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天線調諧器和天線調諧系統.pdf

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天線 調諧器 調諧 系統
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摘要
申請專利號:

CN201110400134.9

申請日:

2011.12.05

公開號:

CN102545936B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||著錄事項變更IPC(主分類):H04B 1/18變更事項:申請人變更前:福建星海通信科技有限公司變更后:福建星海通信科技有限公司變更事項:地址變更前:350008 福建省福州市倉山區洋洽半道變更后:350000 福建省福州市馬尾區星達路16號|||實質審查的生效號牌文件類型代碼:1604號牌文件序號:101322522687IPC(主分類):H04B 1/18專利申請號:2011104001349申請日:20111205|||公開
IPC分類號: H04B1/18 主分類號: H04B1/18
申請人: 福建星海通信科技有限公司
發明人: 陳超; 史江濤; 黃奇家
地址: 350000 福建省福州市馬尾區星達路16號
優先權:
專利代理機構: 福州市鼓樓區博深專利代理事務所(普通合伙) 35214 代理人: 林志崢
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110400134.9

授權公告號:

102545936B|||||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2015.01.07|||2012.09.05|||2012.07.04

法律狀態類型:

授權|||著錄事項變更|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種天線調諧器和天線調諧系統,天線調諧器包括取樣電路、自動調諧控制電路、阻抗變換器、電機、可變電感、電感;所述取樣電路串接于外置發射機與阻抗變換器之間,用于獲取輸入信號的電流和電壓值的相位比較信號,并將所述相位比較信號輸出至自動調諧控制電路用于測量相位差;所述自動調諧控制電路根據所述工作頻率對所述阻抗變換器和所述電感進行設定,并根據所述相位差通過所述電機對所述可變電感進行設定;輸入信號通過取樣電路傳送到阻抗變換器,再通過阻抗變換器傳輸到可變電感,信號經過可變電感后,再通過電感耦合到外置天線上。本發明采用相位差值作為調整的基準,使得調諧的效率更高。

