CN116405042B - 一种自动天线调谐电路及系统 - Google Patents
一种自动天线调谐电路及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116405042B CN116405042B CN202310626624.3A CN202310626624A CN116405042B CN 116405042 B CN116405042 B CN 116405042B CN 202310626624 A CN202310626624 A CN 202310626624A CN 116405042 B CN116405042 B CN 116405042B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radio frequency
- impedance
- vector
- matching network
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
- H04B1/0458—Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
- H04B1/18—Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
- H04L25/0278—Arrangements for impedance matching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
本申请实施例公开了一种自动天线调谐电路及系统，其中自动天线调谐电路包括：矢量阻抗测量单元、射频器件匹配网络、控制和数据处理单元、射频器件控制单元；其中，所述矢量阻抗测量单元用于获取天线的阻抗信息；所述控制和数据处理单元分别和所述矢量阻抗测量单元、所述射频器件控制单元电连接，所述控制和数据处理单元用于获取所述阻抗信息，根据对应频点的所述阻抗信息利用矢量匹配算法得到匹配网络参数，基于所述匹配网络参数发送对应的控制指令给所述射频器件控制单元；所述射频器件控制单元用于基于所述控制和数据处理单元发送的控制指令控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成阻抗匹配。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，具体涉及一种自动天线调谐电路及系统。
背景技术
中长波无线电通信系统中，工作频带范围达到最高30倍频，天线所呈现的输人阻抗会有极大的差异且难以用解析式表达，如此引起的阻抗不匹配将对信号传输造成巨大损耗，甚至会导致接收/发射机的不工作或损坏。通过在天线与功放发射机之间串接天线调谐器来解决天线与功放发射机之间的阻抗匹配问题。
在现有中长波通信领域中普遍采用的天调技术为数字自动天线调谐器，其核心是阻抗测量与阻抗匹配算法，然而在目前用的中长波天调中的信号采样部分采用的方法是使用DDS作为信号源利用A/D转换得出DDS产生的信号经天线阻抗负载之后的相位和电压电流信息，再与使用50Ω纯阻标准负载的相位、电压电流参数进行比例运算从而得出被测位置阻抗器件（即天线阻抗），再利用该参数作为电抗器件调配的参数使该频点阻抗信息逐渐逼近50Ω，但该测量方法由于其检测原理容易在天线阻抗的实部与虚部偏离50Ω纯阻状态较远时测量参数的准确性下降较为严重且使用的对于全部电容电感器件进行二分查找逐渐逼近的匹配方法的速度难以得到提升，同时由于传统自动天线调谐器的测量电路和匹配算法的局限性使得在匹配网络中需要加入传输线变压器而传输线变压器会大大降低天馈系统的辐射效率，从而降低通信质量和通信距离。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种自动天线调谐电路及系统，用以解决现有技术中的自动天线调谐电路的调谐效率低、精度低的问题。
为实现上述目的，本申请实施例提供一种自动天线调谐电路，包括：矢量阻抗测量单元、射频器件匹配网络、控制和数据处理单元、射频器件控制单元；其中，
所述矢量阻抗测量单元用于获取天线的阻抗信息；
所述控制和数据处理单元分别和所述矢量阻抗测量单元、所述射频器件控制单元电连接，所述控制和数据处理单元用于获取所述阻抗信息，根据对应频点的所述阻抗信息利用矢量匹配算法得到匹配网络参数，基于所述匹配网络参数发送对应的控制指令给所述射频器件控制单元；
所述射频器件控制单元用于基于所述控制和数据处理单元发送的控制指令控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成阻抗匹配。
可选地，所述矢量阻抗测量单元包括可产生I/Q正交信号的DDS信号源、信号调理电路、混频电路和信号采集电路；
所述控制和数据处理单元包括MCU控制器或者DSP处理器；
所述射频器件匹配网络包括至少一个电容器件和至少一个电感器件。
可选地，所述矢量阻抗测量单元获取所述天线的所述阻抗信息的方法包括：
所述矢量阻抗测量单元通过电桥法对激励源发送给所述天线的信号的矢量电压、电流进行测量，基于测量结果获取所述天线的所述阻抗信息。
可选地，所述矢量阻抗测量单元获取所述天线的所述阻抗信息的方法还包括：
采用模拟同步相位检波器对测量到的所述矢量电压、电流进行正交分解测试，得到所述阻抗信息的部分参数；
