用了方案二。

3 锥坡主要参数

从图2中不难看出, 钝角侧锥坡及锐角侧锥坡起、终点母线在平面投影中的夹角均为桥台斜交角β;钝角侧锥坡底面圆曲线圆心为放坡点的水平投影, 半径为1.5h (h为放坡点到地面高差) 。

锥坡主要参数确定中的难点在于锐角侧底面圆曲线的圆心、半径及圆心角计算。如图3所示, 已知锐角侧锥坡底面圆曲线BCD (C为曲线BCD中点) 分别相切于路基边坡坡脚线AB及台前护坡坡角线BD;过B作垂直于AB的直线BG与过D作垂直于DE的直线DF相交于F点;O点为放坡点在锥坡底面的投影, 则不难推导出:1) OC为角BOD的角平分线;2) F为圆弧BCD的圆心, 且F在直线OC上;3) BF, FD均为圆弧BCD的半径。

因此, 圆弧BCD的半径BF=BG-FG=BG- (BG/tanβ) *tan (β/2) , 代入BG=1.5h得:BF=1.5h×[1-1/tanβ×tan (β/2) ];圆弧BCD的圆心角∠BFD=2×∠BFC=2×[ (90°-β) +β/2]=180°-β。

4 锥坡工程量计算

锥坡工程量计算主要表现为锥体表面积及体积的计算。钝角侧锥坡为正圆锥, 其体积和面积计算均较简单, 故本文仅讨论锐角侧锥坡的相关计算。

1) 体积计算。如图4所示, 锐角侧锥坡为非标准四面体M-OBCD (O点为M点在平面BCD上的投影) , 其体积没有通用的标准公式可采用。实际计算中可将其划分为三个四面体M-OFB, M-OFD及M-FBCD, 前两者可通过标准四面体体积公式计算, M-FB-CD可通过圆心角及标准斜圆锥体积公式求得。

2) 表面积计算。由于平面MOD及平面MOB分别与台前护坡及路基边坡相接, 并非外露表面, 故实际需要护砌的表面积仅为空间曲面MBCD。

由于M在平面BCD上的投影O并不与圆弧BCD的圆心F重合, 故空间曲面MBCD的各母线并不等长, 其展开平面并非标准扇形, 其面积若用纯数学方法进行推导将较复杂。

得益于迅速发展的计算机技术, 目前大量工程计算均可通过EXCEL电子表格程序进行, 极大地提高了工作效率。本文的曲面表面积即可按高等数学中积分的思路, 将曲面划分为若干以M点为共同顶点的小三角形, 通过EXCEL中的VBA脚本程序实现计算。

具体步骤为:a.将圆弧BCD划分为足够短的若干微段, 故可将这些微段视为直线;b.通过前面推导出的圆弧BCD圆心、半径及圆心角可一一计算出这些微段的起终点三维坐标;c.通过微段起终点坐标及顶点M坐标, 可求出各微段与M组成的三角形的三条边长, 继而可求出其面积;d.将以上三角形的面积求和即可得到曲面的表面积。

5 结语

本文介绍了一种斜交桥梁圆曲线锥坡的设计方法, 详细描述了该锥坡各关键参数及工程量的计算过程及方法。该方法较椭圆线形锥坡更易于理解且便于施工, 具有良好的工程应用价值, 可为广大设计、施工人员提供有益的借鉴。

参考文献

13.圆圆圆教学反思 篇十三

教材分析：

儿歌《圆圆圆》中讲述到的东西：皮球、铃鼓、桔子等都是孩子们经常看到的，对此经验非常的丰富，因此在熟悉儿歌时，我不是机械的让孩子看着图片去学，而是先将这些物品一起出示，让孩子自由的进行讲述，通过看一看、说一说在潜移默化中熟悉这些物品，进而熟悉这首儿歌;此外，圆形的东西在我们的生活中是非常普遍的，因此我将给予孩子创编和联想的空间，让孩子编一编属于自己的儿歌《圆圆圆》。