權利要求書

1.一種天線調諧器,其特征在于:包括取樣電路、自動調諧控制電路、阻
抗變換器、電機、可變電感、電感;
所述取樣電路串接于外置發射機與阻抗變換器之間,用于獲取輸入信號的
電流和電壓值的相位比較信號,并將所述相位比較信號差輸出至自動調諧控制
電路用于測量相位差;所述自動調諧控制電路根據所述工作頻率相位差對所述
阻抗變換器和所述電感進行設定,并根據所述相位差通過所述電機對所述可變
電感進行設定;
輸入信號通過取樣電路傳送到阻抗變換器,再通過阻抗變換器傳輸到可變
電感,信號經過可變電感后,再通過電感耦合到外置天線上。
2.根據權利要求1所述的天線調諧器,其特征在于:所述取樣電路包括
電流取樣單元、與電流取樣單元相連接的電流方波變換單元、電壓取樣單元、
與電壓取樣單元相連接的電壓方波變換單元;
所述電流取樣單元連接至外置發射機,對輸入信號進行電流取樣,并輸出
取樣電流到電流方波變換單元進行電流方波變換;
所述電壓取樣單元連接至所述電流取樣單元,對輸入信號進行電壓取樣,
并輸出取樣電壓到電壓方波變換單元進行電壓方波變換;
所述電流方波變換單元、電壓方波變換單元均與所述自動調諧控制電路相
連接。
3.根據權利要求1所述的天線調諧器,其特征在于:還包括天線電流表,
所述天線電流表與所述阻抗變換器的輸出端相連接。
4.根據權利要求2所述的天線調諧器,其特征在于:所述自動調諧控制電
路包括檢測相位差單元、CPU;
所述檢測相位差單元接收來自電壓方波變換單元的電壓相位,以及接收來
自電流方波變換單元的電流相位,并比較所述電壓相位與電流相位的差值,并
輸出相位差值到所述CPU;
所述CPU與外置主機相連接,用于獲取標準的工作頻率,并根據所述標準
的工作頻率獲取標準工作參數,與所述相位差值相比對,根據比對結果對所述
的電機、阻抗變換器做出微調。
5.根據權利要求4所述的天線調諧器,其特征在于:所述CPU包括存儲單
元,所述存儲單元存儲標準參數值,所述CPU獲取標準頻率值后,判斷所述存
儲單元是否有相應頻率的標準參數值,若是,則調用該標準值;若否,則尋找
與所述標準頻率值最相近的頻率值下的標準參數值。
6.根據權利要求4所述的天線調諧器,其特征在于:所述標準參數值包括
電機參數、阻抗變換參數或可變電感參數。
7.一種天線調諧系統,其特征在于:包括發射機、主機、天線調諧器、天
線;所述發射機、主機、天線均與所述天線調諧器相連接;
所述發射機用于向所述天線調諧器發射輸入信號;
所述主機用于向天線調諧器發出標準頻率值;
所述天線調諧器包括取樣電路、自動調諧控制電路、阻抗變換器、電機、
可變電感、電感;所述取樣電路串接于外置發射機與阻抗變換器之間,用于獲
取輸入信號的電流和電壓值的相位比較信號,并將所述相位比較信號差輸出至
自動調諧控制電路用于測量相位差;所述自動調諧控制電路根據所述工作頻率
相位差對所述阻抗變換器和所述電感進行設定,并根據所述相位差通過所述電
機對所述可變電感進行設定;輸入信號通過取樣電路傳送到阻抗變換器,再通
過阻抗變換器傳輸到可變電感,信號經過可變電感后,再通過電感耦合到外置
天線上。
8.根據權利要求7所述的天線調諧系統,其特征在于:
所述取樣電路包括電流取樣單元、與電流取樣單元相連接的電流方波變換
單元、電壓取樣單元、與電壓取樣單元相連接的電壓方波變換單元;
所述電流取樣單元連接至外置發射機,對輸入信號進行電流取樣,并輸出
取樣電流到電流方波變換單元進行電流方波變換;
所述電壓取樣單元連接至所述電流取樣單元,對輸入信號進行電壓取樣,
并輸出取樣電壓到電壓方波變換單元進行電壓方波變換;
所述電流方波變換單元、電壓方波變換單元均與所述自動調諧控制電路相
連接。
9.根據權利要求8所述的天線調諧系統,其特征在于:所述自動調諧控制
電路包括檢測相位差單元、CPU;
所述檢測相位差單元接收來自電壓方波變換單元的電壓相位,以及接收來
自電流方波變換單元的電流相位,并比較所述電壓相位與電流相位的差值,并
輸出相位差值到所述CPU;
所述CPU與外置主機相連接,用于獲取標準的工作頻率,并根據所述標準
的工作頻率獲取標準工作參數,與所述相位差值相比對,根據比對結果對所述
的電機、阻抗變換器做出微調。
10.根據權利要求8所述的天線調諧系統,其特征在于:所述CPU包括存
儲單元,所述存儲單元存儲標準參數值,所述CPU獲取標準頻率值后,判斷所
述存儲單元是否有相應頻率的標準參數值,若是,則調用該標準值;若否,則
尋找與所述標準頻率值最相近的頻率值下的標準參數值。

說明書

天線調諧器和天線調諧系統

技術領域

本發明涉及一種天線調諧領域,尤其是涉及一種天線調諧器和天線調諧系
統。

背景技術

天線自動調諧技術是的關鍵技術之一,現有的天線調諧器大多采用如單獨
比對阻抗的調諧方式。并沒有根據相位差值對天線的各個參數進行調諧,所以
調諧效果不夠精確,且當天線調諧器沒有存儲調諧參數時,天線調諧器就需要
進行搜索所需要的參數,調諧時間也就加長了。

發明內容

本發明解決的技術問題是,提供一種天線調諧器和天線調諧系統,能夠解
決目前天線調諧器的調諧不夠精確,調諧時間長的問題。

為解決上述技術問題,本發明采用的技術方案是提供一種天線調諧器,包
括取樣電路、自動調諧控制電路、阻抗變換器、電機、可變電感、電感;所述
取樣電路串接于外置發射機與阻抗變換器之間,用于獲取輸入信號的電流和電
壓值的相位比較信號,并將所述相位比較信號差輸出至自動調諧控制電路用于
測量相位差;所述自動調諧控制電路根據所述工作頻率相位差對所述阻抗變換
器和所述電感進行設定,并根據所述相位差通過所述電機對所述可變電感進行
設定;輸入信號通過取樣電路傳送到阻抗變換器,再通過阻抗變換器傳輸到可
變電感,信號經過可變電感后,再通過電感耦合到外置天線上。

