天线自适应阻抗匹配器和匹配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种天线自适应阻抗匹配器和匹配方法，包括采样模块、控制模块和阻抗匹配电路；令采样模块的输入端与天线负载的输出端连接，采样模块的输出端与控制模块的输入端连接，采样模块对天线负载的输出电信号进行采样，并将采样结果发送给控制模块；令控制模块的输出端与阻抗匹配电路的输入端连接，控制模块用于根据采样结果生成调整信号，并将调整信号发送给阻抗匹配电路；阻抗匹配电路根据调整信号调整传输线的阻抗值，使传输线的阻抗值与天线负载的阻抗值相匹配，解决了基于固定匹配网络的阻抗匹配技术不适用于宽频段的阻抗匹配的技术问题，达到了使卫星电话的通话质量不受位置变化的影响，自适应阻抗匹配和提高卫星电话的通话质量的技术效果。

Antenna adaptive impedance matching device and matching method

The invention provides an antenna adaptive impedance matcher and matching method, including a sampling module, a control module and an impedance matching circuit; connecting the input end of the sampling module with the output end of the antenna load, the output end of the sampling module with the input end of the control module, and the output electric signal of the sampling module to the antenna load. The output of the control module is connected with the input of the impedance matching circuit. The control module is used to generate the adjustment signal according to the sampling result and transmit the adjustment signal to the impedance matching circuit. The impedance matching circuit adjusts the impedance value of the transmission line according to the adjustment signal. By matching the impedance value of transmission line with the impedance value of antenna load, the technical problem that the impedance matching technology based on fixed matching network is not suitable for wide band impedance matching is solved. The communication quality of satellite telephone is not affected by the position change, the adaptive impedance matching and the improvement of the communication quality of satellite telephone are achieved. Technical effect.

