CN105954621B - 一种射频天线驻波比自动调整系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频天线驻波比自动调整系统，包括射频天线、天线调整装置、第一光电模块、第二光电模块、射频信号模块以及控制装置；射频信号模块用于生成射频信号发送到射频天线，射频信号模块还用于接收射频天线的反馈信号，并计算其驻波比，然后将驻波比的数值发送给控制装置，控制装置根据驻波比的数值来控制天线调整装置的运动，从而控制射频天线的伸缩，继而达到控制驻波比的目的；本发明所提供的天线调整装置满足电磁兼容测试的标准要求，可置于电波暗室中使用，实验人员只需确定测试信号的频率，控制装置会自动调整天线长度以达到测试要求的驻波比，大大减少了实验人员的工作量，提高了实验效率。

Description

一种射频天线驻波比自动调整系统

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试领域，特别涉及用于电磁兼容测试的射频天线驻波比自动调整系统。

背景技术

随着科技的发展，在汽车中使用的电子元器件越来越多，用户携带的便携式电子产品也不断增加，这就导致车辆在行驶中会存在各种频段的电磁干扰信号，因此整车的抗电磁干扰性能就成为了确保车辆安全的重要指标。

按照电磁兼容测试的相关测试标准的要求，用于电磁兼容测试的射频天线，在实验时，应该满足测试频段的信号的驻波比不大于标准值的要求。由于在测试整车的电磁兼容性能时，需要使用各种频段的测试信号，因此为了满足测试标准的驻波比要求，实验人员需要准备各种不同长度的天线以备使用，并且由于单次的测试时间比较短，往往只需要几秒钟就可完成，实验人员需要频繁的进出电波暗室进行天线更换操作，这就导致了整个实验的操作非常繁琐，而且往往需要十几分钟的调试才能进行一次实验，使得整个实验的效率低下。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种用于电磁兼容测试的射频天线驻波比自动调整系统。

本发明为实现上述目的采用以下的技术方案：

一种射频天线驻波比自动调整系统，包括射频天线、天线调整装置、第一光电模块、第二光电模块、射频信号模块以及控制装置；

其中，所述射频天线包括伸缩机构及信号接口；

所述天线调整装置与所述射频天线的伸缩机构相连，用于调整所述射频天线的长度，所述天线调整装置还与所述第一光电模块的一端相连，所述第一光电模块的另一端与所述第二光电模块的一端相连，所述第二光电模块的另一端与所述控制装置相连；

所述射频信号模块与所述射频天线的信号接口相连，所述射频信号模块还与所述控制装置相连；

所述射频信号模块用于向所述射频天线发射测试需要的射频信号，所述射频信号模块还用于接收所述射频天线的反馈信号，并计算所述射频天线的驻波比，然后将计算得出的驻波比数值发送给所述控制装置；

所述控制装置根据所述驻波计发送的驻波比数值生成第一控制指令以及第二控制指令，并将所述第一控制指令发送给所述天线调整装置，将所述第二控制指令发送给所述射频信号模块，所述天线调整装置根据接收到的第一控制指令控制所述射频天线的伸缩机构的运动，所述射频信号模块根据接收到的第二控制指令改变工作模式。

在使用本发明所提供的系统进行电磁兼容测试时，所述射频天线、所述天线调整装置及所述第一光电模块均置于电波暗室内，所述第二光电模块、所述射频信号模块及所述控制装置位于电波暗室外。

在本发明一实施例中，所述天线调整装置包括电机、电机控制器及屏蔽壳；

其中，所述电机及所述电机控制器均设置在所述屏蔽壳中，所述电机与所述射频天线的伸缩机构相连，用于带动所述伸缩机构上、下运动，所述电机还与所述电机控制器的相连，所述电机控制器还与所述第一光电模块相连，所述控制装置的第一控制指令通过所述第二光电模块发送到所述第一光电模块，所述第一光电模块将该指令发送到所述电机控制器，所述电机控制器根据所述控制模块的第一控制指令控制所述电机的运动。

在本发明一实施例中，所述射频信号模块包括信号源，功率放大器，射频开关以及驻波计；

其中，所述信号源与所述功率放大器的一端相连，所述功率放大器的另一端同时与所述射频开关的输入端以及所述驻波计的第一输入端相连，所述射频开关的控制端与所述控制装置相连，所述射频开关的第一输出端与所述射频天线的信号接口相连，所述射频开关的第二输出端与所述驻波计的第二输入端相连，所述驻波计的输出端与所述控制装置相连；

所述信号源用于生成射频信号，所述功率放大器用于放大所述信号源生成的射频信号，所述驻波计用于计算所述射频天线的驻波比，并将驻波比数值发送到所述控制装置，所述控制装置根据所述驻波计发送的驻波比数值生成第一控制指令以及第二控制指令，并将所述第一控制指令发送给所述天线调整装置，将所述第二控制指令发送给所述射频开关，所述射频开关根据所述控制装置的控制指令切换信号通路；当所述射频开关切换至第一输出端，所述信号源生成的射频信号发送至所述射频天线；当所述射频开关切换至第二输出端，将所述射频天线的反馈信号发送到驻波计中。

