[发明专利]一种短波射频直采桥式矢量阻抗检测方法

说明书

本发明公开了一种短波射频直采桥式矢量阻抗检测方法，包括如下步骤：步骤一、搭建桥式检测电路；步骤二、对耦合电压信号进行射频直接采样；步骤三、通过两路采样信号的幅度和相位信息，计算得到负载阻抗值。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明针对变频处理构架下，短波矢量阻抗检测器电路复杂、体积大、功耗高、数据处理复杂度高等问题，对电路处理构架、数据处理算法两方面进行改进，提出了一种短波射频直采桥式矢量阻抗检测(以下简称“桥式检测”)方法。本发明与传统方法相比，具有更简洁的电路处理构架，降低处理电路复杂度、功耗、体积，同时优化了数据处理算法，并在一定程度上提高了检测精度。

技术领域

本发明涉及一种短波射频直采桥式矢量阻抗检测方法。

背景技术

矢量阻抗检测是矢量短波天线调谐器(以下简称“天调”)中的关键功能模块，是天调执行调谐算法的基础，直接决定了天调的调谐精度。高精度矢量阻抗检测技术可在短波全频段提供准确的负载阻抗检测，是实现快速、高精度天调调谐器的关键技术。短波频段内矢量阻抗检测技术通常存在两种电路处理构架：一是变频处理构架，二是射频直采量处理构架。

变频处理构架的工作原理如下：射频信号下变频后，通过ADC获取负载上的电压、电流矢量信号，基于矢量阻抗定义式

计算求得负载阻抗。该种方式直观，且阻抗幅角即是电压、电流信号的相位差。电压、电流矢量信号获取方式一般采用耦合器完成，变压器耦合射频电压信号，电流耦合器耦合通过负载的电流信号，为降低耦合器本身对负载阻抗的影响，一般耦合系数相对较小，耦合信号需通过放大后再进行后续下变频、滤波等处理得到中频信号，中频信号经放大、滤波处理后进行低频采样，在数字域中提取低频采样信号的幅度、相位信息，计算得到阻抗值，其处理构架如图1所示。

此种方法电路处理构架较为复杂，中频采样后进行数据处理计算负载阻抗，数据处理中提取电流、电压信号幅度、相位特性往往需进行希尔伯特变换，算法复杂度高。此外，由于工程实现中，耦合器存在固有频率特性，两路射频处理电路处理的不平衡性，对阻抗检测误差造成较大影响(误差在5％～10％)。此种检测方式中感性耦合器尺寸大、电路复杂、功耗高，在体积、功耗受限的设备中难以实现。

射频直采构架下，表征负载阻抗的电压、电流信号不经过下变频处理，直接进入高速ADC进行采样，在数字域进行数据处理得到负载阻抗。该种方式下，不存在下变频处理电路，电路复杂度降低，可实现低功耗、小体积设计。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种短波射频直采桥式矢量阻抗检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种短波射频直采桥式矢量阻抗检测方法，包括如下步骤：

步骤一、搭建桥式检测电路；

步骤二、对耦合电压信号进行射频直接采样；

步骤三、通过两路采样信号的幅度和相位信息，计算得到负载阻抗值。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明针对变频处理构架下，短波矢量阻抗检测器电路复杂、体积大、功耗高、数据处理复杂度高等问题，对电路处理构架、数据处理算法两方面进行改进，提出了一种短波射频直采桥式矢量阻抗检测(以下简称“桥式检测”)方法。本发明与传统方法相比，具有更简洁的电路处理构架，降低处理电路复杂度、功耗、体积，同时优化了数据处理算法，并在一定程度上提高了检测精度，具体表现如下：

1)硬件电路实现上，基于射频直采电路构架，无感性耦合器、混频器、滤波器、放大器等部件，缩小检测电路模块体积、功耗，降低外围电路引入的检测误差；

2)采用短波频率特性较好的纯电阻网络代替电压、电流耦合器，降低耦合器频率特性造成的检测误差；