一种天线调谐器快速调谐阻抗匹配的方法

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一种天线调谐器快速调谐阻抗匹配的方法 ,rfid射频天线自动调谐
N103731167A 权利要求书 2/2页 增加或减小的步进人小出阻抗偏差程度和调谐频段汏定,微调达到门限VSWR<1.3后, 调谐结束 N103731167A 说明书 ⊥/3页 种天线调谐器快速调谐阻抗匹配的方法 技术领城 [0001本发明涉及无线通信设备,特别涉及一和实现快速调谐阻抗匹配的天线调谐器的 背景技术 [002』】目前,随着通信技术的发展,长距离短波通信的应用的越米越多。尤其是近几年米 抗震救中,这种不依靠中继站的通信传输方式,得到了非常大的重视。短波电台的人线由」 体积绞大,天线辐射单元极易受到周围环境的影响。长离的短波电台需要枚高的发射功 率,山于天线的输入阻抗随周围环境变化较为明显,当天线阻抗发生变化时,发射机与天线 之间的阻抗就会变得不匹配。天线与馈线之闫的阻抗失配会使馈线送来的部分发机木级 输出功率被天线反射回去,对末级功放的正常⊥作状态造成影响,可能会导致末级功放发 热乃不烧毁,降低了系统的发射效率,存在安个隐忠。人线调谐器就是为了调谐人线阻抗和 电台输出阻抗之间的匹配,传统的天线调谐器多采川遗传算法等最优解优化算法,运算复 杂,消耗计算杌的资源多,严重影响天线凋谐器的调谐速度 发明内容 [000本技术提供了一种实现天线调谐器快速调谐的方法,该方法基于阻抗检测和驻波 比检测实现,能够实现天线输入阻抗匹配值的快速求解,大大简化优化过程。 [0004木发明是基于这样的技术方案实现的:一种天线调谐器快速调谐阻抗匹配的方 法,其特征在」,阻抗检测提供匹配调谐的初始阻沆值:驻波比检测提供匹配网络的优化的 阀值,衡量电路的匹配情洸;网络采用π型匹网络,前π电窄C1和电感L采用二进 制元什阵列构成,后m电容C2采川固定值;二进制元件阵包括两种电路方式 电路方式1:由若十支路并联而成,每个支路由廾关和电窄C串联; 电路方式2:若干个由开关和电感L并联后的支路牛联而成; 开关元件由继电器触点实现 所述方法包括如下步骤:所述方法包括如下步骤: (1)初始阻抗检测,判决是否连接电容C2 (2)再次进行阻抗检测,此时的阻抗检测值为=最了; (3)计算电感Ⅰ和电容C1的值,根据Ⅱ型匹配可知,先与电感进行丰联,然后和 电窣C1并联实现阻抗匹配,根据史密斯圆图,阴影区域部分是需要连接电容C2的区域,空 白处的区域只需要L和C即可进行调节,假没空白区域A点为待调节的阻抗点,通过L和 CⅠ进行凋节,通过L将A点调节到与归一化导纳实部的圆上,然后通过C1将A点调至阻抗 原点,因此可以根据阻抗公式直接得出L和C1的大小 阻抗z=R十与电感L串联:阻抗为: N103731167A 说明书 2/3页 x=RX)→V2=50-x;aD (1) R十(xD 可得 50R 1→X 土√50R-R2-X Rx量 阻抗Z=RX翻与电容并联,阻抗为: zta→z=, (3) 艰据r)=50 4) 可得电容C1的大小 (4)电容C1和电感L的数值,均采用四舍五入的方式,取得电感和电容的近似值,根据 近似值,计算r型网络电感L和电容C1需要连接的二进制数值 (5)通过直接讣算获得变换后的匹配阻抗仍没有达到门限ⅤSWR<1.3的要求时,则按 照以下原则进行微调 ①如果R<50且Ⅹ<0,则减少C1增加L的值; 2)如果R<50且Ⅹ>0,则增加CI的值; 如果R>50且Ⅹ〈0,则减少C1和L的值 ④如果R>50且Ⅹ〉0,则增加C1减少L的值; 增加或诚小的步进大小山阻抗偏差程度和调谐频段决定,微调达到门限VSWR<1.3后, 调谐结束 [005]木发明的优点是,能够实现天线输入阻抗的快速匹配。调整速虔快,运算简单,能 够休证调谐的速度。 附图说明 [0060图1、π型匹配网络电路图; 图2、二进制电容元件阵列; 图3、二进制电感元件阵列 图4、史密斯圆图 图5、调谐流程图。 具体实施方式 [000丁]为了更清楚的理解本发明,结合附图和实旌例详细描述本发明: 种天线调谐器快速调谐阻抗匹配的方沄,阻抗检测提供匹配调谐的初始阻抗值; 驻波比检测提供匹配网络的优化的阀值,衡量电路的匹配情况;匹配网络采用π型匹配网 络,前n电窄C1和电感L采用二进制元件阵刎构成,后π电容C2采用固定值;二进制元 件阵包括两种电路方式: 电路方式1:由若干支路并联而成,每个支路由开关和电容C串联; N103731167A 说明书 3/3页 电路方式2:若干个出开关和电感L并联后的支路串联而成; 开关元件由继电器触点实现; 所述方法包括如下步骤: (1)初始阻抗检测,判决是否连接电窄C2,判泆依据见图5流稈图。 [008(2)再次进行阻抗检测,此时的阻抗检测值为丕=R-。 [000(3)计算电感L和电容CL的值。根据图1型匹配可知,Zn先与电感L进行串 联,然后和电容Cl并联实现阻抗匹配。 [0010]图3为史密斯圆图,圆图中,左侧小圆为归一化导纳实部为1的圆,右侧小圆为归 化阻抗实部为1的圆。阴影区域部分是需要连接电容C2的区域,空白处的区域只需要L 和Cl即可进行调节。假设空白区域A点为待调节的阻抗点。通过如图所示的L和C1进行 谑节。通过L将A点调节到与归化导纳实部1的圆上。然后通过C1将A点调至阻抗原 点。因此可以根据阳抗公式直接得出L和C1的大小。 [0011]如图1至图5所示,匹配网络采用n型匹配网络,前Ⅱ电容Cl和电感L采用二进 制元件阵列构成。后Ⅱ电容C2采用回定值,见附图1。进制元件阵列见图2所示,开关 为继电器,以电容C为例,令的取值为所有电容元件中的最小值C,即C=2,贝 只他电谷元件的取值分别为C=2C=2"C,电容的取值通过下式进行计算: C=(%22+……+a1"2) 式中,反映了控制响应电容元件的继电器状态。可见通过二进制元件阵列可以实现 电空值的离散选取 [0012]根据|述说明,结合本领域技术可实现本发明的方案 N103731167A 说明书附图 ⊥/3页 RE Cl C2 图1 图2 E3 图3 7 N103731167A 说明书附图 2/3页 A 图 8 N103731167A 说明书附图 3/3页 调网给不胺入 XVSWR>1.3> K'SwRE3Axy 脏保护 接入阻旄 橙测网 H>5延 接C 到抗+X检薄 直接计算 vSWr> 璎劝 齊醒搾 捻测网络 <:T=ls 发送儔号 終5

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