一种天线匹配网络及其匹配设计方法技术

本发明专利技术提出一种天线匹配网络结构及其匹配设计方法。天线匹配网络结构包括预调网络、滤波网络、校正网络以及阻抗匹配网络；所述预调网络通过第一节点(1)连接所述滤波网络；所述滤波网络通过第二节点(2)连接至所述校正网络；所述校正网络通过第三节点(3)连接至阻抗匹配网络；所述阻抗匹配网络的阻抗节点为第四节点(4)。所述匹配设计方法包括使得第一节点和第三节点的等效阻抗参数最大限度满足低Q值要求，而第二节点的等效阻抗参数满足干扰信号频率高Q值要求，从而改进天线匹配网络的带宽、驻波比指标和抗干扰信号的指标，设计出满足技术指标要求的更多频率共用天线工作的匹配网络。络。

【技术实现步骤摘要】
一种天线匹配网络及其匹配设计方法


[0001]本专利技术属于天线
，尤其涉及一种天线匹配网络及其匹配设计方法。

技术介绍

[0002]天线匹配网络通过对天线进行阻抗匹配，实现较好地发送或接收一定频带宽度的无线电信号，同时抑制工作频带外的干扰信号。理论上说，天线匹配网络属于带通滤波器，技术指标主要包括频带宽度(带宽)、带内平坦度指标和带外衰减指标，其中反映天线匹配网络的带内平坦度指标在无线电测量技术中用驻波比指标(或行波系数指标)表示。
[0003]然而，目前的天线匹配网络设计方法，主要存在以下两个问题：一是天线端驻波比指标偏大时，实现较好的天线匹配网络的带宽指标和带内平坦度指标的设计方法比较复杂，一般技术人员不易掌握；二是现有天线匹配网络设计方法中使用高Q值滤波器进行强抑制会严重影响带宽指标和驻波比指标达到设计要求，因此难以设计技术指标较好的多频率共用天线的匹配网络，在一些应用场景(如大功率的无线电发射)造成天线场地资源和天线资源的浪费。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种天线匹配网络及其匹配设计方法。天线匹配网络结构包括预调网络、滤波网络、校正网络以及阻抗匹配网络；所述预调网络通过第一节点(1)连接所述滤波网络；所述滤波网络通过第二节点(2)连接至所述校正网络；所述校正网络通过第三节点(3)连接至阻抗匹配网络；所述阻抗匹配网络的阻抗节点为第四节点(4)。所述匹配设计方法包括使得第一节点和第三节点的等效阻抗参数最大限度满足低Q值要求，而第二节点的干扰信号频率等效阻抗参数满足高Q值要求，从而改进天线匹配网络的带宽、驻波比指标和抗干扰信号的指标，设计出满足技术指标要求的更多频率共用天线工作的匹配网络。
[0005]在本专利技术的第一个方面，提出一种天线匹配网络结构，所述天线匹配网络结构包括预调网络、滤波网络、校正网络以及阻抗匹配网络；所述预调网络通过第一节点连接所述滤波网络；所述滤波网络通过第二节点连接至所述校正网络；所述校正网络通过第三节点连接至阻抗匹配网络；所述阻抗匹配网络的阻抗节点为第四节点。
[0006]其中，所述预调网络为天线阻抗预调网络，所述天线阻抗预调网络对多个工作频点的天线阻抗的实频数据进行调节，使得所述第一节点处的所述多个工作频点的等效阻抗参数的Q值为第一Q值；
[0007]所述滤波网络为高Q值阻抗匹配滤波网络，所述高Q值阻抗匹配滤波网络对所述多个工作频点外的干扰频率进行阻塞滤波，使得所述第二节点的各工作频点干扰信号频率等效阻抗参数的Q值为第二Q值；
[0008]所述校正网络为匹配校正网络，所述匹配校正网络使所述滤波网络之后的所述第三节点处各工作频点等效阻抗参数的Q值为第三Q值；
[0009]其中，所述第一Q值和所述第三Q值为工作频率低Q值，第二Q值为干扰信号频率高Q值。
[0010]在本专利技术的上述技术方案中，所谓Q值，是指工作频点阻抗值(R+jX)的虚部与实部的比值(Q＝X/R)。
[0011]在本专利技术的第二个方面，提供一种匹配设计方法，用于对上述第一个方面的所述天线匹配网络进行参数设计。
[0012]更具体的，所述设计方法包括设计从天线端到电路输出/输入端的匹配网络，具体体现在：
[0013]测量或者计算获取所述多个工作频点的天线的等效阻抗参数；
[0014]根据获取的所述多个工作频点的天线的实频数据设计所述预调网络，使得所述第一节点的所述多个工作频点的等效阻抗参数最大限度满足低Q值要求；
[0015]根据干扰信号频率设计所述滤波网络，所述滤波网络采用并联谐振网络阻塞所述干扰信号；
[0016]设计所述匹配校正网络，使所述第三节点处的所述多个工作频点的等效阻抗参数最大限度满足低Q值的要求；
[0017]所述低Q值的范围为[
‑
1,1]。
[0018]更具体的，所述设计方法还有：