活动目标：

1. 在看看、说说中熟悉儿歌内容。

2. 能根据原有儿歌格式替换儿歌中圆形物体的形象，仿编出新的儿歌。

3.感知圆形物体在生活中的广泛运用。

活动重点：

熟悉儿歌内容。

活动难点：

仿编儿歌。

活动准备：

1. 根据儿歌内容制作的PPT《圆圆圆》。

2. 图谱《圆圆圆》。

活动过程：

一、出示图片：皮球、铃鼓、挂钟、盘子和桔子，引起幼儿活动兴趣。

1. 教师：今天老师给小朋友带来了一些图片，你们认真它们吗?(幼儿看看说说。)

2. 教师帮助幼儿学习用普通话说说它们的名字如：皮球、铃鼓、挂钟、盘子桔子。

3. 教师：这些东西你有没有发现他们都是什么形状的?(鼓励幼儿仔细观察，能够发现这些东西都是圆形的。)

4. 小结过渡：真有趣呀，这些东西都是圆形的，今天老师还要给你们念一首儿歌，它的`的名字就叫《圆圆圆》。(引起幼儿倾听儿歌《圆圆圆》的兴趣。)

二、组织幼儿熟悉儿歌。

(一)教师朗诵儿歌一遍。

1. 教师：你听到老师说了什么呀?(鼓励幼儿结合自己听到的进行反馈。)

2. 教师进行相应的总结。

(1)如：幼儿说到：皮球。 教师：还说了皮球什么?再想想?

小结：皮球圆圆。(并出示相应的图片，带领幼儿一起说一说。)

(2)其他的引导方式同上。

(3)若幼儿不能将所有内容都反馈出来，教师可以朗诵第二遍。

(二)教师朗诵儿歌第二遍。

1. 教师：刚才我们听到了XX和XX，现在还听到了什么呀?(鼓励幼儿继续结合自己听到的进行反馈。)

2. 教师进行相应的总结。

重点：引导幼儿说说好最后一句“看看桔子，还是圆圆圆。”

(三)组织幼儿完整朗诵儿歌内容。

1. 第一遍：

教师：我们一起来念念这首有趣的儿歌吧!(教师带领幼儿一起朗诵。)

2. 第二遍：

教师：这一次老师不念了，宝宝自己念好吗?(教师播放PPT，引导幼儿自己看着图片进行朗诵，不会的地方教师给予及时的帮助。)

3. 第三遍：

教师：宝宝们刚才有几句你们不会，老师帮助了你们，这一次自己念好吗?(教师出示完整的图片：引导幼儿自己看着图片响亮的念。)

三、组织幼儿仿编儿歌。

1. 教师除了刚才这些东西是圆圆的，你们还知道哪些东西是圆圆的呀?(鼓励幼儿结合自己的生活经验进行讲述如：苹果、太阳、月亮、轮胎、方向盘、西瓜等等。)

2. 教师将幼儿说的东西用简笔画的方式画出来。

3. 出示大图谱：

(1)教师：看，这是老师为你们准备的，我们把自己想到的圆的东西放到这张图里，就可以变成自己的儿歌《圆圆圆》了。

(2)教师根据幼儿的意愿，将图片分别放入图谱内，然后组织幼儿一起念念自己创编的儿歌，体验成功的乐趣。

四、延伸活动。

1. 组织幼儿继续创编儿歌《圆圆圆》。

2. 组织幼儿创编儿歌《方方方》

活动反思：

14.认识圆教学设计及反思 篇十四

六一班：郝变红

教学目标:

1、让学生初步掌握圆的特征，会用各种方法画圆。

2、体验数学与日常生活密切相关，能用圆的知识来解释生活中的现象或用生活中的现象来解释圆的特征。

3、使学生通过想象与验证、观察与分析、动手操作、合作交流等活动，获得基本的数学知识和技能，进一步发展学生思维能力和初步的空间观念。

教学重难点:

进一步认识圆的特征及其内在联系，使学生深切体会圆的特征与我们的生活紧密相连,并学会用圆规画标准圆。

学具准备 ：

圆规、直尺、两个圆形纸片。

教学过程

一、在生活情境中感知圆

1、比眼力游戏：

老师手里拿线绳持一物体，绕一周想一想物体走过的路线是什么形状的？

2、对于圆，大家一定都不陌生吧！在我们的日常生活中，你们在哪儿见过圆形？（生举例，教师强调-----物体表面是圆）其实圆在我们的生活中随处可见，让我们一起来欣赏生活中美妙的圆。（屏幕播放课件）正是因为有了圆，我们的世界才变得神奇而美妙。这节课让我们一起走进圆的世界，去探索其中的奥妙。（板书课题）

