RU181435U1 - Антенно-согласующее устройство с вычислительным алгоритмом настройки - Google Patents
Антенно-согласующее устройство с вычислительным алгоритмом настройки Download PDFInfo
- Publication number
- RU181435U1 RU181435U1 RU2017141472U RU2017141472U RU181435U1 RU 181435 U1 RU181435 U1 RU 181435U1 RU 2017141472 U RU2017141472 U RU 2017141472U RU 2017141472 U RU2017141472 U RU 2017141472U RU 181435 U1 RU181435 U1 RU 181435U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- microcontroller
- outputs
- Prior art date
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к антенно-фидерным устройствам КВ диапазона и предназначена для компенсации отклонений входного импеданса антенны от значения, при котором обеспечивается оптимальный режим работы усилителя мощности радиопередатчика.Основной технической задачей является повышение точности согласования.АнСУ содержит согласующий контур, образуемый длинной линией с дискретно коммутируемой длиной и магазином конденсаторов, шунтирующих вход длинной линии, микроконтроллер, усилитель опорной частоты, первый и второй генераторы сигналов, усилитель ВЧ, резистивный делитель, квадратурный демодулятор и плату смещения.В устройстве повышена точность обеспечиваемого согласования, а также обеспечено высокое быстродействие.
Description
Настоящая полезная модель относится к радиоэлектронике, а именно к антенно-фидерным устройствам КВ диапазона, и предназначена для компенсации отклонений входного импеданса антенны от значения, при котором обеспечивается оптимальный режим работы усилителя мощности радиопередающего устройства (РПДУ).
Известны антенно-согласующие устройства (АнСУ) с поисковым (патент РФ на изобретение №2282284) и измерительно-вычислительным методом настройки (патенты РФ на полезную модель №78999, №114244). К числу недостатков АнСУ с поисковым методом настройки можно отнести следующее: низкое быстродействие, обусловленное необходимостью перекоммутации элементов согласующего контура после каждой итерации настройки, а также снижение ресурса коммутационных реле при обеспечении перебора. В настоящее время с разработкой различных видов связи, в том числе и для организации помехо- и разведзащищенных радиолиний, актуальной является задача повышения быстродействия АнСУ. Наиболее перспективными для решения этой задачи являются АнСУ с измерительно-вычислительным методом настройки. Один из возможных вариантов устройств такого типа описан в патенте РФ на полезную модель №78999. Для определения параметров согласующих элементов в данном устройстве используются данные таблиц значений активной и реактивной составляющей входного сопротивления длинной линии при различной электрической длине, а также массив отсчетов мгновенных значений тестового сигнала на входе аттенюатора и втором входе коммутатора, измеряемый во время настройки. Быстродействие данного устройства существенно выше, чем у устройств с поисковым методом настройки, однако при этом основная часть времени, необходимого на настройку, тратится на накопление массива отсчетов, что оставляет возможность для дальнейшего повышения быстродействия путем отказа от накопления массива отсчетов и осуществления настройки по результатам однократного измерения.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является антенно-согласующее устройство по патенту РФ на полезную модель №114244, принятое за прототип.
Прототип содержит согласующий контур, образуемый длинной линией с дискретно коммутируемой длиной и магазином конденсаторов, шунтирующих вход длинной линии, коммутатор, микроконтроллер, первый, второй, третий, четвертый и пятый буферные каскады, первый, второй, третий, четвертый и пятый детекторы, а также первый, второй и третий измерительные участки, каждый из которых представляет собой последовательное соединение резистора и отрезка длинной линии. Выход коммутатора подключен к входу согласующего контура. Портом управления является первый последовательный порт микроконтроллера, при этом выходы первого, второго и третьего параллельных портов подключены к соответствующим управляющим входам коммутатора и согласующего контура. Первый, второй, третий, четвертый и пятый буферные каскады последовательно соединены с одноименными детекторами. Напряжения с детекторов, подключенных через буферные каскады к контрольным точкам, поступают на соответствующие аналого-цифровые входы микроконтроллера, при этом с выхода первого детектора на вход аналого-цифрового порта микроконтроллера подается напряжение Ua, с выхода второго детектора - Ub, с выхода третьего детектора - Uab, с выхода четвертого детектора - Uab1, с выхода пятого детектора - Uab2. Вторые выводы резисторов первого и второго измерительных участков соединены со вторым входом коммутатора, третий вход которого подключен к свободному концу отрезка длинной линии первого измерительного участка и к первым входам первого, третьего, четвертого и пятого буферных каскадов. Свободные концы отрезков длинных линий второго и третьего измерительных участков соединены между собой и подключены к первому входу второго и второму входу третьего буферных каскадов. Точки соединения отрезка длиной линии и резистора второго и третьего измерительных участков подключены ко вторым входам четвертого и пятого буферных каскадов соответственно, а второй вывод резистора третьего измерительного участка и вторые входы первого и второго буферных каскадов заземлены. При этом радиочастотным входом и радиочастотным выходом являются соответственно первый вход коммутатора и выход согласующего контура.
