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天线调谐器和天线调谐系统.pdf

摘要
申请专利号:

CN201110400134.9

申请日:

2011.12.05

公开号:

CN102545936B

公开日:

2015.01.28

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||著录事项变更IPC(主分类):H04B 1/18变更事项:申请人变更前:福建星海通信科技有限公司变更后:福建星海通信科技有限公司变更事项:地址变更前:350008 福建省福州市仓山区洋洽半道变更后:350000 福建省福州市马尾区星达路16号|||实质审查的生效号牌文件类型代码:1604号牌文件序号:101322522687IPC(主分类):H04B 1/18专利申请号:2011104001349申请日:20111205|||公开
IPC分类号: H04B1/18 主分类号: H04B1/18
申请人: 福建星海通信科技有限公司
发明人: 陈超; 史江涛; 黄奇家
地址: 350000 福建省福州市马尾区星达路16号
优先权:
专利代理机构: 福州市鼓楼区博深专利代理事务所(普通合伙) 35214 代理人: 林志峥
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法律状态
申请(专利)号:

CN201110400134.9

授权太阳城集团号:

102545936B|||||||||

法律状态太阳城集团日:

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

法律状态类型:

授权|||著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供一种天线调谐器和天线调谐系统,天线调谐器包括取样电路、自动调谐控制电路、阻抗变换器、电机、可变电感、电感;所述取样电路串接于外置发射机与阻抗变换器之间,用于获取输入信号的电流和电压值的相位比较信号,并将所述相位比较信号输出至自动调谐控制电路用于测量相位差;所述自动调谐控制电路根据所述工作频率对所述阻抗变换器和所述电感进行设定,并根据所述相位差通过所述电机对所述可变电感进行设定;输入信号通过取样电路传送到阻抗变换器,再通过阻抗变换器传输到可变电感,信号经过可变电感后,再通过电感耦合到外置天线上。本发明采用相位差值作为调整的基准,使得调谐的效率更高。