二、在观察比较中感知圆

师：我们举出了这么多的生活实例，那么圆到底是一种什么样的图形呢？它和我们以前学过的平面图形有什么不同？（课件演示）

学生汇报，教师小结：通过学习，我们进一步认识了圆，知道圆是由曲线围成的平面图形。

三、在探究活动中掌握圆的特征

1、画圆 师：课前老师叫你们准备了带圆形的、可以画圆的工具。谁给大家说一下你是么做的？

师：（提问的时候有意识的先问利用圆形物体画的同学，最后才问用圆规画的）

师：当然我们可以用不同工具画圆，但最常用的还是圆规。

师：谁来向大家介绍一下用圆规画圆的方法？

师：现在请大家用圆规在练习本上画一个圆。（教师示范画圆）画好的同学在小组内互相看看，所画的圆有什么不同？（生：大小、位置不同）

2、认识圆各部分的名称

师：那么是什么决定了圆的大小和位置呢？请大家拿出准备好的圆形纸片按要求操作（课件出示操作要求）。

（1）学生通过动手认识圆心，同时结合自学提纲理解圆心、半径、直径定义。小组交流自学成果，全班展示汇报。

（2）在所画的圆中找出出圆心、半径、直径，并用字母表示出来。指名在黑板完成以上操作。回归问题：什么决定了圆的大小、位置？

（3）及时练习（课件出示）

师：听到同学们精彩的回答，老师真的感到很欣慰，这都是同学们努力的结果。只要你肯脑筋，相信等会儿你还会有更大的收获！

3、探究圆的特征 课件出示活动要求：

（1）、请同学们在画好的圆中画半径，10秒钟，看能画出多少条？直径呢？

（2）、请同学们用直尺量一量画出的半径、直径，你发现了什么？小组内交流你的发现。

(3)、展示交流成果。根据学生回答，教师板书。

教师追问：你画的半径和你同桌的相等吗?加深理解“在同圆或等圆中”(课件出示)在同一个圆或等圆里，所有半径都相等，所有直径都相等，半径是直径的一半，直径是半径的两倍。

四、巩固：课件出示练习题 1．半径和直径的相关计算。2．概念的判断和识别。

3、画一个直径5厘米的圆，并用字母标出圆心、半径、直径。

五、应用新知解决问题：

通过刚才的学习，我们不仅认识了圆，而且掌握了圆的特征和圆的画法，下面就让我们用这些知识来解决一些问题。

1．自行车轮子为什么要设计成圆形？车轴应装在什么位置？（课件演示）2．学校要建一个圆形花坛，你能帮助画一个半径为10米的圆吗？

六、总结

同学们，在生活中圆被广泛地应用着，成为美的使者与化身，短短一节课，要真正走进圆的世界是不现实的，我们只是走“近”了圆的世界，希望大家能从圆的认识中更加喜欢数学，感受数学那份特有的美丽，让我们伸出手指用画圆的方式为我们今天这堂课画上一个圆满的句号。

《认识圆》 教学反思

圆的认识一课已经上完了。记得当时上完我真是长长的吁了一口气，心想，总算可以稍事休息了。然而，真正上完课，听完各位老师的点评，再回顾自己准备、上课的过程，却发现要思考学习的东西远未结束，要走之路更是还很长很长。

这次上课我选定的内容是圆的认识，本课一共三个例题，例1让学生通过对折和自学认识圆各部分的名称，例2通过画、量、比探究圆的特征，例3让学生学会用圆规画圆。结合教学目标、自己的课堂把握能力和之前对班级学生学情的了解，我将例1和例3调换顺序，设计了如下6步相对稳妥的能较好达成目标的教学过程：