根据单端口S11参数理论对得到的所述阻抗信息的部分参数进行误差修正，从而得到所述天线的电阻、电抗、SWR和/或Q值。
可选地，所述射频器件控制单元包括串行数据继电器驱动和继电器，所述继电器与所述电容器件串联，以及与所述电感器件并联。
可选地，控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成所述阻抗匹配的方法包括：
当使相应的所述继电器触点闭合时，所述电容器件挂载所述射频器件匹配网络，所述电感器件脱离所述射频器件匹配网络；
当使相应的所述继电器触点打开时，所述电容器件脱离所述射频器件匹配网络，所述电感器件挂载所述射频器件匹配网络。
可选地，控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成所述阻抗匹配的方法还包括：
所述电容器件和电感器件挂载一次后，所述矢量阻抗测量单元测量所述阻抗信息，当所述阻抗信息符合预设要求时，所述控制和数据处理单元存储所述匹配网络参数；
当所述阻抗信息不符合预设要求时，计算所述匹配网络参数的误差比例，基于得到的比例运算后的所述匹配网络参数，进行所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，直至完成所述阻抗匹配。
可选地，还包括：抗干扰阻抗测量模块，包括依次连接的功放、滤波器和电桥电路，所述抗干扰阻抗测量模块用于增强所述阻抗信息的测量的稳定性和准确性。
为实现上述目的，本申请还提供一种自动天线调谐系统，包括：发射机、天线和天调系统，所述天调系统包括如上所述的自动天线调谐电路，所述天调系统的输入与所述发射机的输出连接，所述天调系统的输出与所述天线连接，所述天调系统用于使所述发射机与所述天线之间阻抗匹配。
本申请实施例具有如下优点：
本申请实施例提供一种自动天线调谐电路，包括：矢量阻抗测量单元、射频器件匹配网络、控制和数据处理单元、射频器件控制单元；其中，所述矢量阻抗测量单元用于获取天线的阻抗信息；所述控制和数据处理单元分别和所述矢量阻抗测量单元、所述射频器件控制单元电连接，所述控制和数据处理单元用于获取所述阻抗信息，根据对应频点的所述阻抗信息利用矢量匹配算法得到匹配网络参数，基于所述匹配网络参数发送对应的控制指令给所述射频器件控制单元；所述射频器件控制单元用于基于所述控制和数据处理单元发送的控制指令控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成阻抗匹配。
通过上述电路，采用全矢量参数调谐，相较于传统中长波天线调谐器具有调谐精度高、调谐速度快的优点，同时由于采用数字调谐，通过软件矢量调谐算法处理可以适配更高的带宽和具备更广的天线适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本申请实施例提供的一种自动天线调谐电路的结构图；
图2为本申请实施例提供的一种自动天线调谐电路的电路图；
图3为本申请实施例提供的一种自动天线调谐电路的矢量阻抗测量单元的电路图；
图4为本申请实施例提供的一种自动天线调谐电路的抗干扰阻抗测量模块的电路图；
图5为本申请实施例提供的一种自动天线调谐电路的矢量电压电流正交分解测试图；
图6为本申请实施例提供的一种自动天线调谐电路的射频器件匹配网络示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请一实施例提供一种自动天线调谐电路，参考图1，图1为本申请的一实施方式中提供的一种自动天线调谐电路的结构图，应当理解的是，该方法还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本申请的范围在此方面不受限制。
本申请的目的是提供一种快速、高效、高精度、高效率的自动天线调谐器的电路。在发射机和天线之间设置自动天线调谐电路，通过直接测量天线根部的矢量阻抗Rs =Rs.i+Rs.j再根据等电导圆以及等电抗圆的矢量匹配算法直接计算出所需要的LC网络的电感参数和电容参数从而快速精准的完成阻抗匹配，利用矢量算法可以在不使用效率较低阻抗变换器件的情况下完成对发射机较大带宽情况下的窄带天线的阻抗匹配。
自动天线调谐电路包括：矢量阻抗测量单元、射频器件匹配网络、控制和数据处理单元、射频器件控制单元；其中，
所述矢量阻抗测量单元用于获取天线的阻抗信息；
所述控制和数据处理单元分别和所述矢量阻抗测量单元、所述射频器件控制单元电连接，所述控制和数据处理单元用于获取所述阻抗信息，根据对应频点的所述阻抗信息利用矢量匹配算法得到匹配网络参数，基于所述匹配网络参数发送对应的控制指令给所述射频器件控制单元；
所述射频器件控制单元用于基于所述控制和数据处理单元发送的控制指令控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成阻抗匹配。
具体地，全矢量参数测量的自动天线调谐电路主要包括矢量阻抗测量单元、射频器件匹配网络、控制和数据处理单元、射频器件控制单元；控制和数据处理单元通过获取矢量阻抗测量单元提供的阻抗信息进行处理，再根据对应频点的阻抗信息利用矢量匹配算法直接计算出所需要匹配网络参数，从而通过射频器件控制单元去决定相应的射频器件（电容器件或电感器件）的挂载与脱离最终实现天线调谐电路作为天线的一个整体而与功放发射机完成阻抗匹配。