权利要求书

1.一种天线调谐器,其特征在于:包括取样电路、自动调谐控制电路、阻
抗变换器、电机、可变电感、电感;
所述取样电路串接于外置发射机与阻抗变换器之间,用于获取输入信号的
电流和电压值的相位比较信号,并将所述相位比较信号差输出至自动调谐控制
电路用于测量相位差;所述自动调谐控制电路根据所述工作频率相位差对所述
阻抗变换器和所述电感进行设定,并根据所述相位差通过所述电机对所述可变
电感进行设定;
输入信号通过取样电路传送到阻抗变换器,再通过阻抗变换器传输到可变
电感,信号经过可变电感后,再通过电感耦合到外置天线上。
2.根据权利要求1所述的天线调谐器,其特征在于:所述取样电路包括
电流取样单元、与电流取样单元相连接的电流方波变换单元、电压取样单元、
与电压取样单元相连接的电压方波变换单元;
所述电流取样单元连接至外置发射机,对输入信号进行电流取样,并输出
取样电流到电流方波变换单元进行电流方波变换;
所述电压取样单元连接至所述电流取样单元,对输入信号进行电压取样,
并输出取样电压到电压方波变换单元进行电压方波变换;
所述电流方波变换单元、电压方波变换单元均与所述自动调谐控制电路相
连接。
3.根据权利要求1所述的天线调谐器,其特征在于:还包括天线电流表,
所述天线电流表与所述阻抗变换器的输出端相连接。
4.根据权利要求2所述的天线调谐器,其特征在于:所述自动调谐控制电
路包括检测相位差单元、CPU;
所述检测相位差单元接收来自电压方波变换单元的电压相位,以及接收来
自电流方波变换单元的电流相位,并比较所述电压相位与电流相位的差值,并
输出相位差值到所述CPU;
所述CPU与外置主机相连接,用于获取标准的工作频率,并根据所述标准
的工作频率获取标准工作参数,与所述相位差值相比对,根据比对结果对所述
的电机、阻抗变换器做出微调。
5.根据权利要求4所述的天线调谐器,其特征在于:所述CPU包括存储单
元,所述存储单元存储标准参数值,所述CPU获取标准频率值后,判断所述存
储单元是否有相应频率的标准参数值,若是,则调用该标准值;若否,则寻找
与所述标准频率值最相近的频率值下的标准参数值。
6.根据权利要求4所述的天线调谐器,其特征在于:所述标准参数值包括
电机参数、阻抗变换参数或可变电感参数。
7.一种天线调谐系统,其特征在于:包括发射机、主机、天线调谐器、天
线;所述发射机、主机、天线均与所述天线调谐器相连接;
所述发射机用于向所述天线调谐器发射输入信号;
所述主机用于向天线调谐器发出标准频率值;
所述天线调谐器包括取样电路、自动调谐控制电路、阻抗变换器、电机、
可变电感、电感;所述取样电路串接于外置发射机与阻抗变换器之间,用于获
取输入信号的电流和电压值的相位比较信号,并将所述相位比较信号差输出至
自动调谐控制电路用于测量相位差;所述自动调谐控制电路根据所述工作频率
相位差对所述阻抗变换器和所述电感进行设定,并根据所述相位差通过所述电
机对所述可变电感进行设定;输入信号通过取样电路传送到阻抗变换器,再通
过阻抗变换器传输到可变电感,信号经过可变电感后,再通过电感耦合到外置
天线上。
8.根据权利要求7所述的天线调谐系统,其特征在于:
所述取样电路包括电流取样单元、与电流取样单元相连接的电流方波变换
单元、电压取样单元、与电压取样单元相连接的电压方波变换单元;
所述电流取样单元连接至外置发射机,对输入信号进行电流取样,并输出
取样电流到电流方波变换单元进行电流方波变换;
所述电压取样单元连接至所述电流取样单元,对输入信号进行电压取样,
并输出取样电压到电压方波变换单元进行电压方波变换;
所述电流方波变换单元、电压方波变换单元均与所述自动调谐控制电路相
连接。
9.根据权利要求8所述的天线调谐系统,其特征在于:所述自动调谐控制
电路包括检测相位差单元、CPU;
所述检测相位差单元接收来自电压方波变换单元的电压相位,以及接收来
自电流方波变换单元的电流相位,并比较所述电压相位与电流相位的差值,并
输出相位差值到所述CPU;
所述CPU与外置主机相连接,用于获取标准的工作频率,并根据所述标准
的工作频率获取标准工作参数,与所述相位差值相比对,根据比对结果对所述
的电机、阻抗变换器做出微调。
10.根据权利要求8所述的天线调谐系统,其特征在于:所述CPU包括存
储单元,所述存储单元存储标准参数值,所述CPU获取标准频率值后,判断所
述存储单元是否有相应频率的标准参数值,若是,则调用该标准值;若否,则
寻找与所述标准频率值最相近的频率值下的标准参数值。

说明书

天线调谐器和天线调谐系统

技术领域

本发明涉及一种天线调谐领域,尤其是涉及一种天线调谐器和天线调谐系
统。

背景技术

天线自动调谐技术是的关键技术之一,现有的天线调谐器大多采用如单独
比对阻抗的调谐方式。并没有根据相位差值对天线的各个参数进行调谐,所以
调谐效果不够精确,且当天线调谐器没有存储调谐参数时,天线调谐器就需要
进行搜索所需要的参数,调谐太阳城集团也就加长了。