一、联系生活，充分感知圆的无处不在。

二、从已学的平面图形导入，初步感知圆与其他平面图形的区别。

三、尝试画圆，通过画圆掌握圆规画圆的方法。

四、通过活动和自学认识圆各部分名称。小组合作探究圆的直径、半径的关系。

五、解决问题

六、总结

确定步骤之后，我左思右想，横看竖看，觉得这应该是比较稳妥和扎实的教学设计了，但真正到了教学过程，还是发现了很多问题：

1.教学环节的设计没能真正确保教学目标的达成

如果单从教案的文字设计看，一切目标都尽在表述当中，看教案设计总会有一种一切尽在掌握的感觉。但到实际上课环节，在与学生的实际互动中，我会发现有些教学环节并不一定按我开始预设的那样发展与得到落实，如自学环节学生对半径、直径的认识就落实得不是很到位，小组成员间的讨论交流进行得也不充分。

2、重点环节课堂处理应更细化与求精。

15.《圆》教学设计 篇十五

天线作为一种用来发射或接收无线电波的部件,在无线通信系统中起着至关重要的作用。随着空间技术和通信领域的发展,圆极化天线以他强大的优势,在无线领域中发挥着重要作用。线极化波容易在传输环境中发生极化偏转造成衰减,圆极化波遇到障碍物会反向。直射波和反射波会有极化隔离。具有很强的抗干扰能力和防雨雾能力。在民用和军用领域被广泛使用。现代无线通信事业的发展,卫星导航定位系统在人类社会的生活中起着的作用已经越来越重要。他们天线的极化方式都是圆极化,因此研究圆极化天线便有很重要的作用。圆环缝隙结构天线是圆极化天线的典型结构.下面对圆环缝隙结构(简称环缝结构,如图1所示)的频率特性进行分析.环缝结构天线是一种微带结构,基片的一面是接地板,上面开了一个环形缝隙,另一面用开路微带线馈电。其坐标系如图2所示。

理论上,在无限大导电平板上的环形缝隙,可看成是面磁流的环形分布,可表示为

M(ρ,)=(ρ,)n

式中: Ea是口面电场,n是垂直于口面的单位矢量。环缝天线的远场方向图根据电矢量位法计算求得,假设接地面无限大,不考虑边沿绕射场的影响,远区电场的Eθ和EΦ分量可按两种情况分别求出。

近似求解缝隙内的场分布,等效为求解环形均匀分布磁流元的场分布。

当Φ'=0和Φ'=п时,环缝内的场主要集中分布在相应的两个区域内。可以看出,当时αk0=1,环缝天线工作在基模状态。这时天线在垂直于环缝所在平面的方向上增益最大,即天线方向图主瓣指向这一方向。随着模式的增高,天线的表面波和高次模激励将严重影响天线的轴比情况。如要获得良好的轴比,在设计时要求天线工作在低阶模式以及基模状态。用HFSS仿真软件对环缝天线进行仿真可知,环缝天线工作在基模状态时,在其内半径约等于一个波长时谐振,环缝半径越大,基片尺寸越大,则工作频率越低。环缝内场主要集中分布在Φ'=0和Φ'=п时相应两个区域内。研究表明在天线接地板相应区域的环缝上添加矩形槽或十字形槽可以明显改变天线输人阻抗匹配状况,显著增加天线的带宽。

2 圆环缝隙天线圆极化实现原理

实现圆极化天线的基本原理:产生两个幅度相等、相位相差90°的空间正交线极化电场分量,对圆环缝隙天线也不例外。本文采用两个位置垂直的馈线,保证加在它们上面激励的幅值相等,相位差90°,则天线即可以辐射圆极化波。

采用了如图3所示的天线结构。介质板介电常数 =4.4,介质板厚度h= 0.8mm,介质板尺寸为28 X 24;环缝内半径r1=5.7mm,环缝外半径r2=7.7mm;采用T型功分器产生两个幅度相等,相位相差90°的空间正交线极化电场分量,两个耦合臂长度l=6.5mm,圆环中心距耦合臂距s=4mm, 50Ω馈线距中线(Y轴)距离d=3.9mm(两馈电臂长度差为8.2mm。相应的S11参数、AR曲线方向图以及交叉极化图如图4,5,6和7所示。

3 进一步扩展天线带宽设计

在接地板的环缝上添加十字形槽,天线结构如图7所示。

天线相关尺寸:介质板尺寸为32 X 30;环缝内半径r2 = 8.2mm,环缝外半径r1=10.2mm;馈电臂长度l=8.4mm,圆环中心距馈电臂距离s=2.6mm,两馈电臂长度差为9mm,十字形槽宽度u=1.2mm。相应的S11参数、AR曲线方向图以及交叉极化图如图8、9、10和11所示。

