[发明专利]匹配器及其阻抗匹配方法

权利要求书

1.一种匹配器，其特征在于，包括信号采集模块、信号处理模块、模数转换模块、阻抗计算模块、控制模块、执行模块和匹配网络，其中，

所述信号采集模块用于采集所述匹配器的传输线缆的电压信号、电流信号、前向功率信号和反射功率信号，并将所述电压信号、所述电流信号、所述前向功率信号和所述反射功率信号发送至所述信号处理模块；

所述信号处理模块用于对所述电压信号和所述电流信号进行处理，获得幅值差信号和相位差信号，并将所述幅值差信号和所述相位差信号发送至所述阻抗计算模块和所述控制模块；以及将所述相位差信号、所述前向功率信号和所述反射功率信号发送至所述模数转换模块；

所述模数转换模块用于将所述相位差信号、所述前向功率信号和所述反射功率信号的模拟信号转换为数字信号，并发送至所述阻抗计算模块；

所述控制模块用于判断述幅值差信号和所述相位差信号是否均等于零，若是，则结束所述匹配器的阻抗匹配；若否，则触发所述阻抗计算模块；

所述阻抗计算模块用于根据所述相位差信号、所述前向功率信号和所述反射功率信号，计算获得当前负载阻抗；根据所述当前负载阻抗计算获得所述匹配网络中的阻抗可变元件的目标数值；根据所述阻抗可变元件的当前数值和所述目标数值，计算获得所述阻抗可变元件的调整量，并发送至所述控制模块；

所述控制模块还用于判断所述幅值差信号和相位差信号分别是正值还是负值，并根据判断结果确定所述阻抗可变元件对应的调整方向为增大还是减小；根据所述调整方向及所述调整量，控制所述执行模块调整所述阻抗可变元件的数值。

2.根据权利要求1所述的匹配器，其特征在于，所述匹配网络为L型匹配网络，所述阻抗可变元件包括第一可变电容和第二可变电容；

所述阻抗计算模块还用于根据所述相位差信号、所述前向功率信号和所述反射功率信号，计算获得所述第一可变电容的第一目标容值和所述第二可变电容的第二目标容值；计算所述第一目标容值与所述第一可变电容的当前容值的差值，该差值即为所述第一可变电容的第一容值调整量；计算所述第二目标容值与所述第二可变电容的当前容值的差值，该差值即为所述第二可变电容的第二容值调整量；

所述控制模块还用于判断所述幅值差信号和相位差信号分别是正值还是负值，并根据判断结果确定所述第一可变电容和所述第二可变电容的调整方向；根据所述第一可变电容的调整方向及所述第一容值调整量，控制所述匹配器调整所述第一可变电容的容值，根据所述第二可变电容的调整方向及所述第二容值调整量，控制所述匹配器调整所述第二可变电容的容值。

3.根据权利要求2所述的匹配器，其特征在于，所述控制模块还用于在所述幅值差信号和所述相位差信号均为正值时，确定所述第一可变电容和所述第二可变电容的调整方向均为增大；在所述幅值差信号为正值，且所述相位差信号为负值时，确定所述第一可变电容的调整方向为增大，所述第二可变电容的调整方向为减小；在所述幅值差信号为负值，且所述相位差信号为正值时，确定所述第一可变电容的调整方向为减小，所述第二可变电容的调整方向为增大；在所述幅值差信号和所述相位差信号均为负值时，确定所述第一可变电容和所述第二可变电容的调整方向均为减小。

4.一种匹配器的阻抗匹配方法，应用于权利要求1-3任一项所述的匹配器，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集所述匹配器的传输线缆的电压信号和电流信号以及前向功率信号和反射功率信号；

S2、对所述电压信号和所述电流信号进行处理，获得幅值差信号和相位差信号；

S3、判断所述幅值差信号和所述相位差信号是否均等于零，若是，则流程结束；若否，则进行步骤S4；

S4、将所述相位差信号、所述前向功率信号和所述反射功率信号的模拟信号转换为数字信号；

S5、根据所述相位差信号、所述前向功率信号和所述反射功率信号，计算获得当前负载阻抗，再根据所述当前负载阻抗计算获得所述匹配器的匹配网路中的阻抗可变元件的目标数值；

S6、根据所述阻抗可变元件的当前数值和所述目标数值，计算获得所述阻抗可变元件的调整量；

S7、判断所述幅值差信号和相位差信号分别是正值还是负值，并根据判断结果确定所述阻抗可变元件的调整方向为增大还是减小；

S8、根据所述调整方向及所述调整量，调整所述阻抗可变元件的数值，并返回所述步骤S1。