在一些实施例中，所述矢量阻抗测量单元包括可产生I/Q正交信号的DDS信号源、信号调理电路、混频电路和信号采集电路；
所述控制和数据处理单元包括MCU控制器或者DSP处理器；
所述射频器件匹配网络包括至少一个电容器件和至少一个电感器件。
在一些实施例中，所述矢量阻抗测量单元获取所述天线的所述阻抗信息的方法包括：
所述矢量阻抗测量单元通过电桥法对激励源发送给所述天线的信号的矢量电压、电流进行测量，基于测量结果获取所述天线的所述阻抗信息。
在一些实施例中，所述矢量阻抗测量单元获取所述天线的所述阻抗信息的方法还包括：
采用模拟同步相位检波器对测量到的所述矢量电压、电流进行正交分解测试，得到所述阻抗信息的部分参数；
根据单端口S11参数理论对得到的所述阻抗信息的部分参数进行误差修正，从而得到所述天线的电阻、电抗、SWR和/或Q值。
在一些实施例中，所述射频器件控制单元包括串行数据继电器驱动和继电器，所述继电器与所述电容器件串联，以及与所述电感器件并联。
在一些实施例中，控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成所述阻抗匹配的方法包括：
当使相应的所述继电器触点闭合时，所述电容器件挂载所述射频器件匹配网络，所述电感器件脱离所述射频器件匹配网络；
当使相应的所述继电器触点打开时，所述电容器件脱离所述射频器件匹配网络，所述电感器件挂载所述射频器件匹配网络。
在一些实施例中，控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成所述阻抗匹配的方法还包括：
所述电容器件和电感器件挂载一次后，所述矢量阻抗测量单元测量所述阻抗信息，当所述阻抗信息符合预设要求时，所述控制和数据处理单元存储所述匹配网络参数；
当所述阻抗信息不符合预设要求时，计算所述匹配网络参数的误差比例，基于得到的比例运算后的所述匹配网络参数，进行所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，直至完成所述阻抗匹配。
具体地，矢量阻抗测量单元包含可产生I/Q正交信号的DDS信号源、信号调理电路、混频电路、信号采集电路，通过将未知阻抗器件即天线和天线天调之间的馈线作为测量单元的电桥的一个臂，通过电桥法对激励源发送给天线的信号的矢量电压进行测量，从而计算出天线阻抗信息；控制和数据处理单元主要由MCU控制器，或DSP处理器等其他微控制器构成。在本实施例中采用高性能的MCU控制器作为主控单元，来处理和控制整个天线调谐器的数据和控制，控制和数据处理单元得到阻抗信息后根据软件调配算法先决定是否加入天线根部的特殊器件即是否启用三阶射频网络器件组合，然后计算所需要加入网络的电容、电感的参数，得到计算和判断的结果后利用射频器件控制单元控制电容和电感器的挂载与脱离射频网络，射频器件控制单元主要由串行数据继电器驱动和继电器组成，继电器作为开关与电容器件串联与电感器件并联，当相应的继电器触点闭合，电容挂载射频网络（并联电容），电感脱离射频网络（串联电感），反之继电器触点打开则电容脱离网络，电感挂载网络；通过这些电容电感器件的脱离与挂载从而改变从射频输入口看过去的阻抗信息；电容电感器件挂载一次之后进行阻抗信息测量，如符合要求则对参数进行储存，如还是不符合则对误差参数进行计算误差比例，将经过比例运算后的参数再一次的重复上述电容电感器件的参数挂载与脱离，直到完成阻抗匹配。从该实施例的矢量匹配阻抗算法可知，射频匹配网络参数由于是矢量的，同时需要进行矢量运算，故而一个最小射频匹配网络应该包含一个电容器件和一个电感器件，相较于传统方案，在匹配大多数天线时都可以不需要阻抗变换器即传输线变压器的参与，从而从设计原理上保证该实例的天线调谐器的高效率。
在一些实施例中，还包括：抗干扰阻抗测量模块，包括依次连接的功放、滤波器和电桥电路，所述抗干扰阻抗测量模块用于增强所述阻抗信息的测量的稳定性和准确性。
以下实施例通过具体实施方案来进一步对本申请的自动天线调谐电路进行介绍说明：
整个天线调谐器主要有阻抗测量电路、阻抗匹配电路实现其主要电路框架如图2所示。
微功率矢量阻抗测量电路以及天调主控单元的矢量阻抗测量算法是整个系统实现功能的基础，使用反射电桥作为定向耦合器，未知阻抗作为反射电桥的一个臂，未知阻抗的反射电压通过变压器做平衡转不平衡变换，反射电压输出到采样。其测量电路图原理如图3所示。由于在中长波频段内容易收到较强干扰信号影响阻抗测量的准确性和稳定性，为此重新设计了如图4的抗干扰阻抗测量模块，在DDS的输出端串接一个小功率的功放，该功放能在阻抗失调时正常输出功率的射频信号，在功放的后端串接滤波器滤除功放产生的较大谐波，使用高功率无感精密50Ω组成精密电桥电路，使用1:1变比的平衡转非平衡变压器组成电桥电路使得天线与馈线和测量电路以及信号电路进行共地线处理，该电路能大大增强阻抗测量数据的稳定性和准确性，在将信号送给模拟乘法器后与另外一路相位与本路正交的信号进行混频，使用低通滤波器进行滤波后采用高精度的24bit无延迟增量累加(NoLatency ΔΣTM) ADC采集信号，将电压信息发送给数据处理单元即本实例中的单片机进行数据运算即可得出实时阻抗信息。