对比无十字形槽天线仿真结果,添加十字形槽的圆极化天线的阻杭带宽为4.45到5.50 GHz.在4.75到5.45GHz范围内这种方法能在不显著增加天线体积的情况下,将天线带宽增加一倍。

4 结语

在改善圆极化天线频带宽度的基础上,研究了在环缝天线上添加十字形槽扩展天线带宽的方法,并设计制作了一种基于圆环缝隙结构的左旋圆极化天线,在天线接地板上添加了十字形槽.并用hfss仿真天线的频率特性通过比较天线频率特性,其改善效果十分明显,而且具有很强的可操作性。

摘要：就圆环缝隙结构的圆极化天线进行理论分析,提出在微带天线接地板上添加十字形槽以拓展天线带宽的方法,并设计出左旋圆极化可重构微带天线.对比仿真结果,添加十字形槽的圆极化天线的阻杭带宽为4.45到5.50 GHz.在4.75到5.45GHz范围内这种方法能在不显著增加天线体积的情况下,将天线带宽增加一倍。

关键词：圆极化,圆环缝隙结购,十字行槽,宽带

参考文献

[1] 王安国,张佳杰,王鹏,等.可重构天线的研究现状与发展趋势[J].电波科学学报,2008,23(5):997-1002.

[2] 杨雪松,王秉中.可重构天线的研究进展[J].系统工程与电子技术,2003,25(4):417-421.

[3] 林昌禄.近代天线设计,北京:人民邮电出版社,1990,3-5

[4] K.Chang,RF and microwave wireless systems,New York:Wiley,2000

[5] E.Lee,P.S.Hall and P.Gardner,Compact wideband planar mono poleantenna,IEE Electron.Lett,1999,35,2157-2158

[6] D.Schaubert,F.Farrar,S.Hayes,etal,Frequency-agile,polarization diverse microstrip antennas and frequency scanned arrays,US Patent#4,367,474,1983,Jan(4)

[7] J.K.Smith,Reconfigurable program(RECAP),DARPA(美国国防高级研究计划署),1999

16.巧添辅助圆　　 篇十六

例l如图1，△ABC和，△ACD都是等腰三角形，且AB=AC=AD，∠BAC=48°，求∠BDC的度数

分析 由条件AB=AC=AD，不妨以点A为圆心，AB为半径作圆，由AB=AC=AD知点C、D都在⊙A上，这样就构成了圆周角∠BDC与圆心角∠BAC同对弧BC，故∠BDC=1/2∠BAC=24°

例2如图2，若PA=PB，∠APB=2∠ACB，AC与PB相交于点D，且PB=4，PD=3，则AD·DC等于()。

A，6

B，7

C，12 D，16

分析 以P点为圆心，PA为半径作圆，由PA=PB、∠APB=2∠ACB可知B、C两点都在⊙P上。延长BP交⊙P于点E，因为PB=4，PD=3，所以BE=8，DE=7，BD=1。由相交弦定理得AD·DC=DE·BD=7，故选B

例3在AABC中，AB=I，BC=2，则∠C的取值范围是________

分析如图3。先作出线段BC，点A可以看成一个动点，它与点B的距离始终等于1，即点A在以点B为圆心，1为半径的圆上，当CA与⊙B相切时，BA⊥AC，△ABC为直角三角形，由AB=I，BC=2知∠C=30°，而点A在⊙B上的其它位置(线段BC及其延长线与⊙B的两个交点除外)时，∠C都小于30°，所以∠C的取值范围是0°<∠C≤30°

例4 在锐角△ABC中，AB=1，BC=2，则AC边长的取值范围是

分析许多同学在解这道题时常常不注意“锐角三角形”这个条件，得出错解1

17.梦圆飞天教学设计 篇十七

1、面向学生：小学

2、学科：语文

3、课题：苏教版语文五年级上册6《梦圆飞天》

4、课时：2课时

5、学生课前准备：

1)初读课文，读准字音，读通句子。

2)上网搜索有关我国航天事业发展的资料。

3)上网搜索“神舟”5号飞天对我国航天事业发展的重大意义。

二、教学目标

知识目标：学会本课生字，正确、流利、有感情地朗读课文;理清课文脉络，给课文分段，加深对课文内容的理解。

技能目标：指导学生精读感悟，体会飞船发射过程人们的心情。

情感目标：通过朗读，体会各个场面的气氛和人们的心情。借助多媒体课件声情并茂的特点，引领学生，把学生带入梦圆飞天的真实场景中，感悟激动人心的场面,激发学生的民族自豪感。

