一种高稳定性低频天线匹配方法组成比例

本发明专利技术公开一种高稳定性低频天线匹配方法，所述匹配方法包括温度反曲线匹配，其包括步骤：S11、获得电感磁芯磁导率或电容率随温度变化的曲线函数；S12、根据电感和电容的乘性关系，计算所述曲线函数对应的反曲线函数；S13、对所述反曲线函数进行归一化处理，得到电感磁芯磁导率或电容率随温度变化的反曲线；S14、根据所述电感磁芯磁导率随温度变化的反曲线匹配对应电容率温度曲线，并根据该电容率温度曲线选择电容器件；或者，根据所述电容率随温度变化的反曲线匹配对应电感磁芯磁导率温度曲线，并根据该电感磁芯磁导率温度曲线选择电感磁芯。本发明专利技术利用电感和电容的乘性关系，在不增加任何成本的情况下，大幅提高和保证了低频天线的稳定性和一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低频天线领域，具体涉及，具体应用 于汽车和物联网基站的发射端。
技术介绍
目前，市场上的低频天线，在LC谐振电路中，由于电感L和电容C本身器件的感 值和容值参数的离散性很大，根据谐振频率公式f() 可知，会导致很大的谐振频 率偏差，而由图1所示的谐振频率和阻抗的偏差效果图可知，当谐振频率出现偏差时，其相 对于正常谐振频率时所对应的阻抗将会发生变化，阻抗的变化将会直接影响天线的发射强 度，从而影响天线的感应覆盖距离，最终在后期需要费时费力采用外部电路进行匹配调谐， 如果采用高精度的元器件又会使成本大幅增加。 本专利技术的专利技术人经过研究发现，目前市场上的低频天线，为了得到较低的谐振频 率如100~150kHz，通常采用磁芯以提高电感的感值，由于磁芯材质不论是锰-锌还是 镍-锌，其磁导率随温度变化剧烈，同时电容器件的电容率也随温度变化剧烈，且电感L与 电容C相对于谐振频率和阻抗又是乘性关系，因而导致低频天线的温度稳定性和产品一致 性很差。
技术实现思路
针对现有技术存在的由于电感器件的磁导率和电容器件的电容率随温度变化剧 烈，且电感与电容相对于谐振频率和阻抗又是乘性关系，因而导致低频天线的温度稳定性 和产品一致性很差的技术问题，本专利技术提供，来保证低频 天线的稳定性和一致性。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： ，所述匹配方法包括温度反曲线匹配，其包括以 下步骤： S11、获得电感磁芯磁导率或电容率随温度变化的曲线函数； S12、根据电感和电容的乘性关系，计算所述曲线函数对应的反曲线函数； S13、对所述反曲线函数进行归一化处理，得到电感磁芯磁导率或电容率随温度变 化的反曲线； S14、根据所述电感磁芯磁导率随温度变化的反曲线匹配对应电容率温度曲线，并 根据该电容率温度曲线选择电容器件；或者，根据所述电容率随温度变化的反曲线匹配对 应电感磁芯磁导率温度曲线，并根据该电感磁芯磁导率温度曲线选择电感磁芯。 本专利技术提供的高稳定性低频天线匹配方法，将电感器件的感值随温度的变化曲线 转换为主要由磁芯磁导率随温度变化曲线函数造成，并根据电感L和电容C的乘性关系， 求得反曲线函数，并将其归一化处理后得到反曲线，再根据这条反曲线匹配对应电容率温 度曲线的电容（即选择电容器件），通常磁芯磁导率随温度变化为正温度曲线，因而可以选 择电容率温度曲线与反曲线相吻合的负温度系数电容，即正温度磁导率匹配负温度系数电 容；或者根据电容率温度曲线的反曲线匹配对应磁导率的电感磁芯，即正温度系数电容匹 配负温度磁导率。因此，本专利技术采用的温度反曲线匹配方法，利用了电感L和电容C的乘性 关系，在不增加任何成本的情况下，大幅提高和保证了低频天线的稳定性和一致性。 进一步，所述步骤S14还包括，对所述电容率温度曲线或电感磁芯磁导率温度曲 线进行归一化处理，再进行对照选择电容器件或电感磁芯。 进一步，所述匹配方法还包括分段交叉匹配，其包括以下步骤：S21、根据电容器件的离散性特点，将电容值区间分为1~N段；S22、根据谐振频率公，计算每段电容值区间对应的相同谐振频率 f〇的电感中心值LLN;S23、根据所述电感中心值LN设定电感绕线圈数，实现较小的电容与较大的电 感，较大的电容与较小的电感交叉匹配；并且，电感绕线圈数设定与步骤S21中的电容值分 段是在同一温度下进行。 进一步，所述步骤S21中，当电容器件的离散性特点分布曲线比较平缓时，采用等 容值分组匹配策略，即每段电容值区间的宽度相等。 进一步，所述步骤S21中，当电容器件的离散性特点分布曲线比较陡峭时，采用等 概率积分分组匹配策略，即每段的概率密度积分相等。 