Функционально первый, второй и третий измерительные участки представляют собой высокочастотный (ВЧ) датчик, предназначенный для измерения напряжений (Ua, Ub, Uab, Uab1, Uab2), используемых для определения параметров тракта и номиналов элементов согласующего контура, необходимых для обеспечения согласования. При этом ВЧ-датчик совместно с буферными каскадами и детекторами представляет собой измерительный блок, подключаемый к тракту посредством коммутатора при получении команды на согласования от вышестоящей системы управления РПДУ и отключаемый из тракта после окончания процедуры согласования.
Недостатком прототипа является то, что в конструкции устройства присутствуют элементы (линии задержки на отрезках длинных линий), которые на практике вносят вклад в погрешность измерений, что снижает точность согласования (оценивается по уровню коэффициента бегущей волны (КБВ) в тракте после согласования).
Основной технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является повышение точности согласования, то есть повышение уровня коэффициента КБВ в тракте после согласования.
Для этого в АнСУ, содержащее согласующий контур, образованный длинной линией с дискретно коммутируемой длиной и магазином конденсаторов, шунтирующих вход длинной линии, выход которого является радиочастотным выходом устройства, и цифровой микроконтроллер, первый последовательный порт которого является портом управления, к которому подключены управляющие входы согласующего контура, введены усилитель опорной частоты, первый и второй генераторы сигналов, усилитель высокой частоты (ВЧ), резистивный делитель, квадратурный демодулятор и плата смещения, при этом управляющие входы первого и второго генераторов сигналов подключены к порту управления микроконтроллера, выход внутреннего генератора тактовых импульсов микроконтроллера соединен со входом усилителя опорной частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго генераторов сигналов, при этом выход первого генератора сигналов подключен ко входу гетеродина квадратурного демодулятора, а выход второго генератора сигналов - ко входу усилителя ВЧ, выход которого подключен ко входу резистивного делителя, при этом первый и второй выходы резистивного делителя соединены с первым и вторым входами квадратурного демодулятора, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами платы смещения, а первый и второй выходы платы смещения подключены к соответствующим входам аналого-цифрового порта микроконтроллера.
Структурная схема предлагаемого устройства изображена на фиг. 1.
АнСУ содержит согласующий контур 1, образованный длинной линией с дискретно коммутируемой длиной 2 и магазином конденсаторов 3, шунтирующих вход длинной линии, цифровой микроконтроллер 4, усилитель опорной частоты 5, первый 6 и второй 7 генераторы сигналов, усилитель ВЧ 8, резистивный делитель 9, квадратурный демодулятор 10 и плату смещения 11. Управляющие входы первого и второго генераторов сигналов, а также согласующего контура подключены к порту управления микроконтроллера. Выход согласующего контура 1 является радиочастотным выходом устройства. Выход внутреннего генератора тактовых импульсов микроконтроллера 4 соединен со входом усилителя опорной частоты 5, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами первого 6 и второго 7 генераторов сигналов. Выход первого 6 генератора сигналов подключен ко входу гетеродина квадратурного демодулятора 10, а выход второго генератора сигналов - ко входу усилителя ВЧ 8, выход которого подключен ко входу резистивного делителя 9. При этом первый и второй выходы резистивного делителя 9 соединены с первым и вторым входами квадратурного демодулятора 10, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами платы смещения 11. Первый и второй выходы платы смещения 11 подключены к соответствующим входам аналого-цифрового порта микроконтроллера 4.
В предлагаемом устройстве квадратурный демодулятор, первый и второй генераторы сигналов, а также усилитель ВЧ могут быть выполнены с использованием микросхем фирмы AnalogDevice, в частности соответственно: AD8333, AD9854, AD8009. Для организации математических вычислений и осуществления управления, применен микроконтроллер фирмы «Миландр», а именно 1986 ВЕ91Т.