三、教材分析

《梦圆飞天》是苏教版五年级语文下册第二单元中的一篇讲读课文。这篇富有时代气息的课文按事情发展的顺序详尽地记叙了“神舟”5号飞船载着航天员杨利伟首次飞行太空的过程，表现了中国人民实现飞天梦想的无比喜悦与自豪。文章通过“送行――发射――问候――梦圆”的顺序，生动地描述了“神舟”5号飞船成功发射的过程，表达了中国人民实现飞天梦想的无比喜悦与自豪。

教学重、难点：

想象课文描写的情景，体会“神州”5号发射成功时人们无比激动、自豪的思想感情，能结合给自己留下深刻印象的一些场面谈谈自己的感受。

教学准备：

多媒体课件

1、有关“飞天”的图片，在百度中搜索《梦圆飞天》课件，并对其进行筛选、整理，制作适合学生及自己的PPT课件，用于课堂教学。

2、学生课前查阅有关“我国航天事业发展”的资料。

教学之前，使用百度搜索引擎，搜索《梦圆飞天》的相关教学材料，找了很多优秀教案及课件作参考，了解到学习的重点和难点，确定本课的学习形式和方法。用百度搜索下载“神舟”5号飞天时的情景视频，课堂放给同学们看，给学生视觉、听觉上的直观感受，让学生融入到情景中去。

四、教法、学法

结合教材特点和学生实际，采取“一法为主，多法相辅”的教学策略，优化结合。

(一)教法

本课的教法是：朗读――讨论交流――反馈――小结这一过程进行。这样能体现出以教师为主导，以学生为主体的教学方法。

(二)学法

通过阅读――讨论交流――反馈的环节进行，这样能便学生在学习中动脑、动口、动手，开拓视野，加深巩固，培养学生在阅读中大胆提问，积极参与探索。

阅读教学过程是每个学生潜心读书，获得个人体验和独特感受过程;是学生、教师与文本对话、思维碰撞情感交流的过程;是教师引导学生在阅读实践中处我构建、学习阅读、促进表达的过程。

五、教学思维及设计理念

《全日制语文课程标准》(实验版)以崭新的设计理念指出语文教学要“全面提高语文素养，丰富语言积累，发展语感”。本节课的教学设计着重于以下两个方面：

1、教法与学法有机结合,让学生逐渐学会学习，学会读书，学会阅读感悟。

2、引导学生凭借具体的语言文字和影片视频感受那激动人心的时刻，然后通过有感情的朗读,去表达自己独特的感受，从而培养学生的爱国情怀。

六、教学过程

(一)创设情境激情导入

1、学生畅谈自己的梦想。

出示图片：

“嫦娥奔月”

“敦煌飞天壁画”

“神舟五号”

千百年来，中华民族一直都有一个飞天的梦想，从“嫦娥奔月”到敦煌飞天壁画，无不寄托着这一梦想。直到“神舟”5号发射成功，这个梦终于圆了!

2、今天我们就来学习第6课，“梦圆飞天”，再一起来感受这一梦圆时刻。

板书：梦圆飞天

(二)自学反馈

学生展示自己课前搜集的“航天事业”的成绩。

袁晓凡：“神舟”5号的资料

袁倩：中国航天事业的发展

袁华心：航天英雄―杨利伟

(三)初读课文，读准字音，理清课文脉络

自由朗读课文，理清课文脉络。

(1)写人们为“神舟”5号和杨利伟送行时的场面。

(2)写发射的场面扣人心弦。

(3)写杨利伟在太空中问候大家。

(4)点明了此发射飞船的重大意义。

(四)披文入情朗读感悟(以学生最感兴趣的场面开始)