同时根据阻抗匹配相关理论分析可知，天线阻抗信息的测量实际上就是对反射系数的测量，最终等效为入射电压信号和反射电压信号的矢量电压测量，该测量过程采用模拟同步相位检波器对矢量电压电流进行正交分解测试，如图5所示。得到矢量阻抗信息的部分参数后再根据单端口S11参数理论对得到的参数进行误差修正从而进一步的推导出天线的电阻、电抗、SWR、Q值等阻抗信息的参数。
得到准确矢量参数之后利用先判断阻抗点这是否在阻抗的复平面上的可调区域，如不在相关区域使用网络中的并联在天线根部的串并联电容将阻抗拉回到可调谐区域。然后根据网络形式决定先后使用等电圆与等电抗圆的方法计算所使用的网络参数，利用继电器将网络器件挂载到射频电路上后再次测量阻抗是否符合要求，如不符合在上一次调谐的基础上继续增加或网络参数，从而完成匹配。
天线网络器件依据所选择的网络不同则网络形式也不行同，从该矢量调谐算法的实现原理上设计该射频网络至少要包含一个电容，至少包含一个电感，如图6所示为一个最小化的LC匹配网络示意图。
通过上述电路，采用全矢量参数调谐，相较于传统中长波天线调谐器具有调谐精度高、调谐速度快的优点，同时由于采用数字调谐，通过软件矢量调谐算法处理可以适配更高的带宽和具备更广的天线适应性。
为实现上述目的，本申请还提供一种自动天线调谐系统，包括：发射机、天线和天调系统，所述天调系统包括如上述实施例所述的自动天线调谐电路，所述天调系统的输入与所述发射机的输出连接，所述天调系统的输出与所述天线连接，所述天调系统用于使所述发射机与所述天线之间阻抗匹配。
具体实现方法参考前述电路实施例，此处不再赘述。
本申请可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本申请的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本申请操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本申请的各个方面。
这里参照根据本申请实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
注意，除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种自动天线调谐电路，其特征在于，包括：矢量阻抗测量单元、射频器件匹配网络、控制和数据处理单元、射频器件控制单元；其中，
所述矢量阻抗测量单元用于获取天线的阻抗信息；其中
所述矢量阻抗测量单元包括可产生I/Q正交信号的DDS信号源、信号调理电路、混频电路和信号采集电路；
所述控制和数据处理单元分别和所述矢量阻抗测量单元、所述射频器件控制单元电连接，所述控制和数据处理单元用于获取所述阻抗信息，根据对应频点的所述阻抗信息利用矢量匹配算法得到匹配网络参数，基于所述匹配网络参数发送对应的控制指令给所述射频器件控制单元；其中
所述控制和数据处理单元包括MCU控制器或者DSP处理器；
所述射频器件控制单元用于基于所述控制和数据处理单元发送的控制指令控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成阻抗匹配；其中
所述射频器件匹配网络包括至少一个电容器件和至少一个电感器件，所述射频器件控制单元包括串行数据继电器驱动和继电器，所述继电器与所述电容器件串联，以及与所述电感器件并联；
所述控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成所述阻抗匹配的方法包括：
当使相应的所述继电器触点闭合时，所述电容器件挂载所述射频器件匹配网络，所述电感器件脱离所述射频器件匹配网络，
当使相应的所述继电器触点打开时，所述电容器件脱离所述射频器件匹配网络，所述电感器件挂载所述射频器件匹配网络；
所述控制所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，以完成所述阻抗匹配的方法还包括：
所述电容器件和电感器件挂载一次后，所述矢量阻抗测量单元测量所述阻抗信息，当所述阻抗信息符合预设要求时，所述控制和数据处理单元存储所述匹配网络参数，
当所述阻抗信息不符合预设要求时，计算所述匹配网络参数的误差比例，基于得到的比例运算后的所述匹配网络参数，进行所述射频器件匹配网络中相应的射频器件的挂载与脱离，直至完成所述阻抗匹配。
2.根据权利要求1所述的自动天线调谐电路，其特征在于，所述矢量阻抗测量单元获取所述天线的所述阻抗信息的方法包括：
所述矢量阻抗测量单元通过电桥法对激励源发送给所述天线的信号的矢量电压、电流进行测量，基于测量结果获取所述天线的所述阻抗信息。
3.根据权利要求2所述的自动天线调谐电路，其特征在于，所述矢量阻抗测量单元获取所述天线的所述阻抗信息的方法还包括：
采用模拟同步相位检波器对测量到的所述矢量电压、电流进行正交分解测试，得到所述阻抗信息的部分参数；
根据单端口S11参数理论对得到的所述阻抗信息的部分参数进行误差修正，从而得到所述天线的电阻、电抗、SWR和/或Q值。
4.根据权利要求1所述的自动天线调谐电路，其特征在于，还包括：
抗干扰阻抗测量模块，包括依次连接的功放、滤波器和电桥电路，所述抗干扰阻抗测量模块用于增强所述阻抗信息的测量的稳定性和准确性。