其中,所述取樣電路包括電流取樣單元、與電流取樣單元相連接的電流方
波變換單元、電壓取樣單元、與電壓取樣單元相連接的電壓方波變換單元;所
述電流取樣單元連接至外置發射機,對輸入信號進行電流取樣,并輸出取樣電
流到電流方波變換單元進行電流方波變換;所述電壓取樣單元連接至所述電流
取樣單元,對輸入信號進行電壓取樣,并輸出取樣電壓到電壓方波變換單元進
行電壓方波變換;所述電流方波變換單元、電壓方波變換單元均與所述自動調
諧控制電路相連接。

其中,還包括天線電流表,所述天線電流表與所述阻抗變換器的輸出端相
連接。

其中,所述自動調諧控制電路包括檢測相位差單元、CPU;所述檢測相位差
單元接收來自電壓方波變換單元的電壓相位,以及接收來自電流方波變換單元
的電流相位,并比較所述電壓相位與電流相位的差值,并輸出相位差值到所述
CPU;所述CPU與外置主機相連接,用于獲取標準的工作頻率,并根據所述標準
的工作頻率獲取標準工作參數,與所述相位差值相比對,根據比對結果對所述
的電機、阻抗變換器做出微調。

其中,所述CPU包括存儲單元,所述存儲單元存儲標準參數值,所述CPU
獲取標準頻率值后,判斷所述存儲單元是否有相應頻率的標準參數值,若是,
則調用該標準值;若否,則尋找與所述標準頻率值最相近的頻率值下的標準參
數值。

其中,所述標準參數值包括電機參數、阻抗變換參數或可變電感參數。

為解決上述技術問題,本發明還提供一種天線調諧系統,包括發射機、主
機、天線調諧器、天線;所述發射機、主機、天線均與所述天線調諧器相連接;
所述發射機用于向所述天線調諧器發射輸入信號;所述主機用于向天線調諧器
發出標準頻率值;所述天線調諧器包括取樣電路、自動調諧控制電路、阻抗變
換器、電機、可變電感、電感;所述取樣電路串接于外置發射機與阻抗變換器
之間,用于獲取輸入信號的電流和電壓值的相位比較信號,并將所述相位比較
信號差輸出至自動調諧控制電路用于測量相位差;所述自動調諧控制電路根據
所述工作頻率相位差對所述阻抗變換器和所述電感進行設定,并根據所述相位
差通過所述電機對所述可變電感進行設定;??輸入信號通過取樣電路傳送到阻抗
變換器,再通過阻抗變換器傳輸到可變電感,信號經過可變電感后,再通過電
感耦合到外置天線上。

其中,所述取樣電路包括電流取樣單元、與電流取樣單元相連接的電流方
波變換單元、電壓取樣單元、與電壓取樣單元相連接的電壓方波變換單元;所
述電流取樣單元連接至外置發射機,對輸入信號進行電流取樣,并輸出取樣電
流到電流方波變換單元進行電流方波變換;所述電壓取樣單元連接至所述電流
取樣單元,對輸入信號進行電壓取樣,并輸出取樣電壓到電壓方波變換單元進
行電壓方波變換;所述電流方波變換單元、電壓方波變換單元均與所述自動調
諧控制電路相連接。

其中,所述自動調諧控制電路包括檢測相位差單元、CPU;所述檢測相位差
單元接收來自電壓方波變換單元的電壓相位,以及接收來自電流方波變換單元
的電流相位,并比較所述電壓相位與電流相位的差值,并輸出相位差值到所述
CPU;所述CPU與外置主機相連接,用于獲取標準的工作頻率,并根據所述標準
的工作頻率獲取標準工作參數,與所述相位差值相比對,根據比對結果對所述
的電機、阻抗變換器做出微調。

