一种天线电路中阻抗匹配网络的确定方法及天线电路技术

技术编号:19435486 阅读:25 留言:0更新日期:2018-11-14 12:53
本发明专利技术实施例提供了一种天线电路中的阻抗匹配网络的确定方法及天线电路,所述阻抗匹配网络中仅包括用于调节负载电路阻抗虚部的可调电容,通过所述可调电容,调节负载电路的阻抗虚部使其与信号源的阻抗相匹配,从而完成整个天线电路的阻抗匹配。可见,应用本发明专利技术实施例,仅通过调节一个参数就可以实现在阻抗匹配,因此,简化了参数调试的过程。

【技术实现步骤摘要】
一种天线电路中阻抗匹配网络的确定方法及天线电路
本专利技术涉及天线电路
,特别是涉及一种天线电路中阻抗匹配网络的确定方法及天线电路。
技术介绍
天线电路中的阻抗匹配(impedancematching),是指负载阻抗与信号源的阻抗互相适配,得到最大输出功率的一种工作状态。在天线电路中,阻抗匹配是天线能否正常工作的必要条件。如图1所示,现有技术天线电路的等效电路,包括:信号源电路、L形阻抗匹配网络电路和负载电路。其中,信号源电路包括:天线线圈,图1中VS、RS、LS均是天线线圈的等效模型。其中,VS是天线线圈等效的理想的电源模型,LS是天线线圈等效的等效电感,RS是天线线圈等效的等效电阻,等效电感LS和等效电阻RS分别决定了信号源的电抗和电阻,即分别决定了信号源阻抗的虚部和实部。如图1所示,L形阻抗匹配网络电路包括:与信号源串联的电感L1和与负载电路并联的电容C1。其中,所述电感L1用于调节所述信号源的阻抗虚部,所述电容C1用于调节所述负载电路的阻抗虚部。如图1所示,负载电路包括:负载元器件,所述负载元器件可以等效为电容和电阻,图1中负载电路包括元器件等效的等效电容CL和元器件等效的等效电阻RL。等效电容CL和等效电阻RL分别决定了负载电路的电抗和电阻,即分别决定了负载电路阻抗的虚部和实部。对图1来说,阻抗匹配,是指负载电路的等效电阻等于信号源的等效电阻且负载电路的电抗与信号源中的电抗绝对值相等而符号相反,即使负载电路中的电抗与信号源中的电抗抵消,从而完成信号源和负载电路间的阻抗匹配。而在天线的制作过程中,由于PCB材质、器件质量及铺铜参数等等因素的影响,会对信号源阻抗和负载电路阻抗产生影响,导致信号源电路的阻抗和负载电路的阻抗与理论数据之间存在偏差。因此,在天线的制作过程中就使用阻抗匹配网络电路,通过对调节阻抗匹配网络电路中的可调器件的调节,实现信号源和负载电路间的阻抗匹配。现有技术中,阻抗匹配网络电路中通常同时包含可调电容和可调电感,即同时包含两个或两个以上的可调参数,分别用于调节负载电路和信号源的阻抗虚部。例如:现有技术通常采用的L形阻抗匹配网络电路,是如图1所示的阻抗匹配网络电路,通过分别调节与信号源串联的电感L1来调节所述信号源电路的阻抗虚部和调节与负载电路并联的电容C1来调节所述负载电路的阻抗虚部,实现信号源和负载电路间的阻抗匹配,从而使整个天线电路的谐振频率达到目标工作频率,获得最大输出功率。然而,专利技术人在实现本专利技术的过程中发现,现有技术至少存在如下问题:在包含两个或两个以上可调参数的阻抗匹配网络中,尤其当理论值与实际值之间存在较大差异时,在阻抗匹配过程中要调试两个或两个以上的参数是比较困难的。并且在调试过程中,当在参数的计算或在电路的阻抗测量中存在误差时,在调试参数时可能会出现无法标定是否达到阻抗匹配状态,从而难以实现阻抗匹配。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种天线电路中的阻抗匹配网络确定方法及天线电路,以实现简化参数调试的过程。具体技术方案如下:第一方面,本专利技术实施例提供了一种天线电路中的阻抗匹配网络的确定方法,所述天线电路的等效电路,包括:信号源电路、负载电路以及由一个或多个电容构成的阻抗匹配网络;所述一个或多个电容中包括:与负载电路并联的可调电容;所述方法包括:获得信号源电路的等效电感LS和等效电阻RS;获得负载电路的等效电容CL和等效电阻RL;根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感LS、等效电阻RS、负载电路的等效电容CL和等效电阻RL,计算获得所述可调电容需要调节的电容值范围;按照所述需要调节的电容值范围,实时调节所述可调电容的电容值;实时检测天线电路的回波损耗;将额定谐振频率上回波损耗最低时对应的可调电容的电容值,确定为阻抗匹配成功对应的电容值。可选的,所述根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感LS、等效电阻RS、负载电路的等效电容CL和等效电阻RL,计算获得所述可调电容需要调节的电容值范围的步骤,包括:根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感LS和所述信号源电路的等效电阻RS,按预设品质因数公式,计算获得所述天线电路的目标品质因数Q;计算为了满足该目标品质因数Q,阻抗匹配网络中的可调电容C1、等效电阻RL和与其并联的所述负载电路的等效电容CL所组成的并联支路应该具备的目标电抗值Ct;根据所述目标电抗值Ct和负载电路的等效电容CL,计算获得阻抗匹配网络中可调电容需要的最大电容值;将0至所述最大电容值的区间,确定为所述可调电容需要调节的电容值范围。可选的,所述根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感Ls和所述信号源电路的等效电阻RS,所述按预设品质因数公式,计算获得所述天线电路的目标品质因数Q的步骤为:使用如下公式计算目标品质因数Q;其中,XS为所述信号源电路的阻抗;所述计算为了满足该目标品质因数Q,阻抗匹配网络中的可调电容C1和与其并联的所述负载电路的等效电容CL所组成的并联支路应该具备的目标电抗值Ct的步骤,为;使用如下公式计算目标电抗值Ct:其中,XP为所述负载电路的阻抗。可选的,所述实时检测天线电路的回波损耗的步骤,包括:使用矢量网络分析仪,测试获得天线电路的回波损耗曲线;所述将回波损耗最低时对应的可调电容的电容值,确定为阻抗匹配成功对应的电容值的步骤,包括:将所述回波损耗曲线中,回波损耗最低点对应的可调电容的电容值,确定为阻抗匹配成功对应的电容值。可选的,所述阻抗匹配网络中,还包括与所述可调电容并联的一个或多个补偿电容Cb;所述根据所述目标电抗值Ct和负载电路的等效电容CL,计算获得阻抗匹配网络中可调电容的最大电容值的步骤,包括:用所述目标电抗值Ct减去负载电路的等效电容CL和各个补偿电容Cb,获得阻抗匹配网络中可调电容的最大电容值。可选的,所述天线电路的电路板上,设置有一个或多个用于连接补偿电容Cb的原件接口;在按照所述需要调节的电容值范围,实时调节所述可调电容的电容值的步骤之前,还包括:根据所述需要调节的电容值范围和可调电容的可调范围,判断是否需要连接补偿电容Cb;若需要连接补偿电容Cb,则计算获得补偿电容Cb的数量和各个补偿电容Cb的电容值;按照计算获得的补偿电容Cb的数量和各个补偿电容Cb的电容值。在所述天线电路的电路板上的用于连接补偿电容Cb的原件接口连接一个或多个补偿电容Cb。可选的,所述可调电容由一个或多个可调电容器并联构成。第二方面,本专利技术实施例提供了一种天线电路,其特征在于,所述天线电路的等效电路,包括;信号源电路、负载电路以及由一个或多个电容构成的阻抗匹配网络;所述一个或多个电容中包括:与负载电路并联的可调电容。可选的,所述阻抗匹配网络中,还包括与所述可调电容并联的一个或多个补偿电容Cb。可选的,所述可调电容由一个或多个可调电容器并联构成。本专利技术实施例提供的一种天线电路中的阻抗匹配网络确定方法及天线电路,所述阻抗匹配网络中仅包括用于调节负载电路阻抗虚部的可调电容,通过所述可调电容,调节负载电路的阻抗虚部使其与信号源的阻抗相匹配,从而完成整个天线电路的阻抗匹配。可见,应用本专利技术实施例,仅通过调节一个参数就可以实现在阻抗匹配,因此,简化了参数调试的过程。当然,实施本专利技术的任一产本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种天线电路中的阻抗匹配网络的确定方法,其特征在于,所述天线电路的等效电路,包括:信号源电路、负载电路以及由一个或多个电容构成的阻抗匹配网络;所述一个或多个电容中包括:与负载电路并联的可调电容;所述方法包括:获得信号源电路的等效电感Ls和等效电阻RS;获得负载电路的等效电容CL和等效电阻RL;根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感LS、等效电阻RS、负载电路的等效电容CL和等效电阻RL,计算获得所述可调电容需要调节的电容值范围;按照所述需要调节的电容值范围,实时调节所述可调电容的电容值;实时检测天线电路的回波损耗;将额定谐振频率上回波损耗最低时对应的可调电容的电容值,确定为阻抗匹配成功对应的电容值。