在本发明一实施例中，所述射频信号模块集成在网络分析仪中。

本发明的有益效果：本发明所提供的射频天线驻波比自动调整系统的电磁干扰小，满足电磁兼容测试标准关于辅助设备的要求，可整体置于电波暗室中使用，实验人员只需确定测试信号的频率，控制器便会自动调整天线的长度，以达到测试要求的驻波比要求，极大的减少了实验人员的工作量，提高了实验的效率，且实验时无需准备多套天线，减少了实验成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的天线调整装置及射频天线的结构示意图；

图3是本发明的射频信号模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明所提供的一种射频天线驻波比自动调整系统的结构示意图，包括射频天线10，天线调整装置20，射频信号模块30，第一光电模块40，第二光电模块50，控制装置60；其中，射频天线10与天线调整装置10相连，天线调整装置20还与第一光电模块40的一端相连，第一光电模块40的另一端与第二光电模块50的一端通过光纤连接，第二光电模块50的另一端与控制装置60相连，控制装置60还与射频信号模块30的一端相连，射频信号模块30的另一端与射频天线10通过射频电缆相连。射频信号模块30用于生成射频信号，并发送达到射频天线10，同时射频信号模块30还用于接收射频天线10的反馈信号，并计算射频天线10的驻波比，射频信号模块30将计算得出的驻波比数值发送到控制装置60，控制装置60将接收到的驻波比数值与预设值进行对比，并根据对比结果生成第一控制指令和第二控制指令；其中，第一控制指令通过第二光电模块50和第一光电模块40发送到天线调整装置20，用于天线调整装置20根据接收到的第一控制指令控制天线的运动；第二控制指令发送到射频信号模块30，用于控制射频信号模块30工作在检波模式或输出模式。

如图2所示，射频天线10包括伸缩机构11，信号接口12；天线调整装置20包括电机21、电机控制器22、屏蔽壳23；其中，射频天线10固定在屏蔽壳23上，两者连接处用绝缘材料隔离并固定，伸缩机构11由非金属材料构成，伸缩机构11的一端与射频天线的可伸缩部分线路，伸缩机构11的另一端穿过屏蔽壳与电机21的转子轴相连，当电机21正向或反向转动时带动伸缩机构11向上或向下运动，从而调整射频天线10的长度，信号接口12与射频信号模块30通过射频电缆相连，用于传输射频信号，电机21以及电机控制器22均置于屏蔽壳23中，电机控制器22的输出端与电机21的输入端相连，用于控制电机21的转速及方向，电机控制器22的控制端与第一光电模块40的一端相连，用于接收控制装置60的控制指令。

与如图3所示，射频信号模块30包括信号源31，功率放大器32，射频开关33，驻波计34，其中信号源31的信号输出端与功率放大器32的输入端相连，功率放大器32的输出端同时与射频开关33的输入端以及驻波计34的第一输入端相连，射频开关33的控制端与控制装置60相连，射频开关33的第一输出端与信号接口12相连，射频开关33的第二输出端与驻波计34的第二输入端相连，驻波计34的输出端与控制装置60相连。当射频开关33切换到第一输出端时，信号源31输出的信号经过功率放大器32放大后发送到射频天线10中；当射频开关33切换到第二输出端时，射频天线10的反馈信号经过射频开关33发送到驻波计34中，驻波计34根据接收到的反馈信号以及功率放大器32发送的原始信号计算射频天线10的驻波比，并将得出驻波比数值发送到控制装置60中。

在一具体实施例中，使用本发明所提供的一种射频天线驻波比自动调整系统进行实验时，射频天线10，天线调整装置20以及第一光电模块40位于电波暗室中，射频信号模块30、第二光电模块50以及控制装置60位于电波暗室外，第一光电模块40和第二光电模块50组成光电隔离系统，用于传输电波暗室内外的控制信号，从而避免将电波暗室外的电磁干扰引入暗室内。在测试时，实验人员在控制装置60中输入实验要求的驻波比预设值和采样周期，并操作信号源31生成实验需要的射频信号，信号源31将该信号发送到功率放大器32进行放大处理，功率放大器32将放大后的信号发送至射频开关33和驻波计34，控制装置60每隔一个采样周期生成一个相反的开关控制指令，并发送到射频开关33，使射频开关33在第一输出端与第二输出端之间来回切换，当射频开关33切换至第一输出端时，射频开关33将接收到的信号通过第一输出端发送至射频天线10的信号接口12中，同时射频天线10的反馈信号通过信号接口12发送至射频开关33中；当射频开关33切换至第二输出端时，射频开关33将接收到的反馈信号发送到驻波计34，驻波计34根据接收到的反馈信号以及功率放大器32发送的原始信号计算射频天线10的驻波比，并将计算得出的驻波比数值发送至控制装置60，控制装置60根据收到的驻波比数值生成天线调整指令，并将天线调整指令以电信号的方式发送到第二光电模块50，第二光电模块50将接收到的电信号转换成光信号，并发送到第一光电模块40，第一光电模块40将接收到的光信号转换成电信号，并将天线调整指令发送到电机控制器22中，电机控制器22根据收到的天线调整指令控制电机21的转动，电机21带动伸缩机构11运动，从而改变射频天线10的长度，继而调整天线的驻波比；重复上述过程，直到控制装置60接收到的驻波比数值小于预设值时，控制装置60生成开关切换指令，并发送到射频开关33中，使射频开关33切换至第一输出端，并保持不动，同时控制装置60通过声音、闪光或其他方式通知实验人员驻波比调整完毕。

