一种测量发射机实际输出阻抗的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信设备应用技术领域，尤其涉及一种测量发射机实际输出阻抗的方法，适用于以天线调谐器来实现发射机与天线阻抗匹配的系统。
【背景技术】
[0002]短波通信效果的好坏，与天线的带宽、增益、驻波比、方向性等因素密切相关。因此在短波通信中，选用一个性能良好的天线对于改善通信效果极为重要。在短波频段，由于波段覆盖范围大，天线参数变化强烈，很难使用常规宽带匹配网络实现对各种天线的快速阻抗匹配，短波发射机在工作前必须使用天线调谐器完成发射机与天线的阻抗匹配，以减小电压驻波比(VSWR)，实现发射信号最大效率地向空中发射出去。
[0003]天线调谐器主要是保证发射机末级和末前级放大器在最短时间内完成调谐任务，确保放大器大功率、高效率、低谐波输出和保证天线耦合器能在尽可能短的时间内实现自动匹配，把发射机的射频功率最大限度的传输到天线。
[0004]在实际应用中发现，天线调谐器微功率调谐成功的频点，其驻波比较小(匹配至50 Ω附近)，但大功率发射时，其驻波比变大，导致发射机反向功率较大，天馈系统的辐射效率降低。当驻波比变大而天线系统又没有谐振时，阻抗存在很大电抗分量，可能会导致发射机内部射频末级功率器件、真空器件和电子管等的损坏。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种测量发射机实际输出阻抗的方法，通过测量发射机射频输出阻抗，将调谐软件中匹配标准50Ω修正为发射机实际的输出阻抗。
[0006]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案予以实现。
[0007]—种测量发射机实际输出阻抗的方法，所述方法用于天线调谐器对发射机和天线进行阻抗匹配；所述方法包括:
[0008]步骤1，天线调谐器产生第一微功率信号，天线调谐器对发射机和天线进行第一微功率调谐，使得所述发射机和所述天线达到阻抗匹配，获取天线调谐器的第一调谐参数，记录所述发射机和所述天线阻抗匹配后所述天线的第一负载阻抗；所述第一负载阻抗为天线的输出阻抗；
[0009]步骤2，保持天线调谐器的第一调谐参数不变，发射机发射测试频率的大功率射频信号，记录第一电压驻波比；所述第一电压驻波比为天馈系统相对于发射机实际输出阻抗的驻波比，所述天馈系统包括天线调谐器和天线；
[0010]步骤3，将所述第一负载阻抗和所述第一电压驻波比作为第一组参考数据；
[0011]步骤4，天线调谐器产生第二微功率射频信号，改变天线调谐器的第一调谐参数并对发射机和天线进行第二微功率调谐，使得所述发射机和所述天线再次达到阻抗匹配，获取天线调谐器的第二调谐参数，记录所述发射机和所述天线阻抗匹配后所述天线的第二负载阻抗，所述第二负载阻抗与所述第一负载阻抗不相同；
[0012]步骤5，保持天线调谐器的第二调谐参数不变，发射机发射所述测试频率的大功率射频信号，记录第二电压驻波比；
[0013]步骤6，将所述第二负载阻抗和所述第二电压驻波比作为第二组参考数据；
[0014]步骤7，根据所述第一组参考数据得到第一 Smith圆图，根据所述第二组参考数据得到第二 Smith圆图，确定所述第一 Smith圆图和所述第二 Smith圆图的交点，从而得到发射机的实际输出阻抗。
[0015]本发明技术方案的特点和进一步的改进为:
[0016](1)所述第一微功率信号的功率和所述第二微功率信号的功率在lOOmW至200mW的范围内，且所述第一微功率信号的频率和所述第二微功率信号的频率在2MHz至30MHz的范围内。
[0017](2)所述测试频率的大功率射频信号的功率在90W至110W的范围内，且所述测试频率的大功率射频信号的频率在2MHz至30MHz的范围内。
[0018](3)步骤4中，所述改变天线调谐器的第一调谐参数的准则为:改变天线调谐器的参数使得所述第一负载阻抗的值和所述第二负载阻抗的值不相同，且都在45欧姆至50欧姆的范围内，且所述第一驻波比和所述第二驻波比分别小于1.3。
