CN202998080U - 车载天线调谐器 - Google Patents

Abstract

车载天线调谐器，设置于功率放大器和短波天线之间，主要由检测电路、控制电路、接口电路和网络电路组成；所述接口电路与检测电路、网络电路串联，所述控制电路对检测电路、接口电路和网络电路进行控制。本实用新型车载天线调谐器通过扩充网络，减小了体积，实现了多种鞭天线、斜天线、4m半环天线等复杂天线的调谐能力，实现了车载天线调谐器的小型化，并在大幅缩小体积的同时增加网络器件，同时提高了性能。

Description

车载天线调谐器

技术领域

本实用新型属于短波通信设备应用技术领域，涉及一种车载天线调谐器。

背景技术

现有的大功率自动天线调谐器调谐3种天线，即4米鞭天线、15米斜天线和44米双极天线，不能调谐无盲区半环天线，并且体积较大，装车不便。随着无盲区半环天线的逐步应用，要求天线调谐器不但能调谐4米鞭天线、15米斜天线和44米双极天线，同时能够调谐半环天线。美国Harris公司的RF3200电台天线调谐器、日本ICOM公司的M700电台天线调谐器、美国COLLINS公司的CPL-920D电台天线调谐器、澳大利亚CODAN的NGT SR短波电台天线调谐器及美国Datron公司PRC1099A电台天线调谐器灯只能调谐即4米鞭天线、15米斜天线和44米双极天线，并且体积较大。国内的短波大功率电台天线调谐器基本只能调谐4米鞭天线、15米斜天线和44米双极天线。近两年来，开发的矢量天线调谐器，虽然能够调谐以上四种天线，但体积较大，不便于装车，同时成本很高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种车载天线调谐器，解决现有技术存在的体积较大，装车不便的问题。

本实用新型的目的是这样实现的，车载天线调谐器，设置于功率放大器和短波天线之间，主要由检测电路、控制电路、接口电路和网络电路组成；接口电路与检测电路、网络电路串联，控制电路控制检测电路、接口电路和网络电路。

本实用新型的特点还在于：

网络电路包括网络电容、网络电感、第一电容、第二继电器、第二电容和第一继电器且依次串联，第一电容与第二继电器的连接点与天线连接，第二继电器与第二电容的连接点与第一电感连接，第一电感通过第一继电器接地；网络电容与网络电感的连接点接收射频进入，网络电容通过网络电感接地；网络电感和第一电容分别并联继电器。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型车载天线调谐器通过扩充网络，减小了体积，实现了多种鞭天线、斜天线、4m半环天线等复杂天线的调谐能力，实现了车载天线调谐器的小型化，并在大幅缩小体积的同时增加网络器件，同时提高了性能。

附图说明

图1为现有天线调谐器的网络电路结构图；

图2为本实用新型车载天线调谐器结构示意图；

图3为本实用新型单片机扩展双82C55原理图；

图4为本实用新型车载天线调谐器网络电路结构图；

图5为网络匹配能力区域图；

图6为不可调谐区域调谐方式。

图中，1.接口电路，2.检测电路，3.网路电路，4.控制电路，L.网络电感，L1.第一电感，C.网络电容，C1.第一电容，第二电容.C2，K.继电器，K1.第一继电器，K2.第二继电器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型车载天线调谐器，主要由检测电路2、控制电路4、接口电路1和网络电路3组成；接口电路1与检测电路2、网络电路3串联，控制电路4对检测电路2、接口电路1和网络电路3进行控制。车载天线调谐器位于功率放大器和短波天线之间，主要完成短波天线和功放阻抗匹配，使功率通过天线以最高效的方式辐射出去的模块。自动天线调谐器是采用单片机控制继电器改变电容和电感接入网络的方式来实现网络匹配的。天调工作时，首先功率放大器给出5W到20W范围内小功率，由于天线和功放阻抗不匹配，天线调谐器检测器检测到天线的阻抗和相位有偏差后，将偏差信号送给控制单元，控制单元对检测到得信息进行判断，并按照一定的逻辑关系去控制继电器用以改变电容和电感的接入网络的方式，将相位阻抗的偏差调整到和功率放大器的阻抗匹配状态。即驻波比满足一定的要求。真个调谐完成。

本实用新型车载天线调谐器是通过扩展网络，优化网络调谐流程，增加调配能力来实现对多种天线的匹配。

同时兼有体积小、重量轻，在装车方面具有优势。

在天线调谐器体积和重量方面虽然对网络器件和控制单元进行了扩展，增加了许多器件的同时在体积方面进行了。其体积仅为333mm×230mm×100mm。重量仅为不到5KG。

在检测器方面采用了标量检测手段。主要检测电路有阻抗检测电路、相位检测电路、驻波比系数检测电路、4：1阻抗变换器。通过线圈取样，检波、比较后，得到阻抗、相位、驻波比的高低电平来实时反映在调谐时网络状态，并把检测到的天线调谐器驻波比、阻抗、相位等信息，提供给控制单元。