Длинная линия линий с дискретно коммутируемой длиной 2 содержит длинные линии различной электрической длины, при этом каждая линия с помощью вакуумных переключателей может быть подключена последовательно к остальным линиям или отключена от них, таким образом, суммарная электрическая длина линий может меняться ступенями. Магазин конденсаторов 3 выполнен в виде набора емкостей, соединенных в самостоятельные узлы, подключаемые с помощью вакуумных переключателей.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом:
Для формирования измерительного сигнала используются тактовые импульсы внутреннего генератора микроконтроллера 4. Для согласования высокоомного выхода микроконтроллера 4 с низкоомными входами генераторов 6, 7 используется усилитель опорной частоты 5. У правление первым и вторым генераторами сигналов 6, 7 и согласующим контуром 1 осуществляется микроконтроллером 4 по последовательному интерфейсу RS-232 с использованием дополнительных управляющих сигналов.
Сигнал со второго генератора сигналов 7 поступает на усилитель ВЧ 9, на выходе которого формируется измерительный сигнал. Усилитель ВЧ 9, резистивный делитель 8 и измеряемая нагрузка формируют два высокочастотных сигнала - U1 и U2, которые поступают на входы квадратурного демодулятора 10. С первого генератора сигналов 6 прямоугольный сигнал с частотой 4(Fн-df) поступает на вход демодулятора, где делится на 4, сдвигается по фазе и перемножается с входными сигналами U1 и U2, образуя 4 выходных сигнала с частотой df.
В целях совместимости с аналого-цифоровыми входами микроконтроллера 4, выходные сигналы с помощью платы смещения 11 смещаются на 0,5Uref (Uref составляет от 0 до 3,6 В), амплитуды выходных сигналов при этом не изменяется.
Сигналы, поступившие на аналого-цифровые входы микроконтроллера, преобразуются в код и передаются на последующую обработку. Основная формула для расчета сопротивления нагрузки следующая:
,
где коэффициенты х0, х1, х2 расситываются для каждой рабочей частоты при калибровке измерителя, при этом используются эталонные меры XX, КЗ и НАГРУЗКА.
На основе полученных данных о текущем Zнагр микроконтроллер 4 производит вычисление номиналов элементов согласующего контура, необходимых для обеспечения согласования и выдает команды на подключение элементов длинной линий с дискретно перестраиваемой длинной 2 и магазина конденсаторов 3 с номиналами, наиболее близкими к вычисленным значениям L и С.
Предлагаемое устройство по сравнению с устройством-прототипом обладает следующими преимуществами:
- повышена точность обеспечиваемого согласования, КБВ в тракте после согласования обеспечивается на уровне не ниже 0,75;
- при измерении КБВ была достигнута точность 1% в диапазоне частот 1,5…3 0 МГц;
- устройство обладает высоким быстродействием, суммарное время настройки не превышает 30 мс.
Claims (1)
- Антенно-согласующее устройство, содержащее согласующий контур, образованный длинной линией с дискретно коммутируемой длиной и магазином конденсаторов, шунтирующих вход длинной линии, выход которого является радиочастотным выходом устройства, и цифровой микроконтроллер, первый последовательный порт которого является портом управления, к которому подключены управляющие входы согласующего контура, отличающийся тем, что введены усилитель опорной частоты, первый и второй генераторы сигналов, усилитель высокой частоты (ВЧ), резистивный делитель, квадратурный демодулятор и плата смещения, при этом управляющие входы первого и второго генераторов сигналов подключены к порту управления микроконтроллера, выход внутреннего генератора тактовых импульсов микроконтроллера соединен с входом усилителя опорной частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго генераторов сигналов, при этом выход первого генератора сигналов подключен ко входу гетеродина квадратурного демодулятора, а выход второго генератора сигналов - к входу усилителя ВЧ, выход которого подключен к входу резистивного делителя, при этом первый и второй выходы резистивного делителя соединены с первым и вторым входами квадратурного демодулятора, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами платы смещения, а первый и второй выходы платы смещения подключены к соответствующим входам аналого-цифрового порта микроконтроллера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017141472U RU181435U1 (ru) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | Антенно-согласующее устройство с вычислительным алгоритмом настройки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017141472U RU181435U1 (ru) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | Антенно-согласующее устройство с вычислительным алгоритмом настройки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU181435U1 true RU181435U1 (ru) | 2018-07-13 |