[0019](4)根据所述第一组参考数据得到第一 Smith圆图，根据所述第二组参考数据得到第二 Smith圆图，确定所述第一 Smith圆图和所述第二 Smith圆图的交点，从而得到发射机的实际输出阻抗，具体包括:
[0020]将所述第一组参考数据和所述第二组参考数据带入电压驻波比Swr的计算公式Swr = 1+ Γ 1/1-1 Γ I，Γ = Zm-A/Zm+Z。，分别得到以第一负载阻抗为圆心，以第一电压驻波比为半径的第一 Smith参考圆图，以及以第二负载阻抗为圆心，以第二电压驻波比为半径的第二 Smith参考圆图；其中，Γ代表反射系数，ZM代表天线的输出阻抗，Z。代表发射机的输出阻抗；
[0021]获取所述第一 Smith参考圆图和所述第二 Smith参考圆图的两个交点，将虚部为正的一个交点的值作为发射机的实际输出阻抗值。
[0022](5)采用数字功率计记录第一电压驻波比和第二电压驻波比。
[0023]本发明技术方案解决了发射机发射大功率射频信号时，驻波比变大的问题，保证了发射机的射频功率最大限度的传输到天线上去，提高了天馈系统的辐射效率；另外由于驻波比降低，发射机的反射功率较小，有效的保护了发射机内部射频末级功率器件，提高了设备的可靠性。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本发明实施例提供的一种测量发射机实际输出阻抗的方法的流程示意图；
[0026]图2为本发明实施例提供的天线调谐器的天调网络结构示意图；
[0027]图3为本发明实施例提供的一种测量发射机实际输出阻抗的天线调谐系统的系统框架示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]本发明实施例提供一种测量发射机实际输出阻抗的方法，所述方法用于对天线调谐系统进行阻抗匹配，如图1所示，所述方法包括:
[0030]步骤1，天线调谐器产生第一微功率信号，天线调谐器对发射机和天线进行第一微功率调谐，使得所述发射机和所述天线达到阻抗匹配，获取天线调谐器的第一调谐参数，记录所述发射机和所述天线阻抗匹配后所述天线的第一负载阻抗。
[0031]所述第一负载阻抗为天线的输出阻抗。
[0032]步骤2，保持天线调谐器的第一调谐参数不变，发射机发射测试频率的大功率射频信号，记录第一电压驻波比；所述第一电压驻波比为天馈系统相对于发射机实际输出阻抗的驻波比，所述天馈系统包括天线调谐器和天线。
[0033]所述第一电压驻波比表征天线调谐系统的驻波特性，所述第一负载阻抗为天线的输出阻抗。
[0034]电压驻波比(VSWR，Voltage Standing Wave Rat1)，表征天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况。理想情况下，天线与发射机的阻抗是完全匹配的，不会产生反射波，此时，天线的驻波比为1。但实际总会有反射波存在，驻波比总是大于
Ιο
[0035]步骤3，将所述第一负载阻抗和所述第一电压驻波比作为第一组参考数据。
[0036]步骤4，天线调谐器产生第二微功率射频信号，改变天线调谐器的第一调谐参数并对发射机和天线进行第二微功率调谐，使得所述发射机和所述天线再次达到阻抗匹配，获取天线调谐器的第二调谐参数，记录所述发射机和所述天线阻抗匹配后所述天线的第二负载阻抗，所述第二负载阻抗与所述第一负载阻抗不相同。
[0037]所述第一微功率信号的功率和所述第二微功率信号的功率在lOOmW至200mW的范围内，且所述第一微功率信号的频率和所述第二微功率信号的频率在2MHz至30MHz的范围内。
[0038]所述改变天线调谐器的第一调谐参数的准则为:改变天线调谐器的第一调谐参数使得所述第一负载阻抗的值和所述第二负载阻抗的值不相同，且都在45欧姆至50欧姆的范围内，且所述第一驻波比和所述第二驻波比分别小于1.3。
[0039]步骤5，保持天线调谐器的第二调谐参数不变，发射机发射所述测试频率的大功率射频信号，记录第二电压驻波比。
[0040]所述测试频率的大功率射频信号的功率在90W至