其中,所述CPU包括存儲單元,所述存儲單元存儲標準參數值,所述CPU
獲取標準頻率值后,判斷所述存儲單元是否有相應頻率的標準參數值,若是,
則調用該標準值;若否,則尋找與所述標準頻率值最相近的頻率值下的標準參
數值。

采用上述技術方案,對比現有技術中天線調諧器的調諧不夠精確,調諧時
間長的問題,本發明的有益效果是:取樣電路對輸入信號的電壓和電流相位進
行取樣,自動調諧控制電路對相位差值進行分析,控制阻抗變換器的阻抗值,
以及控制電機的轉速,從而控制可變電感的容值,這樣就能夠實時根據當前的
輸入信號的情況,對天線調諧器內部的設備進行調整,以達到最好的調諧效果,
采用相位差值作為調整的基準,使得調諧的效率更高。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種天線調諧器的結構圖;

圖2為本發明提供的一種天線調諧器的具體實施例的結構圖;

圖3為本發明提供的自動調諧控制電路的結構圖;

圖4為本發明提供的自動調諧控制電路中的CPU的軟件工作流程圖;

圖5為本發明提供的一種天線調諧系統的結構圖。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果,以下結合
實施方式并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1,本發明提供一種天線調諧器,包括取樣電路、自動調諧控制電
路、阻抗變換器、電機、可變電感、電感;所述取樣電路串接于外置發射機與
阻抗變換器之間,用于獲取輸入信號的電流和電壓值的相位比較信號,并將所
述相位比較信號差輸出至自動調諧控制電路用于測量相位差;所述自動調諧控
制電路根據所述工作頻率相位差對所述阻抗變換器和所述電感進行設定,并根
據所述相位差通過所述電機對所述可變電感進行設定;輸入信號通過取樣電路
傳送到阻抗變換器,再通過阻抗變換器傳輸到可變電感,信號經過可變電感后,
再通過電感耦合到外置天線上。

請參閱圖2,圖2為本發明提供的一種天線調諧器的一具體實施例,在本實
施例中,進一步改進為:所述取樣電路包括電流取樣單元、與電流取樣單元相
連接的電流方波變換單元、電壓取樣單元、與電壓取樣單元相連接的電壓方波
變換單元;所述電流取樣單元連接至外置發射機,對輸入信號進行電流取樣,
并輸出取樣電流到電流方波變換單元進行電流方波變換;所述電壓取樣單元連
接至所述電流取樣單元,對輸入信號進行電壓取樣,并輸出取樣電壓到電壓方
波變換單元進行電壓方波變換;所述電流方波變換單元、電壓方波變換單元均
與所述自動調諧控制電路相連接。

進一步的,本發明還包括天線電流表,所述天線電流表與所述阻抗變換器
的輸出端相連接。

請參閱圖3,進一步的,所述自動調諧控制電路包括檢測相位差單元、CPU;

所述檢測相位差單元接收來自電壓方波變換的電壓相位,以及接收來自電
流方波變換單元的電流相位,并比較所述電壓相位與電流電位的差值,并輸出
相位差值到所述CPU;所述CPU與外置主機相連接,用于獲取標準的工作頻率,
并根據所述標準的工作頻率獲取標準工作參數,與所述相位差值相比對,根據
比對結果對所述的電機、阻抗變換器做出微調。

最為優選的,所述CPU包括存儲單元,所述存儲單元存儲標準參數值,所
述CPU獲取標準頻率值后,判斷所述存儲單元是否有相應頻率的標準參數值,
若是,則調用該標準值;若否,則尋找與所述標準頻率值最相近的頻率值下的
標準參數值。其中,所述標準參數值包括電機參數、阻抗變換參數或可變電感
參數。

請參閱圖4,所述天線調諧器的具體工作流程為:

開機后,主機設定的工作頻率通過串口告知CPU,天線調諧器就依此頻率自
動調入已存儲的程序(主要包括該頻率點下繼電器的檔位、電機的角度),選擇
繼電器檔位實現阻抗匹配,快速驅動電機達到預定角度,電機的轉動帶動可變
電感器,補償天線的容抗,實現調諧(調諧時間t<<1s)。CPU已存儲的程序
數據,由前期調試確定(由編碼器用來確定角度)。