[0019]根据获取的各工作频点天线的实频数据设计天线预调网络，在天线馈电点并联(或串联)预调网络，使得在天线预调网络之后的网络节点(第一节点)的各工作频点阻抗(R+jX)最大限度满足低Q值(Q＝X/R)的要求—让尽量多的工作频点的等效阻抗参数的Q值在
‑
1～+1的范围之内；
[0020]根据干扰信号频率设计阻抗匹配滤波网络，滤波网络可用并联谐振网络阻塞干扰信号，干扰信号频率不明确时可先不考虑添加特定的滤波网络(不论是否添加了特定的滤波网络，带有匹配校正网络的天线匹配网络都已经具有带通滤波作用)；
[0021]通过设计匹配校正网络使第三节点处的工作频点等效阻抗参数(R+jX)又满足低Q值(Q＝X/R)的要求—让尽量多的工作频点的等效阻抗参数的Q值在
‑
1～+1的范围之内，并使高频率工作频点的阻抗虚部值大于低频率频点阻抗虚部的值。
[0022]所述匹配校正预调、滤波、校正和阻抗匹配网络由电抗性元件或电抗性网络构成。
[0023]同时，当天线工作在单一工作频段时，预调网络一般由单一电抗元件就可以实现所述的低Q值；当天线工作在多频率共用的工作方式时，预调网络通常需要设计为一个复合网络实现各个工作频段的低Q值。
[0024]采用本专利技术提供的天线匹配网络及其设计方法，可以改进工作频段的平坦度指标和带宽指标、提高抗干扰的技术指标，还能设计出满足技术指标要求的更多频率共用天线工作的匹配网络。
[0025]本专利技术的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施
例，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。
[0027]图1是本专利技术一个实施例的一种天线匹配网络结构的子网络结构示意图
[0028]图2是图1所述的一种天线匹配网络的具体实施例
[0029]图3是图1或图2所述的天线匹配网络的匹配设计方法示意图
[0030]图4是工作在单一频段的天线匹配网络的结构示意图
[0031]图5是工作在复合频段的天线匹配网络的结构示意图
[0032]图6
‑
图9是天线匹配网络结构的部分设计原理推导图
[0033]图10
‑
图16是验证图4或图5所述天线匹配网络性能的部分参数表图
具体实施方式
[0034]下面，结合附图以及具体实施方式，对专利技术做出进一步的描述。
[0035]需要指出的是，在本专利技术的各个实施例中给出的说明书附图描述仅仅是示意性的，不代表全部的具体的电路结构；
[0036]本专利技术未特别明确的部分模块结构，以现有技术记载的内容为准。本专利技术在前述
技术介绍
部分提及的现有技术可作为本专利技术的一部分，用于理解部分技术特征或者参数的含义。本专利技术的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线匹配网络结构，所述天线匹配网络结构包括预调网络、滤波网络、校正网络以及阻抗匹配网络；所述预调网络通过第一节点连接所述滤波网络；所述滤波网络通过第二节点连接至所述校正网络；所述校正网络通过第三节点连接至阻抗匹配网络；其特征在于：所述预调网络为天线阻抗预调网络，所述天线阻抗预调网络对多个工作频点的天线阻抗的实频数据进行调节，使得所述第一节点处的所述多个工作频点的等效阻抗参数为第一Q值；所述滤波网络为高Q值阻抗匹配滤波网络，所述高Q值阻抗匹配滤波网络对所述多个工作频点外的干扰频率进行阻塞滤波，使得所述第二节点的各工作频点等效阻抗参数为第二Q值；所述校正网络为匹配校正网络，所述匹配校正网络使所述滤波网络之后的所述第三节点处各工作频点等效阻抗参数为第三Q值。2.如权利要求1所述的一种天线匹配网络结构，其特征在于：所述阻抗匹配网络为匹配共轭网络，所述匹配共轭网络将所述第三节点处的等效天线阻抗匹配变换到预定阻抗值，并抵消所述多个工作频点的电抗分量。3.如权利要求1所述的一种天线匹配网络结构，其特征在于：所述第一Q值和所述第三Q值的范围为[
‑
1,1]。4.如权利要求1所述的一种天线匹配网络结构，其特征在于：所述多个工作频点包括高频率工作频点和低频率工作频点；所述高频率工作频点的阻抗虚部值大于低频率工作频点阻抗虚部值。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的一种天线匹配网络结构，其特征在于：所述匹配校正网络由电抗性元件或电抗性网络构成。6.一种权利要求1
‑
5任...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭青松，
申请(专利权)人：广东省九，
类型：发明
国别省市：