发明内容

本发明解决的技术问题是,提供一种天线调谐器和天线调谐系统,能够解
决目前天线调谐器的调谐不够精确,调谐太阳城集团长的问题。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是提供一种天线调谐器,包
括取样电路、自动调谐控制电路、阻抗变换器、电机、可变电感、电感;所述
取样电路串接于外置发射机与阻抗变换器之间,用于获取输入信号的电流和电
压值的相位比较信号,并将所述相位比较信号差输出至自动调谐控制电路用于
测量相位差;所述自动调谐控制电路根据所述工作频率相位差对所述阻抗变换
器和所述电感进行设定,并根据所述相位差通过所述电机对所述可变电感进行
设定;输入信号通过取样电路传送到阻抗变换器,再通过阻抗变换器传输到可
变电感,信号经过可变电感后,再通过电感耦合到外置天线上。

其中,所述取样电路包括电流取样单元、与电流取样单元相连接的电流方
波变换单元、电压取样单元、与电压取样单元相连接的电压方波变换单元;所
述电流取样单元连接至外置发射机,对输入信号进行电流取样,并输出取样电
流到电流方波变换单元进行电流方波变换;所述电压取样单元连接至所述电流
取样单元,对输入信号进行电压取样,并输出取样电压到电压方波变换单元进
行电压方波变换;所述电流方波变换单元、电压方波变换单元均与所述自动调
谐控制电路相连接。

其中,还包括天线电流表,所述天线电流表与所述阻抗变换器的输出端相
连接。

其中,所述自动调谐控制电路包括检测相位差单元、CPU;所述检测相位差
单元接收来自电压方波变换单元的电压相位,以及接收来自电流方波变换单元
的电流相位,并比较所述电压相位与电流相位的差值,并输出相位差值到所述
CPU;所述CPU与外置主机相连接,用于获取标准的工作频率,并根据所述标准
的工作频率获取标准工作参数,与所述相位差值相比对,根据比对结果对所述
的电机、阻抗变换器做出微调。

其中,所述CPU包括存储单元,所述存储单元存储标准参数值,所述CPU
获取标准频率值后,判断所述存储单元是否有相应频率的标准参数值,若是,
则调用该标准值;若否,则寻找与所述标准频率值最相近的频率值下的标准参
数值。

其中,所述标准参数值包括电机参数、阻抗变换参数或可变电感参数。

为解决上述技术问题,本发明还提供一种天线调谐系统,包括发射机、主
机、天线调谐器、天线;所述发射机、主机、天线均与所述天线调谐器相连接;
所述发射机用于向所述天线调谐器发射输入信号;所述主机用于向天线调谐器
发出标准频率值;所述天线调谐器包括取样电路、自动调谐控制电路、阻抗变
换器、电机、可变电感、电感;所述取样电路串接于外置发射机与阻抗变换器
之间,用于获取输入信号的电流和电压值的相位比较信号,并将所述相位比较
信号差输出至自动调谐控制电路用于测量相位差;所述自动调谐控制电路根据
所述工作频率相位差对所述阻抗变换器和所述电感进行设定,并根据所述相位
差通过所述电机对所述可变电感进行设定;  输入信号通过取样电路传送到阻抗
变换器,再通过阻抗变换器传输到可变电感,信号经过可变电感后,再通过电
感耦合到外置天线上。

其中,所述取样电路包括电流取样单元、与电流取样单元相连接的电流方
波变换单元、电压取样单元、与电压取样单元相连接的电压方波变换单元;所
述电流取样单元连接至外置发射机,对输入信号进行电流取样,并输出取样电
流到电流方波变换单元进行电流方波变换;所述电压取样单元连接至所述电流
取样单元,对输入信号进行电压取样,并输出取样电压到电压方波变换单元进
行电压方波变换;所述电流方波变换单元、电压方波变换单元均与所述自动调
谐控制电路相连接。

其中,所述自动调谐控制电路包括检测相位差单元、CPU;所述检测相位差
单元接收来自电压方波变换单元的电压相位,以及接收来自电流方波变换单元
的电流相位,并比较所述电压相位与电流相位的差值,并输出相位差值到所述
CPU;所述CPU与外置主机相连接,用于获取标准的工作频率,并根据所述标准
的工作频率获取标准工作参数,与所述相位差值相比对,根据比对结果对所述
的电机、阻抗变换器做出微调。