按預知程序設定好繼電器檔位及電機角度后,再通過對取樣電壓與取樣電
流相位差的檢測(包括相位差大小與符號的檢測),再次判斷是否達到調諧狀態,
視情況進行微調。這種情況稱為可記憶自動調諧方式。

若主機設定的頻率,天調CPU中沒有存儲該頻率點的程序數據,則天調CPU
自動檢測已存儲的與該頻率最接近的頻率點,按此頻率點設定繼電器與電機角
度(時間t0<<1s)。然后根據調諧判斷標準進行調諧,最終使天調達到調諧狀
態。假定步進電機為每分鐘600轉,則轉動一周所用時間為100ms,調諧轉動時
間t1<0.1s。以86BYG250A電機為例,其共有50個齒,整步步距角為1.8°,
若以40細分,則轉動一周需要脈沖數為(360°÷1.8°)×40=8000個,又若驅
動脈沖頻率設為f=10kHz,則調諧轉動時間t1≤0.8s<1s。根據實際情況,會
是一邊調諧一邊檢測,直到達到調諧狀態,總的調諧時間可滿足t≤3s。這種情
況稱為非記憶自動調諧方式。

如若電機轉動一周沒有找到調諧點,則自動調整繼電器向上或向下變化一
個檔位,然后驅動電機轉動,同時檢測調諧判斷標準,判定天調是否達到調諧
狀態。若仍沒有達到調諧狀態,則發出警告聲,提示進行手動調諧。這種情況
不計入自動調諧時間。

請參閱圖4,圖4為本發明提供的一種天線調諧系統的結構圖,包括取樣電
路、自動調諧控制電路、阻抗變換器、電機、可變電感、電感;所述取樣電路
串接于外置發射機與阻抗變換器之間,用于獲取輸入信號的電流和電壓值的相
位比較信號,并將所述相位比較信號差輸出至自動調諧控制電路用于測量相位
差;所述自動調諧控制電路根據所述工作頻率相位差對所述阻抗變換器和所述
電感進行設定,并根據所述相位差通過所述電機對所述可變電感進行設定;輸
入信號通過取樣電路傳送到阻抗變換器,再通過阻抗變換器傳輸到可變電感,
信號經過可變電感后,再通過電感耦合到外置天線上。

進一步的,所述取樣電路包括電流取樣單元、與電流取樣單元相連接的電
流方波變換單元、電壓取樣單元、與電壓取樣單元相連接的電壓方波變換單元;
所述電流取樣單元連接至外置發射機,對輸入信號進行電流取樣,并輸出取樣
電流到電流方波變換單元進行電流方波變換;所述電壓取樣單元連接至所述電
流取樣單元,對輸入信號進行電壓取樣,并輸出取樣電壓到電壓方波變換單元
進行電壓方波變換;所述電流方波變換單元、電壓方波變換單元均與所述自動
調諧控制電路相連接。

進一步的,所述自動調諧控制電路包括檢測相位差單元、CPU;

所述檢測相位差單元接收來自電壓方波變換單元的電壓相位,以及接收來
自電流方波變換單元的電流相位,并比較所述電壓相位與電流相位的差值,并
輸出相位差值到所述CPU;所述CPU與外置主機相連接,用于獲取標準的工作頻
率,并根據所述標準的工作頻率獲取標準工作參數,與所述相位差值相比對,
根據比對結果對所述的電機、阻抗變換器做出微調。

進一步的,所述CPU包括存儲單元,所述存儲單元存儲標準參數值,所述
CPU獲取標準頻率值后,判斷所述存儲單元是否有相應頻率的標準參數值,若是,
則調用該標準值;若否,則尋找與所述標準頻率值最相近的頻率值下的標準參
數值。所述天線調諧系統的具體實施方式與上述天線調諧器的實施方式一樣,
這個不做贅述。

以上所述僅為本發明的實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利
用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運
用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護范圍內。

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