CN103185838B - 一种测量线圈天线匹配电容参数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速测量线圈天线匹配电容参数的方法，其通过标准接收天线接收待测天线的射频信号，标准接收天线通过同轴线连接到频谱仪，由频谱仪显示接收的射频信号的波峰频率，在待测天线匹配电路中连接可调串联和并列匹配电容，根据测量得到的信号波峰频率是否偏离设计载波频率，反复调节所述并联匹配电容和所述串联匹配电容改变所述待测天线谐振频率，直到测量得到的信号波峰频率与设计载波频率一致。

Description

一种测量线圈天线匹配电容参数的方法
技术领域
本发明涉及射频天线技术，具体涉及一种直接获取线圈天线匹配电容参数的方法。
背景技术
天线是射频识别技术的重要组成部分，现在射频识别技术大量使用的是线圈天线。其中，线圈天线的等效电路如图1所示，其中该等效电路由电阻RANT、电感LANT串联后并联电容CANT构成，电感LANT标识线圈的电感，串行电阻RANT代表线圈的电阻损耗，并联电容CANT代表线圈之间和连接器之间的电容损耗。这些参数通常可以通过阻抗分析仪测量获得。同时，由于CANT数值较小，在计算天线相关参数和调谐天线时，CANT可以忽略不计。
采用线圈作为天线的射频产品为了使辐射功率最大化，都需要使用一个匹配电路和线圈组合成一个谐振电路。所述匹配电路如图2所示，图中省略了上述的额并联电感CANT。图中所述匹配电路包括与天线串联的外部电阻REXT、串联匹配电容Cs和并联匹配电容Cp。其中，外部电阻REXT将等效电路中RANT增大，从而降低天线的品质因子Q。而匹配电容用于对天线进行阻抗匹配。不同的天线需要研发人员选取不同匹配电容来进行阻抗匹配，
在现有技术中，通常需要先测量得到线圈电感值，和等效电阻值，然后根据如下公式来计算得到匹配电容的电容值。
其中，w为谐振角频率，Z为所需要的匹配阻抗。
然而，计算得到的值在实际应用的存在较大偏差，最后还需要进行反复调试，整个过程复杂，周期长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需测量线圈天线参数，也无需大量数学计算的快速匹配电容参数测量方法。
本发明公开了一种测量线圈天线匹配电容参数的方法，其通过接收天线接收待测天线的射频信号，接收天线连接到频谱仪，由频谱仪显示接收的射频信号的波峰频率，其特征在于，所述方法包括：
在待测线圈天线的匹配电路中连接可调节的串联匹配电容和并联匹配电容；
把待测匹配天线设置成持续发射载波模式，保证每次测试所述天线都位于所述接收天线上方相同的位置；
根据测量得到的信号波峰频率是否偏离设计载波频率，反复调节所述并联匹配电容和所述串联匹配电容改变所述待测天线谐振频率，直到测量得到的信号波峰频率与设计载波频率一致；
记录下测量得到的信号波峰频率与设计载波频率一致时的串联匹配电容和并联电容的电容值作为匹配电路所需电容值。
优选地，增大并联匹配电容的电容值或串联匹配电容的电容值，以达到减小天线谐振频率值的目的，反之减小并联匹配电容的电容值或串联匹配电容的电容值，以达到增大天线谐振频率值的目的。
优选地，所述串联匹配电容和并联匹配电容为10-100pf可调电容。
优选地，测量时设置所述频谱仪的测量频率带宽为200MHz。
优选地，所述调节所述并联匹配电容和所述串联匹配电容改变所述待测天线谐振频率包括：
调节所述并联匹配电容改变待测天线谐振频率使得所述谐振频率接近设计载波频率；
调节所述串联匹配电容进行天线谐振频率微调，直到所述谐振频率与所述设计载波频率一致。
本发明的测量方法不需要进行复杂数学计算，不需要测量天线电感，阻抗等参数，只需预先在匹配电路中放置一颗可调电容即可根据频谱仪测试结果来进行调试。快速简洁，大大提高了设计效率。
附图说明
图1是线圈天线的等效电路图；
图2是匹配电路的电路图；
图3是本发明的测量方法的设备连接示意图；