其中,所述CPU包括存储单元,所述存储单元存储标准参数值,所述CPU
获取标准频率值后,判断所述存储单元是否有相应频率的标准参数值,若是,
则调用该标准值;若否,则寻找与所述标准频率值最相近的频率值下的标准参
数值。

采用上述技术方案,对比现有技术中天线调谐器的调谐不够精确,调谐时
间长的问题,本发明的有益效果是:取样电路对输入信号的电压和电流相位进
行取样,自动调谐控制电路对相位差值进行分析,控制阻抗变换器的阻抗值,
以及控制电机的转速,从而控制可变电感的容值,这样就能够实时根据当前的
输入信号的情况,对天线调谐器内部的设备进行调整,以达到最好的调谐效果,
采用相位差值作为调整的基准,使得调谐的效率更高。

附图说明

图1为本发明提供的一种天线调谐器的结构图;

图2为本发明提供的一种天线调谐器的具体实施例的结构图;

图3为本发明提供的自动调谐控制电路的结构图;

图4为本发明提供的自动调谐控制电路中的CPU的软件工作流程图;

图5为本发明提供的一种天线调谐系统的结构图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合
实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1,本发明提供一种天线调谐器,包括取样电路、自动调谐控制电
路、阻抗变换器、电机、可变电感、电感;所述取样电路串接于外置发射机与
阻抗变换器之间,用于获取输入信号的电流和电压值的相位比较信号,并将所
述相位比较信号差输出至自动调谐控制电路用于测量相位差;所述自动调谐控
制电路根据所述工作频率相位差对所述阻抗变换器和所述电感进行设定,并根
据所述相位差通过所述电机对所述可变电感进行设定;输入信号通过取样电路
传送到阻抗变换器,再通过阻抗变换器传输到可变电感,信号经过可变电感后,
再通过电感耦合到外置天线上。

请参阅图2,图2为本发明提供的一种天线调谐器的一具体实施例,在本实
施例中,进一步改进为:所述取样电路包括电流取样单元、与电流取样单元相
连接的电流方波变换单元、电压取样单元、与电压取样单元相连接的电压方波
变换单元;所述电流取样单元连接至外置发射机,对输入信号进行电流取样,
并输出取样电流到电流方波变换单元进行电流方波变换;所述电压取样单元连
接至所述电流取样单元,对输入信号进行电压取样,并输出取样电压到电压方
波变换单元进行电压方波变换;所述电流方波变换单元、电压方波变换单元均
与所述自动调谐控制电路相连接。

进一步的,本发明还包括天线电流表,所述天线电流表与所述阻抗变换器
的输出端相连接。

请参阅图3,进一步的,所述自动调谐控制电路包括检测相位差单元、CPU;

所述检测相位差单元接收来自电压方波变换的电压相位,以及接收来自电
流方波变换单元的电流相位,并比较所述电压相位与电流电位的差值,并输出
相位差值到所述CPU;所述CPU与外置主机相连接,用于获取标准的工作频率,
并根据所述标准的工作频率获取标准工作参数,与所述相位差值相比对,根据
比对结果对所述的电机、阻抗变换器做出微调。

最为优选的,所述CPU包括存储单元,所述存储单元存储标准参数值,所
述CPU获取标准频率值后,判断所述存储单元是否有相应频率的标准参数值,
若是,则调用该标准值;若否,则寻找与所述标准频率值最相近的频率值下的
标准参数值。其中,所述标准参数值包括电机参数、阻抗变换参数或可变电感
参数。

请参阅图4,所述天线调谐器的具体工作流程为:

