不久前的浙江省“互聯網+”大學生創新創業大賽上,來自杭州電子科技大學的銘戈科技團隊取得了金獎,讓我們走進這個團隊,一起來了解他們的作品吧
作品背景與賽果
移動通信基站,負責在一定的無線電覆蓋區中,通過移動通信交換中心,與移動電話終端之間進行信息傳遞。然而,有時手機接收信號弱,基站維護人員會帶著便攜式儀器檢查基站設備。基于此應用情境,杭州電子科技大學一個學生創新創業團隊開發出“基站維護測試神器”,不僅對國外生產的擔任此功能的駐波儀有替代作用,實現國產自主化,還能大幅降低價格至1000元左右。
該基站維護測試神器,名為“便攜式矢量網絡分析儀”。它的功能是,基站發射信號弱,手機網絡卡阻,基站維護人員攜“此網絡分析儀”檢查信號發射狀況,分析出基站天線是否有松動,電纜是否沒接好等影響網絡的變量,并進行修復,從而恢復基站正常功能。
這個叫銘戈科技的杭電創新創業團隊,憑借這個“便攜式矢量網絡分析儀”,在不久前結束的第八屆浙江省國際“互聯網+”大學生創新創業大賽決賽中獲得金獎,從而獲得參加“互聯網+”大學生創新創業大賽全國總決賽的入場券。而且該項目獲頒浙江省賽7個“金鑰匙”之一,得到落地通行證,經評審可獲得5-20萬元無償創業資助。
便攜式矢量網絡分析儀
電子測量儀器一般包括數字示波儀、頻譜分析儀、信號發生器、網絡分析儀等。銘戈科技全國產自主研發的矢量網絡分析儀,主要聚焦在射頻微波電路測量。在電子學理論中,電流流過導體,導體周圍會形成磁場;交變電流通過導體,導體周圍會形成交變的電磁場,稱為電磁波。電磁波頻率高于100kHz時,電磁波可以在空氣中傳播,并經大氣層外緣的電離層反射,形成遠距離傳輸能力。具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波被稱為射頻。微波是指頻率在300MHz-300GHz之間的電磁波。微波除了應用于5G移動通信的毫米波技術,在信息傳遞上應用廣泛。
“我們研發的射頻微波網絡測試儀,通過測試電磁波收發通路,獲取其散射參數,進而看到傳輸通道幾乎全部特性,比如信號的反射、串擾、損耗等,分析電路狀況,從而改善信號傳遞,保證收發鏈路功能正常的目的。”核心研發人員、杭電通信學院大三學生江逸寧同學說。
在杭電通信學院的科協創新實驗室,江逸寧為記者演示了這個“測試神器”。它將一巴掌大的長方形的儀表盒子的線頭,接上某射頻電路,儀表顯示屏上出現電波圖形。“如果電波圖形,和被測試電路板上已繪制好的電波圖形吻合,說明該射頻電路發射性能優良,如果出入大,說明該電路傳輸信號會有問題。”江逸寧告訴記者。
“矢量網絡分析儀的原理是,通過向被測試電路端口發射信號,分析儀測試端口入射波、反射波間的參數關系,得到被測電路的散射參數。電路結構信號有理想參數,儀器接收到的反射波和理想參數比對,如果差距偏大,說明電路有問題或者斷掉了。如果不知道電路結構是怎樣的,通過網絡分析儀測試,測出的數據,也可以幫助判斷這個電路結構是怎樣的。這些功能在射頻微波信號發射中具有廣泛應用場景。”銘戈科技的指導老師、杭電通信學院教授張福洪說。
射頻電路的網絡測試,具有廣泛應用場景。記者了解到,當前電子信息類學科競賽在高校開展廣泛。大學生智能車比賽、電子設計競賽、航模競賽等等,都要用到無線信號傳遞,比如“智能車的通信模塊”“航模比賽的遙控裝置”,就要用到射頻電路發射信號。
學校競賽氛圍
“像杭電這樣的電子信息特色高校,大學生學科競賽的60%以上都涉及到射頻電路設計,以往測試電路網絡性能,需要到實驗室排隊借用專用儀器,這些儀器動輒數十萬價格,學生需求量大,用起來非得小心翼翼,效率很受影響。”銘戈科技的另一位指導老師、杭電教務處副處長戴紹港教授表示,最近兩年,杭電專門配置了學生自己研發的便攜式矢量網絡分析儀,1000塊左右一個,直接配到社團,學生使用起來方便高效,有力促進了學校在各種電子類學科競賽中拿到好成績。