Family
ID=62915142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017141472U RU181435U1 (ru) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | Антенно-согласующее устройство с вычислительным алгоритмом настройки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU181435U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698507C1 (ru) * | 2018-12-04 | 2019-08-28 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Антенное согласующее устройство |
RU2775607C1 (ru) * | 2021-08-30 | 2022-07-05 | Федеральное казенное предприятие "Научно-производственный центр "Дельта", ФКП "НПЦ "Дельта" | Устройство автоматического согласования импеданса антенно-фидерного тракта с комплексной нагрузкой |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU78999U1 (ru) * | 2008-07-18 | 2008-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" | Антенно-согласующее устройство |
RU2359402C2 (ru) * | 2007-06-04 | 2009-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Адаптивное антенное согласующее устройство |
RU2432644C1 (ru) * | 2010-10-25 | 2011-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АНТ" | Антенно-согласующее устройство |
RU114244U1 (ru) * | 2011-08-25 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" | Антенно-согласующее устройство |
-
2017
- 2017-11-28 RU RU2017141472U patent/RU181435U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2359402C2 (ru) * | 2007-06-04 | 2009-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Адаптивное антенное согласующее устройство |
RU78999U1 (ru) * | 2008-07-18 | 2008-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" | Антенно-согласующее устройство |
RU2432644C1 (ru) * | 2010-10-25 | 2011-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АНТ" | Антенно-согласующее устройство |
RU114244U1 (ru) * | 2011-08-25 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" | Антенно-согласующее устройство |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698507C1 (ru) * | 2018-12-04 | 2019-08-28 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Антенное согласующее устройство |
RU2775607C1 (ru) * | 2021-08-30 | 2022-07-05 | Федеральное казенное предприятие "Научно-производственный центр "Дельта", ФКП "НПЦ "Дельта" | Устройство автоматического согласования импеданса антенно-фидерного тракта с комплексной нагрузкой |
RU217837U1 (ru) * | 2022-07-22 | 2023-04-20 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Радиопередающее устройство с уменьшенным временем настройки |
RU2792220C1 (ru) * | 2022-12-16 | 2023-03-21 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Передающий тракт кв-диапазона с антенным согласующим устройством |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9331662B2 (en) | Adaptive voltage divider with corrected frequency characteristic for measuring high voltages | |
CN107076789B (zh) | 测量和确定噪声参数的系统和方法 | |
CN103001627A (zh) | 石英晶体谐振频率微调控制系统 | |
CN206725656U (zh) | Lcr射频阻抗测试仪 | |
RU181435U1 (ru) | Антенно-согласующее устройство с вычислительным алгоритмом настройки | |
CN111024761B (zh) | 基于高压放电峰值检测的点火能量测量方法 | |
CN104990625A (zh) | 一种谐振型声表面波传感器的无线测试电路及测试方法 | |
RU148205U1 (ru) | Антенно-согласующее устройство с измерительно-вычислительным методом настройки | |
Pliquett | Time-domain based impedance measurement: strengths and drawbacks | |
RU142638U1 (ru) | Антенно-согласующее устройство с повышенным быстродействием | |
CN104901751A (zh) | 一种射频设备温度补偿方法及装置 | |
Savin et al. | A simple test fixture de-embedding method for PCB components measurements using a calibrated vector network analyzer | |
RU2317559C1 (ru) | Способ измерений комплексных сопротивлений многополюсника (варианты) | |
CN109581067B (zh) | 一种基于fpga高速接收机的电容测量装置 | |
RU2499274C1 (ru) | Устройство для определения шумовых параметров четырехполюсника свч | |
JP2532229B2 (ja) | 伝送路パラメ−タ測定装置 | |
RU114244U1 (ru) | Антенно-согласующее устройство | |
US2532736A (en) | Arrangement for comparing electrical characteristics | |
JP2016099194A (ja) | 無線周波数パラメーターの校正方法 | |
RU136896U1 (ru) | Устройство для измерения полного комплексного сопротивления антенн | |
CN103048364A (zh) | 一种基于rc网络频率特性的土壤含水量测量装置和方法 | |
CN116405042B (zh) | 一种自动天线调谐电路及系统 | |
RU2778030C1 (ru) | Способ определения коэффициента ослабления фидерной линии | |
RU2080609C1 (ru) | Способ определения комплексного сопротивления двухполюсника в диапазоне частот | |
CN114966345B (zh) | 一种高频电流局放信号采样装置及方法 |