[发明专利]天线匹配装置

说明书

本发明公开一种天线匹配装置。天线匹配装置包括测量电路，连接天线，用于获取所述天线的复反射系数的模及相位并对所述复反射系数的模及相位进行运算后获得所述天线的复阻抗，并将所述复阻抗输出；匹配电路，连接在所述测量电路与所述天线之间，存储有复阻抗与区域的对应关系，所述匹配电路接收所述测量电路输出的复阻抗并根据存储的复阻抗与区域的对应关系找到接收到的复阻抗对应的区域，并对所述区域的参数进行调整以使所述天线与发射机或接收机匹配，以解决天线与射频前端间失配、端口驻波差的问题，同时实现精确测量调谐阻抗、缩短调谐时间及满足跳频需要的目的。

技术领域

本发明涉及天线调谐领域，特别是涉及一种天线匹配装置。

背景技术

天线是无线电通信设备最关键的部件之一，天线的驻波限制了频带宽度。通常要求天线的驻波比应控制在2.0以内，但频带跨越数倍频程的天线驻波只能做到3.0甚至4.0以内，这使得功放与天线之间严重失配，功放输出效率降低，接收机前端与天线之间也严重失配，使噪声系数增加，接收灵敏度下降。对于宽频带天线，频带跨越数倍频程，很难在全频段范围内将驻波与增益兼顾，为了降低端口驻波，通常采用无耗匹配与有耗匹配相结合，虽然端口驻波得到了很大改善，但是却损失了增益。最理想的方法是采用无耗匹配，但全频段无耗匹配难度非常大。对于频带覆盖1.5～30MHz，30～512MHz甚至2～2000MHz的天线，如何实现快速调谐，满足跳频需要，就显得格外重要。

若要做到宽频带自动匹配，首先就必须要知道天线在工作频率的复阻抗，最简单的方法是预存一张阻抗表或是匹配控制表，但是由于不同天线阻抗的差异性，存表必须要与天线捆绑。另外还有匹配试探法和阻抗测量法，匹配试探法简单，但效率低，耗时；阻抗测量法稍显复杂，但效率高，快速，可适应各种天线。

目前公开的天线阻抗测量主要三种方案：第一种是正交混频法，通过对定向耦合器入射波和反射波进行正交混频，得到I、Q，即为反射系数的实部和虚部。第二种是鉴相法，测量入射波与反射波相位差，再根据入射功率与反射功率计算出天线阻抗。第三种是曲线拟合法，通过对一个可选频率的自衰减振荡电路注入起振初始高压，使之产生自衰减振荡，通过对振荡电压采样和计算，可以得出被测天线的阻抗值。

目前公开的调谐匹配主要有两种方案：第一种匹配电路包括参数调整电路和控制电路，连接在天线和调谐器之间，根据调谐器工作频率，调整天线匹配电路对地容值或对地感值，从而改变天线匹配电路的工作频率，完成对天线的匹配。第二种是机械调谐匹配电路，自动调谐控制电路根据工作频率对阻抗变换器和电感进行设定，并根据相位差通过步进电机对可变电感进行设定，通过步进电机转动带动可变电感器，补偿天线容抗，实现调谐。

目前现有技术存在的缺陷是：正交混频法测阻抗缺点是系统比较复杂，得到的相位差包含传递函数的相位，需进行相位补偿。鉴相法测量阻抗测量入射波与反射波相位差，缺点是存在180°相位模糊，无法区分相位差是处在0～180°区间内还是0～-180°区间内。曲线拟合法测量阻抗，缺点是体积太大，不适合便携。第一种匹配方法缺点采用单支节匹配网络，匹配频段范围窄，只能适应约一倍频程范围的匹配；采用变容管三阶交调点较低，大功率情况下容易失真，且该方法不能自动测量天线驻波比。第二种匹配方法通过机械调谐，只能使用电感，且速度太慢。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种天线匹配装置，以解决天线与射频前端间失配、端口驻波差的问题，同时实现精确测量调谐阻抗、缩短调谐时间及满足跳频需要的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种天线匹配装置，包括：

测量电路，连接天线，用于获取所述天线的复反射系数的模及相位并对所述复反射系数的模及相位进行运算后获得所述天线的复阻抗，并将所述复阻抗输出；及