天线达人:小细节可能成就大创新

撰稿:传媒中心  
2013-07-18

  发现生活中的不便,你会怎么办?也许有些人会选择埋怨,但是张循和他的天线达人团队却想着去解决这个不便。他们不仅将问题解决,还拿这个项目去参加福建省“挑战杯”的比赛,并获得了特等奖。

从感应卡失灵找到灵感

  天线达人团队有7个成员,分别是:张循、林庆炜、林森、刘钰伟、黄文婷、林婷和詹宏。这7位同学都是我校信息科学与技术学院的学生。他们参加“挑战杯”的作品是《用于电子商务的小型化天线设计》,这个作品的灵感来源于感应卡失灵。

  “现在很多地方都会使用感应卡,但是有的时候感应卡会失灵,这样就很不方便,当时我们正在学《天线与电波传播》,就向授课老师林斌咨询这个问题,林斌告诉我们这是感应卡天线反馈性能不好引起的,在电子商务射频识别领域,也有一些类似这样的问题,都需要进一步改进。”张循说。

  因此他们利用自己的专业知识,想办法改进天线的性能,并设计了一款分形折叠天线。这款天线的谐振频率为2.44GHz,回波损耗的最小值为-11.23dB,带宽为71MHz(2.416-2.487GHz)。

用三种方法改进天线

  这款天线可以满足感应卡的需求,但是还不足以用在电子商务领域(一般电子商务要求回波损耗最小值应在-20dB以下,工作带宽应大于200MHz)。

  为了能够让自己的产品适用于电子商务领域,天线达人团队提出了三种改进的方案:附加无源贴片、微观分形结构和镜像补偿结构。

  利用改进方案设计出来的天线性能明显提升,其中,使用镜像补偿结构的改进型方案的性能提升最为明显,回波损耗最小值为-46.27dB,带宽为544MHz(2.251-2.795GHz),而且能够让天线在两个频率范围内工作,天线的尺寸也大幅度缩小,频带的宽度也拓宽。

  这款天线成功解决了目前市场上一些成熟天线存在的缺陷:尺寸过大、回波损耗最小值不够低、工作带宽小、难以双频工作,稳定系数低等。

  “我们设计的天线回波损耗更低,工作带宽更大,全向特性好,更重要的是天线尺寸能够得到很好的压缩,可以在有限空间中进行折叠,实现天线的小型化,保证天线可以放入电子商务终端或卡片中。”张循说,“除了用于电子商务的物流,这款天线还适用于零售、防伪、交通、图书和航空等领域。”

  制作天线的成本是这项技术能否广泛应用于电子商务领域的一个重要因素。“因为体积小,因此使用的材料也相对少,这款天线的成本很低,如果能够大规模批量生产,并改进制作工艺,天线的成本将更为低廉。”林庆炜说。

让学生自主设计造就的创新成果

  “能取得这些成果很感谢林斌老师,在整个项目的运行当中,他给我们提供了很大的帮助。”张循说。

  林斌在教学的过程中,很注重培养学生的创新能力,他总是让学生主动去设计。“我们采用任务驱动式教学,由老师提出设计任务,由学生自主设计,这样可以使学生更好地自主分析设计任务的功能及性能指标要求,提升学生综合设计、分析问题和解决问题的能力。”林斌说,天线达人的这个项目,从资料收集、方案拟定、设计与调试到撰写设计报告,主要都是由学生完成,学生只有遇到难点的时候,他才会给他们提供一些思路。

  “其实创新无处不在,多注意身边的一些小细节,并产生一定的联想,说不定就能对某一块领域所存在的缺陷提出自己的改进想法,最终成就创新。”张循说。

编辑:传媒中心 朱国财


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