在本发明另一实施方式中，射频信号模块30集成在网络分析仪中，其中，网络分析仪的信号输出端通过射频电缆与射频天线10的信号接口12连接，用于发送射频信号和接收天线的反馈信号；网络分析仪的通讯端与控制装置60相连，用于发送计算出的驻波比数值。在实验时，实验人员在控制装置60中输入驻波比预设值，然后操作网络分析仪来生成实验需要的射频信号，网络分析仪将生成的射频信号通过输出端发送到射频天线10的信号接口，同时接收射频天线10的反馈信号，并计算其驻波比，然后通过通讯端将计算得出的驻波比数值发送到控制装置60，控制装置60根据接收到的驻波比数值生成天线调整指令，并将通过光电隔离系统发送到天线调整装置中，当控制装置60接收到的驻波比数值小于预设值时，控制装置60生成控制指令并通过通讯端发送到网络分析仪中，使网络分析仪停止检测驻波比，同时控制装置60通过声音、闪光或其他方式通知实验人员驻波比调整完毕。

显然，上述实施例仅仅是为了更清楚的表达本发明技术方案所作的举例，而非对本发明实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，在不脱离本发明构思的前提下，这些都属于本发明的保护范围。因此本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种射频天线驻波比自动调整系统，其特征在于，包括射频天线、天线调整装置、第一光电模块、第二光电模块、射频信号模块以及控制装置；

其中，所述射频天线包括伸缩机构及信号接口；

所述天线调整装置与所述射频天线的伸缩机构相连，所述天线调整装置还与所述第一光电模块的一端相连，所述第一光电模块的另一端与所述第二光电模块的一端相连，所述第二光电模块的另一端与所述控制装置相连；

所述射频信号模块与所述射频天线的信号接口相连，所述射频信号模块还与所述控制装置相连；

所述射频信号模块用于生成射频信号，并发送至所述射频天线发射，所述射频信号模块还用于接收所述射频天线的反馈信号，并计算所述射频天线的驻波比，然后将计算得出的驻波比数值发送给所述控制装置；

所述控制装置根据接收到的驻波比数值生成第一控制指令以及第二控制指令，并将所述第一控制指令通过所述第二光电模块和第一光电模块发送给所述天线调整装置，将所述第二控制指令发送给所述射频信号模块，所述天线调整装置根据接收到的第一控制指令控制所述射频天线的伸缩机构运动，所述射频信号模块根据接收到的第二控制指令改变工作模式。

2.如权利要求1所述的一种射频天线驻波比自动调整系统，其特征在于，所述天线调整装置包括电机、电机控制器及屏蔽壳；

其中，所述电机及所述电机控制器均设置在所述屏蔽壳中，所述电机与所述射频天线的伸缩机构相连，用于带动所述伸缩机构上、下运动，所述电机还与所述电机控制器相连，所述电机控制器还与所述第一光电模块的一端相连，所述控制装置的第一控制指令通过所述第二光电模块发送到所述第一光电模块，所述第一光电模块将该指令发送到所述电机控制器，所述电机控制器根据所述控制装置的第一控制指令控制所述电机的运动。

3.如权利要求1所述的一种射频天线驻波比自动调整系统，其特征在于，所述射频信号模块包括信号源，功率放大器，射频开关以及驻波计；

其中，所述信号源与所述功率放大器的一端相连，所述功率放大器的另一端同时与所述射频开关的输入端以及所述驻波计的第一输入端相连，所述射频开关的控制端与所述控制装置相连，所述射频开关的第一输出端与所述射频天线的信号接口相连，所述射频开关的第二输出端与所述驻波计的第二输入端相连，所述驻波计的输出端与所述控制装置相连；

所述信号源用于生成射频信号，所述功率放大器用于放大所述信号源生成的射频信号，所述驻波计用于计算所述射频天线的驻波比，并将驻波比数值发送到所述控制装置，所述控制装置根据所述驻波计发送的驻波比数值生成第一控制指令以及第二控制指令，并将所述第一控制指令通过所述第二光电模块和第一光电模块发送给所述天线调整装置，将所述第二控制指令发送给所述射频开关，所述射频开关根据所述控制装置的控制指令切换信号通路。

4.如权利要求1所述的一种射频天线驻波比自动调整系统，其特征在于，所述射频信号模块为网络分析仪。

5.如权利要求1所述的一种射频天线驻波比自动调整系统，其特征在于，射频天线与天线调整装置的连接处由绝缘材料隔离并固定。