进一步，所述步骤S21中，电容器件的离散性特点为标准正态分布，将电容值区间 分为5段。【附图说明】 图1是现有技术中离散性和温度稳定性叠加后谐振频率和阻抗的偏差效果示意 图。 图2是本专利技术实施例提供的高稳定性低频天线匹配方法流程示意图。 图3是本专利技术实施例提供的寻找归一化磁导率的反曲线示例。 图4是本专利技术实施例提供的采用等容值分组匹配策略示例。 图5是本专利技术实施例提供的采用等概率积分分组匹配策略示例。图6是本专利技术实施例提供的匹配前后谐振频率概率分布曲线比较示意图。【具体实施方式】 为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本专利技术。 请参考图2所示，本专利技术提供，所述匹配方法包 括温度反曲线匹配，其包括以下步骤：S11、获得电感磁芯磁导率或电容率随温度变化的曲线函数；S12、根据电感和电容的乘性关系，计算所述曲线函数对应的反曲线函数；S13、对所述反曲线函数进行归一化处理，得到电感磁芯磁导率或电容率随温度变 化的反曲线；S14、根据所述电感磁芯磁导率随温度变化的反曲线匹配对应电容率温度曲线，并 根据该电容率温度曲线选择电容器件；或者，根据所述电容率随温度变化的反曲线匹配对 应电感磁芯磁导率温度曲线，并根据该电感磁芯磁导率温度曲线选择电感磁芯。 本专利技术提供的高稳定性低频天线匹配方法，将电感器件的感值随温度的变化曲线 转换为主要由磁芯磁导率随温度变化曲线函数造成，并根据电感L和电容C的乘性关系， 求得反曲线函数，并将其归一化处理后得到反曲线，再根据这条反曲线匹配对应电容率温 度曲线的电容（即选择电容器件），通常磁芯磁导率随温度变化为正温度曲线，因而可以选 择电容率温度曲线与反曲线相吻合的负温度系数电容，即正温度磁导率匹配负温度系数电 容；或者根据电容率温度曲线的反曲线匹配对应磁导率的电感磁芯，即正温度系数电容匹 配负温度磁导率。因此，本专利技术采用的温度反曲线匹配方法，利用了电感L和电容C的乘性 关系，在不增加任何成本的情况下，大幅提高和保证了低频天线的稳定性和一致性。 作为具体实施例，本专利技术提供的高稳定性低频天线匹配方法中，所述温度反曲线 匹配是指，电感器件感值随温度变化的曲线主要由磁芯磁导率随温度变化曲线造成，与线 圈温度特性和整体尺寸变化关系不大，所以几乎可以认为磁芯磁导率y随温度变化曲线 乘上定值k就是电感器件感值随温度变化的曲线，此曲线可从所有磁芯厂家产品说明中获 得。具体地，温度反曲线匹配首先要通过磁芯厂家的资料，建立磁芯磁导率y随温度T的查 找表（LUT)关系。例如，假设在汽车和物联网工业所关心的-40°c~120°C得到对应的磁芯 磁导率y为 1000 ~5000,且查得实际值为：当T= °C 时，对应的磁芯磁导率y= ;为计算 简单，将温度变量T线性映射到x= ，即将温度变量T的温度分别等 效为x中的 0，1，2,3,4,5,6,7,8。 对得到的实验数据进行数学建模，此处举例的方式是进行分段的最小误差平方二 次拟合，由此能获得平滑的曲线，且这里的举例是对曲线的其中一段进行数学建模，当然也 可以根据实际应用和需要，采用线性或高阶多项式进行拟合，需要说明的是，所述数学建模 和拟合的具体过程和原理已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。若计预测磁导率和 实际磁导率之间的误差，其中，s(Xl)为拟合的模型函数，h为在Xl处的实 际磁导率，拟合目标即误差的平方和则为： 其中，m为x中对应的位数，n为采用的拟合次数。 具体在本实施例中为m=8, n=2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高稳定性低频天线匹配方法，其特征在于，所述匹配方法包括温度反曲线匹配，其包括以下步骤：S11、获得电感磁芯磁导率或电容率随温度变化的曲线函数；S12、根据电感和电容的乘性关系，计算所述曲线函数对应的反曲线函数；S13、对所述反曲线函数进行归一化处理，得到电感磁芯磁导率或电容率随温度变化的反曲线；S14、根据所述电感磁芯磁导率随温度变化的反曲线匹配对应电容率温度曲线，并根据该电容率温度曲线选择电容器件；或者，根据所述电容率随温度变化的反曲线匹配对应电感磁芯磁导率温度曲线，并根据该电感磁芯磁导率温度曲线选择电感磁芯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁兆淞，
申请(专利权)人：重庆渝至达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85