图3为单片机扩展双82C55原理图，本实用新型天线调谐器控制方面通过扩展双I/O口进行网络器件的控制。首次在自动天线调谐器中使用了两个82C55对I/O口进行扩展，能够控制更多继电器。对匹配网络进行扩充，配合新研制的调谐流程达到对多种天线实现匹配，提高天线调谐器的匹配能力。

在天线调谐器网络方面的扩充的射频网络是由继电器K控制的网络电容C和网络电感L组成，其常用的网络形式有Γ形、Τ形。天线调谐器的匹配能力很大程度上取决于射频网络的合理选择。现有自动天线调谐器射频网路形式基本上为是Γ形的，如图1中9个二进制的网络电容C、10个二进制的网络电感L所构成的Γ形网络的主调谐网络。通常为了抵消杂散电感的影响,串联了一个调谐电容。该形式的射频网络在配谐鞭天线、斜天线等天线时，射频网络器件选择合适都能够达到良好匹配效果。在配谐阻抗复杂天线时，现有的调谐网络形式的配谐能力明显有所不足。为了扩充射频网络，提高调谐能力，本实用新型采用了图4的网络，通过增加第二电容C2、第一电感L1、第一继电器K1、第二继电器K2等射频网络器件。当天线阻抗位于可调谐区域时，第二继电器K2断开，保持Γ形网络形式，具有原调谐能力和性能；当天线阻抗位于不可调谐区域时，第二继电器K2闭合，将第一继电器K1、第一电容C1和第一电感L1加入调谐网络，整个射频网络变成∏形，解决复杂天线的调谐问题。通过第一电容C1、第一电感L1将天线阻抗调整到主调谐区域，再由主调谐器件的网络电容C、网络电感L完成最终调谐。由于射频网络中有高压存在，使用的网络电容多为高Q值、高耐压器件，保证网络工作稳定性。

本车载天线调谐器实现了多种鞭天线、斜天线、4m半环天线等复杂天线的调谐能力，在大幅缩小体积的同时增加网络器件同时提高了天线调谐器的性能。

调谐原理

调谐的目的是把天线阻抗从失谐调整到阻抗匹配的调谐过程，可以有多种调谐方法。为了便于叙述，我利用Smith圆图来说明本网络的基本的调谐方法。

根据现有的自动天线调谐器的匹配能力可以将阻抗圆图划分如下两个区域。图5为网络匹配能力区域图，其中A区称为可调谐区域，B区称为不可调谐区域。当天线的阻抗落在B区时，的常规天线调谐器能力已经不足以使天线阻抗失谐调整到阻抗匹配。这是现役常规自动天线调谐器的缺点。车载天线调谐器通过扩充网络将不可调谐区域转换到可调谐区域。实现了所有天线阻抗的完全匹配。

在不可调谐区域选择一点来说明本天线调谐器如何解决位于不可调谐区域天线阻抗从失谐调整到匹配的。很多短波天线在低频段内天线的阻抗基本上都位于不可调谐区域，这一段区间利用现役常规自动天线调谐器的Γ形网络是很难达到匹配的。

图6为不可调谐区域调谐方式，选取图6中a点，这个点相对来说用常规网络是比较难调谐的。这个地方需要用到我们的网路中开关继电器K2的后端器件组合。天线调谐器调谐过程如图6所示，首先加入天线根部并联电容C2的各种组合使阻抗由点a位置改变到点b位置，即使阻抗的实部尽可能的接近50Ω阻抗圆，以利于后面的调谐；然后加入C1沿阻抗圆使阻抗由点b改变到点c，此时的阻抗用我们的新网络将不可调谐区域的a点的阻抗调整到c点，处于可调谐区域里面；此时就回归到我们的常规调谐上来了。最后通过加入L使阻抗由点c改变到点d，加入C使阻抗由点d改变到点e达到阻抗匹配。

Claims (2)

1.车载天线调谐器，其特征在于：设置于功率放大器和短波天线之间，主要由检测电路(2)、控制电路(4)、接口电路(1)和网络电路(3)组成；所述接口电路(1)与检测电路(2)、网络电路(3)串联，所述控制电路(4)控制检测电路(2)、接口电路(1)和网络电路(3)。

2.如权利要求1所述的车载天线调谐器，其特征在于：所述网络电路包括网络电容(C)、网络电感(L)、第一电容(C1)、第二继电器(K2)、第二电容(C2)和第一继电器(K1)且依次串联，第一电容(C1)与第二继电器(K2)的连接点与天线连接，第二继电器(K2)与第二电容(C2)的连接点与第一电感(L1)连接，第一电感(L1)通过第一继电器(K1)接地；网络电容(C)与网络电感(L)的连接点接收射频进入，网络电容(C)通过网络电感(K)接地；网络电感(L)和第一电容(C1)分别并联继电器K。

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