5.一种自动天线调谐系统，其特征在于，包括：发射机、天线和天调系统，所述天调系统包括权利要求1-4任一项所述的自动天线调谐电路，所述天调系统的输入与所述发射机的输出连接，所述天调系统的输出与所述天线连接，所述天调系统用于使所述发射机与所述天线之间阻抗匹配。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310626624.3A CN116405042B (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 一种自动天线调谐电路及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310626624.3A CN116405042B (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 一种自动天线调谐电路及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116405042A CN116405042A (zh) | 2023-07-07 |
| CN116405042B true CN116405042B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=87020162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310626624.3A Active CN116405042B (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 一种自动天线调谐电路及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116405042B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202068407U (zh) * | 2011-05-06 | 2011-12-07 | 陕西烽火电子股份有限公司 | 矢量天线调谐器 |
| CN204465518U (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-08 | 杭州天程电子有限公司 | 一种智能天线调谐器 |
| US9467151B1 (en) * | 2015-09-03 | 2016-10-11 | Analog Devices Global | Apparatus and methods for using tuning information to adaptively and dynamically modify the parameters of an RF signal chain |
| CN112615596A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-06 | 陕西烽火电子股份有限公司 | 一种低损耗调谐匹配网络 |
| CN114430281A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-05-03 | 荣耀终端有限公司 | 阻抗匹配方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
| CN114710170A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-05 | 北京北广科技股份有限公司 | 一种中长波自动天线调谐电路和系统 |
| CN114866096A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-08-05 | 广州海格通信集团股份有限公司 | 天线阻抗调谐方法、装置、终端设备及存储介质 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100870121B1 (ko) * | 2007-04-19 | 2008-11-25 | 주식회사 플라즈마트 | 임피던스 매칭 방법 및 이 방법을 위한 매칭 시스템 |
| US7917104B2 (en) * | 2007-04-23 | 2011-03-29 | Paratek Microwave, Inc. | Techniques for improved adaptive impedance matching |
| US8131232B2 (en) * | 2009-10-09 | 2012-03-06 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for antenna tuning |
| FR3028691B1 (fr) * | 2014-11-13 | 2019-08-16 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede et module d'adaptation automatique d'impedance, en particulier pour une chaine d'emission ou reception radiofrequence |
-
2023