【技术特征摘要】
1.一种天线电路中的阻抗匹配网络的确定方法,其特征在于,所述天线电路的等效电路,包括:信号源电路、负载电路以及由一个或多个电容构成的阻抗匹配网络;所述一个或多个电容中包括:与负载电路并联的可调电容;所述方法包括:获得信号源电路的等效电感Ls和等效电阻RS;获得负载电路的等效电容CL和等效电阻RL;根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感LS、等效电阻RS、负载电路的等效电容CL和等效电阻RL,计算获得所述可调电容需要调节的电容值范围;按照所述需要调节的电容值范围,实时调节所述可调电容的电容值;实时检测天线电路的回波损耗;将额定谐振频率上回波损耗最低时对应的可调电容的电容值,确定为阻抗匹配成功对应的电容值。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感LS、等效电阻RS、负载电路的等效电容CL和等效电阻RL,计算获得所述可调电容需要调节的电容值范围的步骤,包括:根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感LS和所述信号源电路的等效电阻RS,按预设品质因数公式,计算获得所述天线电路的目标品质因数Q;计算为了满足该目标品质因数Q,阻抗匹配网络中的可调电容C1、等效电阻RL和与其并联的所述负载电路的等效电容CL所组成的并联支路应该具备的目标电抗值Ct;根据所述目标电抗值Ct和负载电路的等效电容CL,计算获得阻抗匹配网络中可调电容需要的最大电容值;将0至所述最大电容值的区间,确定为所述可调电容需要调节的电容值范围。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据信号源电路的额定谐振频率f、信号源电路的等效电感LS和所述信号源电路的等效电阻RS,所述按预设品质因数公式,计算获得所述天线电路的目标品质因数Q的步骤为:使用如下公式计算目标品质因数Q;其中,XS为所述信号源电路的阻抗;所述计算为了满足该目标品质因数Q,阻抗匹配网络中的可调电容C1和与其并联的所述负载电路的等效电容CL所组成的并联支路应该具备的目标电抗值...

【专利技术属性】
技术研发人员:左勇陈俊达郑文浩张锦南伍剑谭泽斌万艺航
申请(专利权)人:北京邮电大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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