自读课文，划出令你感受最深的句子读一读，体会体会，并把你的感受简单的写在书的空白处。

1、感受成功――发射

(1)“随着发射时间一秒一秒地逼近，人们的心弦都绷得紧紧的，似乎可以听见自己急促的呼吸声”，想象当时的紧张气氛。

(2)让学生扮演指挥员，演练“十、九、八……点火……起飞……”读出现场特有的气氛。

(3)播放发射录像，激发学生想象力。

(4)引导学生体会“飞行正常”四个字的含义

(5)“指挥大厅里一片欢腾，每个人的脸上都洋溢着澎湃的激情，胜利的喜悦和无限的自豪。……”这句话朗读时要读出节奏感，读出内在的一层比一层更强烈的感情。

(6)回归梦圆。

我们之所以这样喜悦，这样自豪是因为“浩瀚的太空从此写下了中国人的名字，留下了中国人的脚印。中华民族千年的飞天梦想，今朝终于成真了!”让我们带着喜悦与自豪大声地说，我们终于“梦圆飞天”了。

2、激情问候

(1)当飞船运行到第七圈，距地面343千米时，杨利伟神情地向地球发回了问候。

出示：“向世界全国人民问好……”

读这段话时，注意指导学生体会杨利伟当时的激动和难以抑制的豪迈之情。

a、指名读。

b、齐读，读出心中的豪迈

(2)回归梦圆。

我们之所以能够发出这样的问候是因为“浩瀚的太空从此写下了中国人的名字，留下了中国人的脚印。中华民族千年的飞天梦想，今朝终于成真了!”我们终于“梦圆飞天”了。

3、欣赏美景

(1)而最让我们大家感到兴奋就是在太空看到的景色和我们可爱的地球了!

出示：“蔚蓝色的地球披着淡淡的云层……”

a、谁来读好这一节,向我们大家介绍介绍!指名朗读,感受太空的神奇和地球的美丽。

b、课件展示太空景色。

(2)回归梦圆。

我们之所以能够欣赏到这样的美景是因为“浩瀚的太空从此写下了中国人的名字，留下了中国人的脚印。中华民族千年的`飞天梦想，今朝终于成真了!”我们终于“梦圆飞天”了。

4、永远铭记

20xx年10月15日是一个令全世界华夏儿女难忘的日子。又一次回归梦圆，齐读“浩瀚的太空从此写下了中国人的名字，留下了中国人的脚印。中华民族千年的飞天梦想，今朝终于成真了!”我们终于“梦圆飞天”了。

(五)拓展延伸情感升华

1、神州五号成功了，神舟六号、神舟七号也成功了，神舟八号的发射也于去年11月成功发射。

师过渡：让我们在一次读响让我们所有中国人振奋的话语。(出示课文最后一自然段)齐读，再一次回归梦圆。

2、作为一个中国人，近几年，国家还发生了哪些令你骄傲的事情?自由回答。

3、幻灯片展示，一起分享我国的骄傲。

(六)总结全文，激励学生

“神舟5号”的发射成功带给我们的不只是激动与喜悦，更多的是思考与启示。祖国的未来就是我们的未来，祖国的命运与我们每个人息息相关，希望同学们能承载着祖国的梦想，充满希望和信心，扬帆起航。

(七)作业(二选一)

1、搜集有关“神舟六号”、“神舟七号”“神舟八号”飞船发射升空的资料在班级中介绍。

2、和自己的伙伴们合作，把自己搜集到的有关“航天事业”发展的资料整理成手抄报，在班级内展示。

【板书设计】

梦圆飞天

送行―――――发射―――――问候―――――梦圆

18.《圆》教学设计 篇十八

全球卫星定位系统是通过接收卫星信号向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务, 不仅在经济领域占据重要地位, 而且在军事方面也有不可替代的作用。当前, 美国的GPS、俄罗斯的GLONASS已经广泛被应用, 欧洲的Galileo和中国的北斗均都服务于社会。未来的卫星定位导航系统为了提高定位精度和解决单一系统覆盖空白的问题, 必将采用多种卫星导航系统相兼容的模式。各个系统各有优劣, GPS发展时间长, 技术成熟, 应用广泛, 但出于国家安全利益考虑, 美国的GPS一直没有承诺对民用服务的连续性;GLONASS的抗干扰能力强, 但是系统运行状态不稳, 同时编码方式特殊;Galileo相对精准, 但何时启用还没有时间表;北斗系统在一般导航系统的基础上提供了交互通信能力, 现已进入应用推广阶段。再者, 单一使用一套系统进行定位不可避免存在误差以及信号接收的稳定。开发同时兼容多种卫星导航系统、实现多模融合的卫星导航终端, 是卫星导航产业发展的必然趋势。