【技术实现步骤摘要】
天线自适应阻抗匹配器和匹配方法
本专利技术涉及天线
，尤其是涉及一种天线自适应阻抗匹配器和匹配方法。
技术介绍
目前，卫星电话在应急通信支援工作中已经得到了广泛的应用，工作环境的改变和相对位置变化会引起卫星电话天线的场分布的变化，从而天线的阻抗值也会随之改变，导致天线负载与传输线的失配。阻抗失配会降低功率传输效率、响应的线性度和输出信号功率，严重影响卫星电话的通话质量。为了避免上述情况，通常的做法是在源和负载之间再插入一个无源网络，这种无源网络通常被视为匹配网络。匹配网络的用途就是实现阻抗变换，将传输线的阻抗与负载阻抗实现匹配，将高频微波信号传输尽可能传至负载点，减少反射回信号源的信号。传统的阻抗匹配技术所采用的是插入一个固定匹配网络，这种网络只针对某一点频率设计，一旦该匹配网络应用到宽频领域时就会失效。卫星电话通信一般工作在宽频波段：Ku波段(12-40GHz)、K波段(18-27GHz)、Ka波段(26.5-40GHz)等，基于固定匹配网络的阻抗匹配技术不再适用，宽频段的阻抗匹配问题亟待解决。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种天线自适应阻抗匹配器和匹配方法，以缓解了基于固定匹配网络的阻抗匹配技术不适用于宽频段的阻抗匹配的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种天线自适应阻抗匹配器，包括：采样模块、控制模块和阻抗匹配电路；所述采样模块的输入端与天线负载的输出端连接，所述采样模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述采样模块对所述天线负载的输出电信号进行采样，并将采样结果发送给所述控制模块；所述控制模块的输出端与所述阻抗匹配电路的输入端连接，所述控制模块用于根据所述采样结果生成调整信号，并将所述调整信号发送给阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路根据所述调整信号调整传输线的阻抗值，使传输线的阻抗值与天线负载的阻抗值相匹配。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述阻抗匹配电路包括可变电感器和第一可变电容器：所述第一可变电容器的第一端子与所述输入端子连接，所述第一可变电容器的第二端子接地；所述可变电感器的第一端子与所述输出端子连接。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述阻抗匹配电路还包括第二可变电容器：所述第二可变电容器的第一端子与所述可变电感器的第二端子连接；所述第二可变电容器的第二端子接地。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述控制模块还用于控制所述第一可变电容器和第二可变电容器改变电容参数以调整传输线的阻抗值。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述控制模块包括至少两个并联的电容：所述控制模块还包括至少两个第一开关模块；所述第一开关模块和所述电容一一对应，且所述第一开关模块和所述电容串联连接，所述第一开关模块用于控制所述电容的通断。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述控制模块还用于第二控制电路控制所述可变电感器改变电感参数以调整传输线的阻抗值。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述控制模块还包括至少两个级联的电感：所述控制模块还包括至少两个第二开关模块；所述第二开关模块和所述电感一一对应，且所述第二开关模块和所述电感并联连接，所述第二开关模块用于控制所述电感的通断。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述采样模块包括电压传感器和电流传感器：所述电压传感器用于按预设时间间隔采集天线负载的输出电压值；所述电流传感器用于按预设时间间隔采集天线负载的输出电流值。第二方面，本专利技术实施例还提供一种天线自适应阻抗匹配方法，应用于控制模块，包括：接收采样模块采集的天线负载的输出电信号；根据所述输出电信号生成调整信号，所述调整信号携带电感参数信息、第一电容参数信息和第二电容参数信息；控制阻抗匹配电路按所述调整信号调整电感器、第一电容器和/或第二电容器的参数以调整传输线的阻抗值。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述输出电信号生成调整信号包括：根据所述输出电信号计算所述天线负载的阻抗值；按预设算法计算与所述阻抗值相匹配的电感参数、第一电容参数和第二电容参数；根据所述电感参数、第一电容参数和第二电容参数生成调整信号。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术通过提供一种天线自适应阻抗匹配器和匹配方法，包括：采样模块、控制模块和阻抗匹配电路；令所述采样模块的输入端与天线负载的输出端连接，所述采样模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述采样模块对所述天线负载的输出电信号进行采样，并将采样结果发送给所述控制模块；令所述控制模块的输出端与所述阻抗匹配电路的输入端连接，所述控制模块用于根据所述采样结果生成调整信号，并将所述调整信号发送给阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路根据所述调整信号调整传输线的阻抗值，使传输线的阻抗值与天线负载的阻抗值相匹配。本专利技术实施例通过设置采样模块、控制模块和阻抗匹配电路可以实时监测天线负载的阻抗变化，实现了天线负载的阻抗值和传输线的阻抗值的自适应匹配，使卫星电话的通话质量不受位置变化的影响，达到了自适应阻抗匹配和提高卫星电话的通话质量的技术效果。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种天线自适应阻抗匹配器组成示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种阻抗匹配电路示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种控制模块组成示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种控制模块组成示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种线自适应阻抗匹配方法流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。目前卫星电话在应急通信支援工作中已经得到了广泛的应用，工作环境的改变和相对位置变化会引起卫星电话天线的场分布的变化，从而天线的阻抗值也会随之改变，导致天线负载与传输线的失配。阻抗失配会降低功率传输效率、响应的线性度和输出信号功率，严重影响卫星电话的通话质量。为了避免上述情况，通常的做法是在源和负载之间再插入一个无源网络，这种无源网络通常被视为匹配网络。匹配网络的用途就是实现阻抗变换，将传输线的阻抗与负载阻抗实现匹配，将高频微波信号传输尽可能传至负载点，减少反射回信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线自适应阻抗匹配器，其特征在于，包括：采样模块、控制模块和阻抗匹配电路；所述采样模块的输入端与天线负载的输出端连接，所述采样模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述采样模块对所述天线负载的输出电信号进行采样，并将采样结果发送给所述控制模块；所述控制模块的输出端与所述阻抗匹配电路的输入端连接，所述控制模块用于根据所述采样结果生成调整信号，并将所述调整信号发送给阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路根据所述调整信号调整传输线的阻抗值，使传输线的阻抗值与天线负载的阻抗值相匹配。

【技术特征摘要】
1.一种天线自适应阻抗匹配器，其特征在于，包括：采样模块、控制模块和阻抗匹配电路；所述采样模块的输入端与天线负载的输出端连接，所述采样模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述采样模块对所述天线负载的输出电信号进行采样，并将采样结果发送给所述控制模块；所述控制模块的输出端与所述阻抗匹配电路的输入端连接，所述控制模块用于根据所述采样结果生成调整信号，并将所述调整信号发送给阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路根据所述调整信号调整传输线的阻抗值，使传输线的阻抗值与天线负载的阻抗值相匹配。2.根据权利要求1所述的天线自适应阻抗匹配器，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括可变电感器和第一可变电容器：所述第一可变电容器的第一端子与所述输入端子连接，所述第一可变电容器的第二端子接地；所述可变电感器的第一端子与所述输出端子连接。3.根据权利要求2所述的天线自适应阻抗匹配器，其特征在于，所述阻抗匹配电路还包括第二可变电容器：所述第二可变电容器的第一端子与所述可变电感器的第二端子连接；所述第二可变电容器的第二端子接地。4.根据权利要求2所述的天线自适应阻抗匹配器，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述第一可变电容器和第二可变电容器改变电容参数以调整传输线的阻抗值。5.根据权利要求4所述的天线自适应阻抗匹配器，其特征在于，所述控制模块包括至少两个并联的电容：所述控制模块还包括至少两个第一开关模块；所述第一开关模块和所述电容一一对应，且所述第一开关模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘楚群，邹晓明，吴少涛，廖子熙，钟超逸，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司河源供电局，
类型：发明
国别省市：广东,44