一种基于3E-T波导调配器的动态阻抗匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于3E

【技术实现步骤摘要】
一种基于3E
‑
T波导调配器的动态阻抗匹配方法


[0001]本专利技术涉及微波
，特别是一种基于3E
‑
T波导调配器的动态阻抗匹配方法。

技术介绍

[0002]目前，微波加热技术已在各行各业中得到广泛应用。阻抗匹配是微波加热系统的重要组成部分，为了实现高功率、高效率的传输，通常在信号源与负载之间架设阻抗匹配器。在工业微波等离子体加热系统中，由于等离子体变化相当于动态负载，可以等效为动态负载的变化，所以在大功率微波加热中，需要实现动态负载的实时、连续匹配。
[0003]常用的阻抗匹配器是三销钉波导调配器，但是实际使用过程中，由于金属销钉插入的深度受到限制，因此三销钉调配器存在匹配盲区；并且现有的阻抗匹配算法，需要预先通过仿真建立数据库或响应时间过长，不能实现连续的阻抗匹配，不能满足动态负载实时、连续调节的要求，因此需要一种可以实现实时、连续调节的阻抗匹配算法，并且将不存在匹配盲区的波导调配器与该算法结合进行实际阻抗匹配。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提供一种基于3E
‑
T波导调配器的动态阻抗匹配方法，以解决上述技术问题。
[0005]本专利技术公开了一种基于3E
‑
T波导调配器的动态阻抗匹配方法，其包括：
[0006]步骤1：建立3E
‑
T波导调配器的不同支节的高度对应的3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库和3E
‑
T波导调配器阻抗数据库；
[0007]步骤2：将3E
‑
T波导调配器的3个E
‑
T支节调到初始高度，判断系统的电压驻波系数，即信号源一端的反射系数，是否小于或等于预设值；所述系统包括依次连接的信号源、3E
‑
T波导调配器设置、负载；
[0008]步骤3：若反射系数大于预设值，则系统不匹配；动态调整支节的高度，实时检测当前的反射系数，直至反射系统小于或等于预设值为止，最终系统达到阻抗匹配。
[0009]进一步地，所述步骤1包括：
[0010]步骤11：模拟建立不同h1、h2高度组合和不同h2、h3高度组合对应的3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库和3E
‑
T波导调配器阻抗数据库；3E
‑
T波导调配器具有3个E
‑
T支节，h1、h2、h3分别是3E
‑
T波导调配器的3个相邻E
‑
T支节中滑动短路面移动的距离；
[0011]步骤12：模拟建立不同h1、h2、h3高度组合对应的3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库和3E
‑
T波导调配器阻抗数据库。
[0012]进一步地，所述步骤11包括：
[0013]步骤111：在每个h1、h2高度处，计算并记录当前高度下的3E
‑
T波导调配器的端口S参数和3E
‑
T波导调配器的阻抗；
[0014]步骤112：在每个h2、h3高度处，计算并记录当前高度下的3E
‑
T波导调配器的端口S
参数和3E
‑
T波导调配器的阻抗；
[0015]步骤113：根据不同高度与3E
‑
T波导调配器的端口S参数和3E
‑
T波导调配器的阻抗的对应关系，建立3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库和3E
‑
T波导调配器阻抗数据库。
[0016]进一步地，所述步骤111包括：
[0017]h1,h2高度下的3E
‑
T波导调配器的端口S参数的计算公式为：
[0018][0019][0020][0021][0022][0023][0024]其中，β是相位常数,S
ij
(i,j＝1,2)是3E
‑
T波导调配器的端口散射矩阵，s
ij
(i,j＝1,2,3,4)是由主波导和两个E
‑
T支节组成的四端口网络的S参数，s
55
和s
66
是两个E
‑
T支节可调短路面部分组成的独立二端口网络的S参数，h1,h2是E
‑
T支节中滑动短路面移动的距离；
[0025]已知3E
‑
T波导调配器的端口S参数，通过如下公式可得3E
‑
T波导调配器的阻抗：
[0026][0027]其中，Z
IN
是3E
‑
T波导调配器阻抗，Z0是3E
‑
T波导调配器的特征阻抗，S
11
是3E
‑
T波导调配器S参数。
[0028]进一步地，所述3E
‑
T波导调配器的负载阻抗的计算公式为：
[0029][0030]其中，Z
L
是负载阻抗，Z0是3E
‑
T波导调配器的特征阻抗，S
ij
(i,j＝1,2)是3E
‑
T波导调配器S参数，Γ是当前状态下的反射系数。
[0031]进一步地，所述步骤12中：