微带天线因其尺寸小、成本低、重量轻、容易成型、便于获得圆极化等优点, 在移动通信和卫星导航等领域获得了广泛的应用。但是, 贴片天线的缺点是带宽较窄, 为了使导航天线能够覆盖包括GPS、GLONASS和北斗导航系统的民用频段, 可以采用多层贴片的叠层结构产生多个谐振频率, 从而形成多频段收发天线, 问题的难点在于如何设计多层贴片天线的馈电结构。本文设计了四层贴片的圆极化天线的一种馈电方式, 并计算了其辐射带宽和轴比带宽等重要技术指标, 最后对如何改善四层贴片圆极化天线的轴比作一些讨论。

二、四模圆偏振天线的结构和馈电方式

贴片馈电技术通过同轴线探头馈电, 只需把接头中心导体从地面延伸到贴片, 直接给贴片馈电, 同轴线的屏蔽层接入天线的地板 (如图1所示) 。常见的单馈点圆极化贴片天线结构简单、无需额外的馈电网络, 但是其驻波和轴比带宽均很窄, 并且在加工试验中很难调整。本文采用双馈点法, 在单馈电的基础上, 转动馈点的位置90º, 在新的位置上在馈入一个和原馈电信号相位差90º的新信号, 以使微带天线激励起两个幅度相等和相位差为90º的正交模, 这样就能得到圆极化辐射。通过仿真分析设计了一个覆盖GPS、北斗、GLONASS、伽利略导航频段宽带圆极化贴片天线, 这种天线结构紧凑、便于加工。

三、四层微带天线理论分析

以双层微带天线作为推导例子, 假设下层贴片的谐振频率为f1a, 边长为Le1;上层贴片的谐振频率为f2 a, 边长为Le2, 有:

式中, c为自由空间的光速。

式中, ε1和ε2分别代表下层衬底的相对介电常数和上层衬底的相对介电常数;h1代表下层衬底的厚度;h2代表代表上层衬底的厚度。

带宽可以通过增加衬底的厚度t和降低衬底的介电常数来εr实现。带宽往往也是性能参数的最主要限制, 阻抗带宽可以由以下的经验公式求得:

式中, λ为自由空间波长;W和L分别代表贴片长宽。

其中带宽定义为VSWR小于2∶1时的带宽相对于中心频率的百分比。

阻抗带宽在一定条件下随着微带天线厚度的增加而增加, 而厚度的增加会使表面波和高次模的激励更加严重, 从而恶化轴比性能。

四、天线的技术性能

利用层叠结构提高天线带宽一般是多贴片耦合方式, 多个谐振频率相互靠近, 最终就会形成一个频带延宽的多频点谐振电路。层叠微带贴片天线示意图如图2所示, 该天线由四块衬底、四块馈电贴片以及底部两块衬底 (简称SUB1) 与顶部两块 (简称SUB2) 之间空气层构成。此空气层为了SUB1与SUB2两者不相连, 以防相互影响。

此天线的La反射系数仿真曲线如图3所示, 天线的Lb反射系数仿真曲线如图4所示, 可以看出该天线小于-10d B阻抗带宽, 能满足多模天线的接收要求。

此天线在1214MHz和1585MHz两个频点的两个主平面功率增益方向图分别如图5和图6所示。经过不同结构大量仿真试验, Lb轴比如图7仍未达到理想指标, 有待一步工作开展研究。该天线在1585MHz频点的主平面轴比方向图分别如图8。可以看出该天线具有良好的增益覆盖和圆极化轴比特性。

五、天线轴比太大的原因分析和改善方法

运用谐振方式计算SUB1层贴片天线介质中电磁场分布 (如图9所示) , 馈电线穿过下层贴片天线, 破坏了下层天线结构对称性, 同时电磁场分布变弱, 造成轴比过大。

提出改善方法, 在模型X, Y轴上挖出四个孔心与原点等距离的介质孔, 增加天线对称性。仿真结果可观察出轴比有所改善 (如图10所示) 。

六、结束语