图4是本发明的测量方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图3示出了本发明的测量方法的测量平台的连接示意图。其中，测量平台采用标准接收天线102接收射频产品101发射电磁信号，通过同轴线103将标准接收天线连接到频谱仪104显示接收信号的频谱。测量时，应把需要匹配天线和射频产品设置成持续发射载波模式，且固定射频产品101在接收天线上位置，保证每次测试都在同一位置。
图4示出了本发明的测量方法的流程图。所述测量方法包括如下步骤：
401、在线圈天线匹配电路中连接可调节的串联电容Cs和并联电容Cp，例如连接10-100pf可调电容；
402、应把需要匹配天线和射频产品设置成持续发射载波模式，保证每次测试所述天线都位于所述标准接收天线上方相同的位置。
403、设置频谱仪104测量频率带宽在一个比较大的范围，比如在中心频率为产品载波频率，带宽可以设成200MHz；
404、记录频谱仪104上波峰频率，如果波峰频率值不等于被测射频产品101载波频率值，说明此时天线还没有匹配到需要频率。如果频谱仪104上显示波峰频率值大于实际产品102载波频率值，那么可以增大并联电容Cp的电容值，以达到减小天线谐振频率值目的，反之如果频谱仪104上显示波峰频率值小于被测射频产品101载波频率值，那么可以减小并联电容101电容值。
串联电容100的调试方式和并联电容101一样，同样可以起到调整天线谐振频率，也即，增大串联电容Cs的电容值，以达到减小天线谐振频率值的效果，而减小串联电容Cs的电容值，以达到增大天线谐振频率值的效果，其对天线谐振频率值的影响相对并联电容幅度较小，调节精度较高，可以起到微调作用。
其中可以采用先调节并联电容，使得天线谐振频率接近设计频率，然后在利用调节串联匹配电容进行天线谐振频率微调。
405、反复调节串联和并联匹配电容，并记录频谱仪104显示的波峰频率，直到频谱仪104上显示波峰频率接近射频产品101载波频率，此时记录下的串联电容Cs，并联电容Cp的电容值作为为匹配电路所需电容值。
本发明的测量方法不需要进行复杂数学计算，不需要测量天线电感，阻抗等参数，只需预先在匹配电路中放置一颗可调电容即可根据频谱仪测试结果来进行调试。快速简洁，大大提高了设计效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种测量线圈天线匹配电容参数的方法，其通过接收天线接收待测天线的射频信号，接收天线连接到频谱仪，由频谱仪显示接收的射频信号的波峰频率，其特征在于，所述方法包括：
在待测线圈天线的匹配电路中连接可调节的串联匹配电容和并联匹配电容；
把待测匹配天线设置成持续发射载波模式，保证每次测试所述天线都位于所述接收天线上方相同的位置；
根据测量得到的信号波峰频率是否偏离设计载波频率，反复调节所述并联匹配电容和所述串联匹配电容改变所述待测天线谐振频率，直到测量得到的信号波峰频率与设计载波频率一致；
记录下测量得到的信号波峰频率与设计载波频率一致时的串联匹配电容和并联电容的电容值作为匹配电路所需电容值；
调节所述并联匹配电容和所述串联匹配电容改变所述待测天线谐振频率包括：
调节所述并联匹配电容改变待测天线谐振频率使得所述谐振频率接近设计载波频率；
调节所述串联匹配电容进行天线谐振频率微调，直到所述谐振频率与所述设计载波频率一致。
2.如权利要求1所述的测量线圈天线匹配电容参数的方法，其特征在于：增大并联匹配电容的电容值或串联匹配电容的电容值，以达到减小天线谐振频率值的目的，反之减小并联匹配电容的电容值或串联匹配电容的电容值，以达到增大天线谐振频率值的目的。
3.如权利要求1所述的测量线圈天线匹配电容参数的方法，其特征在于：所述串联匹配电容和并联匹配电容为10-100pf可调电容。
4.如权利要求1所述的测量线圈天线匹配电容参数的方法，其特征在于：测量时设置所述频谱仪的测量频率带宽为200MHz。
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