[0032]3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库表示为：
[0033][0034]其中，[S
T
]为3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库；[Q]、[T]、[T]T
、[R]四个矩阵共同组成一个混合四端口或五端口网络的S参数；[S
S
]为E
‑
T支节可调短路面部分组成的端口网络；
[0035]通过3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库，可得3E
‑
T波导调配器的端口S参数。
[0036]进一步地，还包括：
[0037]若反射系数小于或等于预设值，则系统的阻抗匹配；所述系统包括依次连接的信号源、3E
‑
T波导调配器和负载。
[0038]进一步地，所述步骤3包括：
[0039]步骤31：检测当前状态下的反射系数和E
‑
T支节高度，根据当前状态下的E
‑
T支节高度，在3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库中查找当前E
‑
T支节高度对应的端口S参数；根据当前检测到的反射系数和当前E
‑
T支节高度对应的端口S参数，计算负载阻抗；
[0040]步骤32：计算负载阻抗的共轭，然后查找3E
‑
T波导调配器的波导阻抗数据库，选择误差最小的一组E
‑
T支节高度，并将3E
‑
T波导调配器的E
‑
T支节调节到该误差最小的一组E<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3E
‑
T波导调配器的动态阻抗匹配方法，其特征在于，包括：步骤1：建立3E
‑
T波导调配器的不同支节的高度对应的3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库和3E
‑
T波导调配器阻抗数据库；步骤2：将3E
‑
T波导调配器的3个E
‑
T支节调到初始高度，判断系统的电压驻波系数，即信号源一端的反射系数，是否小于或等于预设值；所述系统包括依次连接的信号源、3E
‑
T波导调配器设置、负载；步骤3：若反射系数大于预设值，则系统不匹配；动态调整支节的高度，实时检测当前的反射系数，直至反射系统小于或等于预设值为止，最终系统达到阻抗匹配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤11：模拟建立不同h1、h2高度组合和不同h2、h3高度组合对应的3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库和3E
‑
T波导调配器阻抗数据库；3E
‑
T波导调配器具有3个E
‑
T支节，h1、h2、h3分别是3E
‑
T波导调配器的3个相邻E
‑
T支节中滑动短路面移动的距离；步骤12：模拟建立不同h1、h2、h3高度组合对应的3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库和3E
‑
T波导调配器阻抗数据库。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤11包括：步骤111：在每个h1、h2高度处，计算并记录当前高度下的3E
‑
T波导调配器的端口S参数和3E
‑
T波导调配器的阻抗；步骤112：在每个h2、h3高度处，计算并记录当前高度下的3E
‑
T波导调配器的端口S参数和3E
‑
T波导调配器的阻抗；步骤113：根据不同高度与3E
‑
T波导调配器的端口S参数和3E
‑
T波导调配器的阻抗的对应关系，建立3E
‑
T波导调配器的端口S参数数据库和3E
‑
T波导调配器阻抗数据库。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤111包括：h1,h2高度下的3E
‑
T波导调配器的端口S参数的计算公式为：T波导调配器的端口S参数的计算公式为：T波导调配器的端口S参数的计算公式为：T波导调配器的端口S参数的计算公式为：T波导调配器的端口S参数的计算公式为：T波导调配器的端口S参数的计算公式为：
其中，β是相位常数,S
ij
(i,j＝1,2)是3E
‑
T波导调配器的端口散射矩阵，s
ij
(i,j＝1,2,3,4)是由主波导和两个E
‑
T支节组成的四端口网络的S参数，s
55
和s
66
是两个E
‑
T支节可调短路面部分组成的独立二端口网络的S参数，h1,h2是E
‑
T支节中滑动短路面移动的距离；已知3E
‑
T波导调配器的端口S参数，通过如下公式可得3E
‑
T波导调配器的阻抗：...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪涛，周丹凤，陈航，
申请(专利权)人：西华师范大学，
类型：发明
国别省市：