开机后,主机设定的工作频率通过串口告知CPU,天线调谐器就依此频率自
动调入已存储的程序(主要包括该频率点下继电器的档位、电机的角度),选择
继电器档位实现阻抗匹配,快速驱动电机达到预定角度,电机的转动带动可变
电感器,补偿天线的容抗,实现调谐(调谐太阳城集团t<<1s)。CPU已存储的程序
数据,由前期调试确定(由编码器用来确定角度)。

按预知程序设定好继电器档位及电机角度后,再通过对取样电压与取样电
流相位差的检测(包括相位差大小与符号的检测),再次判断是否达到调谐状态,
视情况进行微调。这种情况称为可记忆自动调谐方式。

若主机设定的频率,天调CPU中没有存储该频率点的程序数据,则天调CPU
自动检测已存储的与该频率最接近的频率点,按此频率点设定继电器与电机角
度(太阳城集团t0<<1s)。然后根据调谐判断标准进行调谐,最终使天调达到调谐状
态。假定步进电机为每分钟600转,则转动一周所用太阳城集团为100ms,调谐转动时
间t1<0.1s。以86BYG250A电机为例,其共有50个齿,整步步距角为1.8°,
若以40细分,则转动一周需要脉冲数为(360°÷1.8°)×40=8000个,又若驱
动脉冲频率设为f=10kHz,则调谐转动太阳城集团t1≤0.8s<1s。根据实际情况,会
是一边调谐一边检测,直到达到调谐状态,总的调谐太阳城集团可满足t≤3s。这种情
况称为非记忆自动调谐方式。

如若电机转动一周没有找到调谐点,则自动调整继电器向上或向下变化一
个档位,然后驱动电机转动,同时检测调谐判断标准,判定天调是否达到调谐
状态。若仍没有达到调谐状态,则发出警告声,提示进行手动调谐。这种情况
不计入自动调谐太阳城集团。

请参阅图4,图4为本发明提供的一种天线调谐系统的结构图,包括取样电
路、自动调谐控制电路、阻抗变换器、电机、可变电感、电感;所述取样电路
串接于外置发射机与阻抗变换器之间,用于获取输入信号的电流和电压值的相
位比较信号,并将所述相位比较信号差输出至自动调谐控制电路用于测量相位
差;所述自动调谐控制电路根据所述工作频率相位差对所述阻抗变换器和所述
电感进行设定,并根据所述相位差通过所述电机对所述可变电感进行设定;输
入信号通过取样电路传送到阻抗变换器,再通过阻抗变换器传输到可变电感,
信号经过可变电感后,再通过电感耦合到外置天线上。

进一步的,所述取样电路包括电流取样单元、与电流取样单元相连接的电
流方波变换单元、电压取样单元、与电压取样单元相连接的电压方波变换单元;
所述电流取样单元连接至外置发射机,对输入信号进行电流取样,并输出取样
电流到电流方波变换单元进行电流方波变换;所述电压取样单元连接至所述电
流取样单元,对输入信号进行电压取样,并输出取样电压到电压方波变换单元
进行电压方波变换;所述电流方波变换单元、电压方波变换单元均与所述自动
调谐控制电路相连接。

进一步的,所述自动调谐控制电路包括检测相位差单元、CPU;

所述检测相位差单元接收来自电压方波变换单元的电压相位,以及接收来
自电流方波变换单元的电流相位,并比较所述电压相位与电流相位的差值,并
输出相位差值到所述CPU;所述CPU与外置主机相连接,用于获取标准的工作频
率,并根据所述标准的工作频率获取标准工作参数,与所述相位差值相比对,
根据比对结果对所述的电机、阻抗变换器做出微调。

进一步的,所述CPU包括存储单元,所述存储单元存储标准参数值,所述
CPU获取标准频率值后,判断所述存储单元是否有相应频率的标准参数值,若是,
则调用该标准值;若否,则寻找与所述标准频率值最相近的频率值下的标准参
数值。所述天线调谐系统的具体实施方式与上述天线调谐器的实施方式一样,
这个不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利
用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运
用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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天线 调谐器 调谐 系统
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