- 2023-05-31 CN CN202310626624.3A patent/CN116405042B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202068407U (zh) * | 2011-05-06 | 2011-12-07 | 陕西烽火电子股份有限公司 | 矢量天线调谐器 |
| CN204465518U (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-08 | 杭州天程电子有限公司 | 一种智能天线调谐器 |
| US9467151B1 (en) * | 2015-09-03 | 2016-10-11 | Analog Devices Global | Apparatus and methods for using tuning information to adaptively and dynamically modify the parameters of an RF signal chain |
| CN112615596A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-06 | 陕西烽火电子股份有限公司 | 一种低损耗调谐匹配网络 |
| CN114710170A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-05 | 北京北广科技股份有限公司 | 一种中长波自动天线调谐电路和系统 |
| CN114430281A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-05-03 | 荣耀终端有限公司 | 阻抗匹配方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
| CN114866096A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-08-05 | 广州海格通信集团股份有限公司 | 天线阻抗调谐方法、装置、终端设备及存储介质 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于矢量阻抗测量模块的短波天线调谐算法;蒋龙;;信息技术(第11期);全篇 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116405042A (zh) | 2023-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210218430A1 (en) | Adaptive antenna tuning system | |
| CN104122444B (zh) | 全数字中频频谱分析仪及频谱分析方法 | |
| CN103001627B (zh) | 石英晶体谐振频率微调控制系统 | |
| CN209606513U (zh) | 一种基于ad9361多路频谱分析嵌入式硬件平台 | |
| CN107091957B (zh) | 一种雷电监测定位系统及其定位方法 | |
| CN103837767A (zh) | 一种利用矢网对互易混频器进行特性表征的方法 | |
| CN114866096B (zh) | 天线阻抗调谐方法、装置、终端设备及存储介质 | |
| CN104991124A (zh) | 一种特性阻抗校准系统及测试方法 | |
| CN105577198A (zh) | 阻抗调谐控制装置及方法 | |
| CN105738708A (zh) | 一种短波天线调谐器插入损耗测量装置及方法 | |
| CN104297566B (zh) | 超高频射频识别电子标签上的天线阻抗测量方法 | |
| CN110086482B (zh) | 天线匹配装置 | |
| CN110542793A (zh) | 一种无源器件智能等效电路模型与参数测量装置及工作方法 | |
| CN103457623B (zh) | 一种零中频直流对消的电路及方法 | |
| CN105807132A (zh) | 一种检测加速器射频谐振腔失谐频率的方法 | |
| CN116405042B (zh) | 一种自动天线调谐电路及系统 | |
| CN203643597U (zh) | 一种移动式短波侦察测向设备 | |
| JPH1138054A (ja) | ネットワーク・アナライザのキャリブレーション方法 | |
| CN202068407U (zh) | 矢量天线调谐器 | |
| CN117590092B (zh) | 天线辐射效率测量方法、系统及电子设备 | |
| CN108254623B (zh) | 一种导线高频交流电阻测量方法及装置 | |
| CN103487778A (zh) | 一种模拟量校正方法及基于该方法的单cpu低压保护装置 | |
| Shahid et al. | Reflection type Q-factor measurement using standard least squares methods | |
| CN210142181U (zh) | 高信噪比低死时间的核磁共振分析探头 | |
| CN110426610B (zh) | 基于幅频响应和最小二乘法的谐振频率提取方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |