天线调谐器中调谐网络的检测系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种天线调谐器中调谐网络的检测系统和方法，属于通信与计算机应用【技术领域】。本发明天线调谐器中调谐网络的检测系统包括主控制单元、天调控制部分、替换控制器、天调调谐网络、阻抗测量单元、第一阻抗测量端通断电路、第二阻抗测量端通断电路；其中：替换控制器置换天调控制部分中的原控制器，主控制单元与天调控制部分相连进而实现对替换控制器的控制，主控制单元和替换控制器存在主从控制关系。本发明所需硬件电路简单，制作成本较低，稳定性好，具备实现集成化、产品化的潜力，具有较高的经济效益。
【专利说明】天线调谐器中调谐网络的检测系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于通信与计算机应用【技术领域】，更具体地说，涉及一种对天线调谐器中 调谐网络的自动检测技术。
【背景技术】
[0002] 现有技术中天线调谐器（简称"天调"）是连接在发射机（或电台）与天线之间的 阻抗匹配设备，天线调谐器目前广泛应用于地面、车载、船载及航空的大功率短波无线通信 系统中。图IA给出了天线调谐器的内部结构，天线调谐器2包括控制部分201、检测部分 203、调谐网络202三部分，控制部分201、检测部分203、调谐网络202也可以称为天调控制 部分、天调检测部分、天调调谐网络。天调控制部分接受电台发射机的调谐指令，天调控制 部分控制天调调谐网络不断进行调整、以使得天调调谐网络的阻抗值与天线匹配；天调检 测部分对天调调谐网络和天线的匹配情况不断进行检测、并反馈给天调控制部分。天线调 谐器的外围接口包括控制口 211、射频口 213和天线口 212,控制口 211和射频口 213与发 射机相连，天线口 212与天线相连，控制口 211与控制部分201相连，天线口 212与调谐网 络202的射频出口相连。天调调谐网络是由大量的电容、电感等阻抗元件以及继电器按照 一定的拓扑结构排列组成的复杂二端口网络，任何型号的天调调谐网络都有一个射频入口 和一个射频出口，射频入口和射频出口是天调调谐网络的两个端口，射频出口和天线相连。
[0003] 天调调谐网络是由大量的电容、电感等阻抗元件以及继电器按照一定的拓扑结构 排列组成的复杂二端口网络。图IB给出了一个简单的天线调谐器中调谐网络内部的典型 结构，网络内部由若干阻抗元件组成，在形式上可以分为串联型电容（如图IB中电容C4)、 并联型电容（如图18中电容05、06、07)、串联型电感（如图18中电感1^1、1^2、1^3)、并联型 电感（如图IB中电感L8)4种类型。每个阻抗元件都对应有一个继电器，工作时天调控制 部分通过控制调谐网络中这些继电器的吸合与释放，从而控制各阻抗元件是否接入网络， 改变调谐网络的网络拓扑结构。例如，继电器Kl的吸合将使电感Ll被短路，即电感Ll将 不被接入至网络中；继电器K5的断开将使电容C5被断路，即电容C5将不被接入至网络中。
[0004] 图IB是天线调谐器中调谐网络的简化原型，实际调谐网络中阻抗元件数量要远 多于图IB中的阻抗元件，一般为数十个。基于调谐网络这种元件种类少、元件数量大、连接 形式呈动态变化的特性，在天线调谐器的维修中，有关调谐网络的维修甚为繁琐。目前常 见的对于调谐网络的维修依靠人工手段完成，基本方法是逐一测量网络中每个阻抗元件的 阻抗值，通过判定阻抗值是否正常来推断阻抗元件或对应继电器的故障。由于人工无法隔 断任意一个阻抗元件与整个调谐网络的电连接，在调谐网络电路上直接测量阻抗元件的阻 抗值毫无意义，现有技术中的测量方式必须将调谐网络电路上的任意一个阻抗元件拆焊下 来、人工使用万用表单独测量。如果调谐网络的阻抗元件数量达到数十个、则整个检修过程 将非常耗时费力，并且破坏调谐网络原有电路容易造成新的故障。现有技术中人工维修要 求维修人员对被测天线调谐器中调谐网络的电路组成、原理、网络拓扑结构有相当程度的 了解，并且具备较高的维修能力和经验。
【发明内容】
[0005] 本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了一种天线调谐器中调谐网络的检测 系统和方法。本发明适用于自动式天线调谐器的维修中，涉及一种有关调谐网络（即阻抗 匹配网络）参数（主要指电容值和电感值）自动检测的方法。
[0006] 本发明的一种天线调谐器中调谐网络的检测系统，其特征在于：包括主控制单元、 天调控制部分、替换控制器、天调调谐网络、阻抗测量单元、第一阻抗测量端通断电路、第二 阻抗测量端通断电路，天调控制部分与天调调谐网络电性相连；其中：
[0007] 替换控制器置换天调控制部分上的原控制器，主控制单元通过天线调谐器的控制 口与天调控制部分相连、进而实现对替换控制器的控制，主控制单元和替换控制器存在主 从控制关系；
[0008] 阻抗测量单元与主控制单元电性相连，以实现主控制单元对阻抗测量单元的控 制、以及阻抗测量单元的测量值直接传送给主控制单元；阻抗测量单元的两个测量端在第 一阻抗测量端通断电路及第二阻抗测量端通断电路控制之下与天调调谐网络的射频入口 和射频出口相连，主控制单元控制第一阻抗测量端通断电路和第二阻抗测量端通断电路的 吸合或释放、以实现阻抗测量单元的两个测量端分别与天调调谐网络射频入口和射频出口 的连接或断开；
[0009] 主控制单元在不依赖发射机的情况下控制替换控制器、并依靠阻抗测量单元对天 调调谐网络进行检测。
[0010] 根据以上所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，优选：主控制单元控制替换 控制器使得天调控制部分对天调调谐网络中的所有继电器分别吸合或释放、以使得天调调 谐网络中的所有阻抗元件从天调调谐网络中断开，主控制单元控制第一阻抗测量端通断电 路吸合、以及控制第二阻抗测量端通断电路吸合，实现阻抗测量单元的两个测量端与天调 调谐网络的连通，使用阻抗测量单元测量天调调谐网络的"固有阻抗"值。
[0011] 根据以上所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，优选：主控制单元控制替换 控制器使得天调控制部分对天调调谐网络中的所有继电器分别吸合或释放、进而使得天调 调谐网络中只有任意一个待检测的阻抗元件与天调调谐网络的射频入口和射频出口相连； 主控制单元控制第一阻抗测量端通断电路的吸合或释放、以及第二阻抗测量端通断电路的 吸合或释放实现对天调调谐网络中该任意一个待检测阻抗元件阻抗值的独立测量。
[0012] 根据以上所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，优选：主控制单元是嵌入式 计算机、或者台式计算机、或者笔记本计算机。
[0013] 根据以上所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，优选：替换控制器的存储器 中有天调调谐网络的拓扑结构信息。
[0014] 根据以上所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，优选：还包括与主控制单元 相连的显示器单元。
[0015] 根据以上所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，优选：还包括与主控制单元 相连的打印机单元。
[0016] 本发明一种天线调谐器中调谐网络的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括 以下步骤：
[0017] SI用替换控制器置换天调控制部分上的原控制器，检测系统开机后、主控制单元 对天调控制部分上的替换控制器进行初始化操作，并控制阻抗测量单元上电；
[0018] S2主控制单元控制替换控制器使得天调控制部分对天调调谐网络中的所有继电 器分别吸合或释放、以使得天调调谐网络中的所有阻抗元件从天调调谐网络中断开，主控 制单元控制第一阻抗测量端通断电路吸合、以及控制第二阻抗测量端通断电路吸合，实现 阻抗测量单元的两个测量端与天调调谐网络的连通，控制阻抗测量单元测量天调调谐网络 的"固有阻抗"值；
[0019] S3主控制单元根据替换控制器中存储的天调调谐网络拓扑结构信息对天调调谐 网络中的所有阻抗元件逐一进行检测，为检测天调调谐网络中任一阻抗元件的阻抗值，主 控制单元控制替换控制器对天调调谐网络中的继电器分别吸合或释放、以使得天调调谐网 络中只有任一待检测的阻抗元件与天调调谐网络的两端相连；
[0020] S4为检测调谐网络中已独立出的任一待检测的阻抗元件阻抗值，主控制单元控制 第一阻抗测量端通断电路的吸合或释放、以及第二阻抗测量端通断电路的吸合或释放实现 对该阻抗元件阻抗值的独立测量；
[0021] S5主控制单元依据测量到的调谐网络中所有阻抗元件的阻抗值、对调谐网络的故 障情况进行综合分析；根据每个阻抗元件的实际阻抗值，将调谐网络中所有阻抗元件分别 归入"误差合理"组和"误差超标"组；
[0022] S6主控制单元根据替换控制器中存储的天调调谐网络拓扑结构信息检查是否完 成对天调调谐网络中的所有阻抗元件的检测，如果完成则转至S7、否则重新跳转至S3 ;
[0023] S7主控制单元依据测量到的天调调谐网络中所有阻抗元件的实际阻抗值后、将所 有阻抗元件的实际阻抗值分别归入"误差合理"组和"误差超标"组；
[0024] S8如果调谐网络中的阻抗元件全部属于"误差超标"组，则主控制单元确认天调调 谐网络故障不是由其自身引起的、而是由于用户在连接阻抗测量单元时连接错误造成的， 并结束检测过程，否则转至S9;
[0025] S9如果天调调谐网络中存在属于"误差超标"组的阻抗元件，则主控制单元认定 "误差超标"组中的这些阻抗元件对应的继电器部分发生故障，并结束检测过程，否则转至 510 ；
[0026] SlO主控制单元依次分析"误差合理"组中所有阻抗元件的实际阻抗值与其理论值 之间的误差，如果阻抗元件的实际阻抗值与其理论值之间的误差超过了 30%，则主控制单 元确认该阻抗元件本身存在故障，结束检测过程。
[0027] 根据以上所述的天线调谐器中调谐网络的检测方法，优选，所述检测方法还包括 511 :主控制单元控制显示器单元或打印机单元对分析结果进行显示或打印。
[0028] 根据以上所述的天线调谐器中调谐网络的检测方法，优选，所述检测方法的S7 中：
[0029] 如果阻抗元件的实际阻抗值与其理论标称值处于同一数量级，则归入"误差合理" 组；
[0030] 如果阻抗元件的实际阻抗值与其理论标称值处于不同数量级，则归入"误差超标" 组。
[0031] 本发明通过巧妙地设计阻抗测量单元的测量端与被测调谐网络的连接关系，并配 合控制改变调谐网络中的网络拓扑结构，实现仅仅利用阻抗测量单元的两个测量端口即可 测量调谐网络整体的阻抗值、以及调谐网络中的任意一个阻抗元件的阻抗值。这样就有效 地避免了人工维修中必须将调谐网络中的阻抗元件拆焊下来使用万用表单独测量的繁琐 过程，实现了测量过程的自动化。
[0032] 本发明还通过在主控制单元中设计故障分析算法、利用计算机软件智能化地完成 故障阻抗元件的判定以及可能故障形式的认定。这使得维修人员省去了逐个分析网络阻抗 值的复杂过程，将这项任务交给更适合于此的计算机程序来完成，从而实现了故障分析的 智能化。
[0033] 本发明的检测时间可以控制在1?2分钟的范围内，如果包括检测前替换天调控 制部分的原控制器及连接测量线缆的时间，则总体检测时间可以控制在10分钟以内；相比 之下现有技术中的人工维修过程一般需要耗时一两天时间。本发明的检测方法和检测系统 可以使得维修人员不需要对天线调谐器中调谐网络有过多了解，故障的检测、分析和判断 完全由系统自动化地完成，维修人员往往只需坐等主控制单元的"诊断结论"即可。
[0034] 本发明所需硬件电路简单，制作成本较低，稳定性好，具备实现集成化、产品化的 潜力，具有较高的经济效益，故障分析的准确率很高。本发明可以大大缩短天线调谐器调谐 网络的故障检测及维修时间，简化维修过程，可完全免去人工拆焊阻抗元件的过程，整个检 修过程自动化程度高，无需人工分析自动给出结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 附图IA是现有技术中天线调谐器的结构示意图；
[0036] 附图IB是现有技术中天线调谐器中调谐网络的结构示意图；
[0037] 附图2是本发明天线调谐器中调谐网络检测系统的结构示意图；
[0038] 附图3是本发明调谐网络的故障检测流程图；
[0039] 附图4A是本发明天线调谐器中控制部分与调谐网络的连接结构示意图；
[0040] 附图4B是本发明天线调谐器中控制部分与调谐网络阻抗测量单元的连接结构示 意图；
[0041] 附图5是本发明一种待检测的调谐网络图。
【具体实施方式】
[0042] 图2是本发明天线调谐器中调谐网络检测系统的结构示意图；天线调谐器中调谐 网络检测系统包括主控制单元1、天线调谐器2、天调控制部分201、替换控制器2011、阻抗 测量单元3、第一阻抗测量端通断电路301和第二阻抗测量端通断电路302。阻抗测量单元 3通过串口 102与主控制单元1连接并进行通信；替换控制器2011通过串口 102与主控制 单元1连接并进行通信；主控制单元1通过通用输入输出接口 101与第一阻抗测量端通断 电路301和第二阻抗测量端通断电路302相连，实现对第一阻抗测量端通断电路301和第 二阻抗测量端通断电路302的控制。天线调谐器2包括控制部分201、检测部分203、调谐 网络202三部分，控制部分201、检测部分203、调谐网络202也可以称为天调控制部分201、 天调检测部分203、天调调谐网络202。
[0043] 阻抗测量单元3的两个测量端连接任意阻抗元件两端可对其参数值进行测量，阻 抗测量单元3的两个测量端通过第一阻抗测量端通断电路301和第二阻抗测量端通断电路 302与被测天线调谐器2中调谐网络202的两端相连接。由于天调控制部分201的原控制 器一般为通用51系列单片机，所以替换控制器2011也选用通用51系列单片机，替换控制 器2011内部有与主控制单元1进行主从配合的控制程序；替换控制器2011可完成与主控 制单元1的数据通信，并在相应管脚产生控制信号，工作时替换天调控制部分201中的原控 制器，用于控制天调控制部分201的内部电路。
[0044] 主控制单元1上运行有调谐网络自动检测应用程序，该程序能够完成与阻抗测量 单元3以及替换控制器2011的数据通信，能够控制通用输入输出接口 101产生控制信号， 使各部分协同运作，并可将测量数据汇总、分析，给出结论。第一阻抗测量端通断电路301 以及第二阻抗测量端通断电路302主要由继电器及其辅助电路构成。
[0045] 替换控制器2011置换天调控制部分201上的原控制器，主控制单元1与天调控制 部分201相连进而实现对替换控制器2011的控制，主控制单元1和替换控制器2011存在 主从控制关系；阻抗测量单元3与主控制单元1相连，以实现主控制单元1对阻抗测量单元 3的控制、以及阻抗测量单元3的测量值直接传送给主控制单元1 ;阻抗测量单元3通过第 一阻抗测量端通断电路301和第二阻抗测量端通断电路302与天调调谐网络202的射频入 口和射频出口相连，主控制单元控制第一阻抗测量端通断电路和第二阻抗测量端通断电路 的吸合或释放、以实现阻抗测量单元的两个测量端分别与调谐网络两端的连接或断开；
[0046] 主控制单元1控制替换控制器2011使得天调控制部分201对调谐网络202中的 所有继电器分别吸合或释放、以使得调谐网络202中的所有阻抗元件从调谐网络202中断 开，主控制单元1控制第一阻抗测量端通断电路301吸合、以及控制第二阻抗测量端通断电 路302吸合，实现阻抗测量单元两端探头与调谐网络202的连通，使用阻抗测量单元3测量 调谐网络202的"固有阻抗"值；
[0047] 主控制单元1控制替换控制器2011使得天调控制部分201对调谐网络202中的 所有继电器分别吸合或释放、进而使得调谐网络202中只有任意一个待检测的阻抗元件与 天调调谐网络202的射频入口和射频出口相连；主控制单元1控制第一阻抗测量端通断电 路301的吸合或释放、以及第二阻抗测量端通断电路302的吸合或释放实现对调谐网络202 中该任意一个待检测阻抗元件阻抗值的独立测量。
[0048] 主控制单元1可以是嵌入式计算机、或者台式计算机、或者笔记本计算机，这里可 以根据具体使用场合以及使用的方便性确定具体的计算机类型。本发明的检测系统还包 括与主控制单元1相连的显示器单元和打印机单元，显示器单元和打印机单元完全可以使 用现有技术中的产品或设备，故在图中没有标识出显示器单元和打印机单元。替换控制器 2011的存储器中有天调调谐网络的拓扑结构信息，该拓扑结构信息用于替换控制器2011 根据主控制单元1的指示对天调调谐网络202中的阻抗测量元件进行测量，替换控制器 2011的存储器中存储有与主控制单元1进行配合工作的程序，使得主控制单元1和替换控 制器2011之间形成主从控制关系。
[0049] 图3是本发明调谐网络的故障检测流程图，检测流程包括：
[0050] Sl用替换控制器2011置换天调控制部分201的原控制器，主控制单元1通过控 制口 211与天调控制部分201相连，主控制单元1通过串口 102与替换控制器2011进行通 信；检测系统开机后、主控制单元1对替换控制器2011进行初始化操作，并控制阻抗测量单 元3上电；
[0051] S2主控制单元1控制替换控制器2011使天调调谐网络202中的不同继电器吸合 或释放、以使得所有阻抗元件从天调调谐网络202中断开，主控制单元1控制第一阻抗测 量端通断电路301吸合、以及控制第二阻抗测量端通断电路302吸合，实现阻抗测量单元1 的两端探头与调谐网络的连通，使用阻抗测量单元3测量天调调谐网络202的"固有阻抗" 值；
[0052] S3为检测天调调谐网络202中某一阻抗元件的阻抗值，主控制单元1控制替换控 制器2011对天调调谐网络202中的所有继电器分别吸合或释放、以使得天调调谐网络202 中只接入待检测的阻抗元件；
[0053] S4为检测调谐网络202中某一阻抗元件的阻抗值，主控制单元1控制第一阻抗测 量端通断电路301的吸合或释放、以及第二阻抗测量端通断电路302的吸合或释放实现对 该阻抗元件阻抗值的独立测量；
[0054] S5主控制单元1获得阻抗测量单元3测量到的调谐网络中某一阻抗元件阻抗值后 减去天调调谐网络202的"固有阻抗"值后获得该阻抗元件的实际阻抗值，并对该阻抗元件 的实际阻抗值进行存储；
[0055] S6主控制单元1根据调谐网络拓扑结构检查是否完成对调谐网络202中的所有阻 抗元件的测量，如果完成则转至S7、否则重新跳转至S3 ;
[0056] S7主控制单元1依据测量到的天调调谐网络202中每个阻抗元件的实际阻抗值、 将天调调谐网络202中所有阻抗元件分别归入"误差合理"组和"误差超标"组，如果阻抗 元件的实际阻抗值与其理论标称值处于同一数量级，则归入"误差合理"组，如果阻抗元件 的实际阻抗值与其理论标称值处于不同数量级，则归入"误差超标"组；
[0057] S8如果天调调谐网络202中的阻抗元件全部属于"误差超标"组，则主控制单元1 确认天调调谐网络202故障不是由其自身引起的，而是由于用户在连接阻抗测量单元3时 连接错误造成的，并结束检测过程，否则转至S9 ;
[0058] S9如果调谐网络202中存在属于"误差超标"组的阻抗元件，则主控制单元1认 定"误差超标"组中的这些阻抗元件对应的继电器部分发生故障，并结束检测过程，否则转 至 SlO ;
[0059] SlO主控制单元1依次分析"误差合理组"中所有阻抗元件的实际阻抗值与理论值 之间的误差，如果阻抗元件的实际阻抗值与理论值之间的误差超过了 30%，则主控制单元 1确认该阻抗元件本身存在故障，并结束检测过程。
[0060] 上述检测方法的SlO中还包括主控制单元1显示或者打印分析结果。
[0061] 图4A是本发明天线调谐器中控制部分与调谐网络的连接结构示意图；图4B是本 发明天线调谐器中控制部分与调谐网络阻抗测量单元的连接结构示意图；图4A中天调控 制部分201分别控制调谐网络中继电器ΚΙ、K2、K3、K4的吸合或释放，调谐网络中继电器 K1、K2、K3、K4分别对应着电感L1、电容C2、电容C1、电感L2,电容C2和电感L2的一端均接 地。图4Β中主控制单元1中的通用输入输出接口 101的GPI01#与第一阻抗测量端通断电 路301相连，主控制单元1中的通用输入输出接口 101的GPI02#与第二阻抗测量端通断电 路302相连，主控制单元1控制着第一阻抗测量端通断电路301和第二阻抗测量端通断电 路302的通断，阻抗测量单元3的两个测量端在第一阻抗测量端通断电路301及第二阻抗 测量端通断电路302控制之下与天调调谐网络202的射频入口和射频出口相连。图4A和 图4B是同一个天调调谐网络，对图4A和图4B中调谐网络中的每个独立元件阻抗值进行自 动检测包括以下步骤：
[0062] 1、检测前的准备工作：人工将替换控制器2011置换天调控制部分的原控制器，检 测系统开机后、主控制单元1对天调控制部分上的替换控制器2011进行复位操作，并控制 阻抗测量单元3上电。替换控制器2011内部编写有控制程序，可完成与主控制单元1的数 据通信，并在相应管脚输出控制信号代替天调控制部分的原控制器控制调谐网络中的继电 器吸合或释放。
[0063] 2、对调谐网络的"固有阻抗"值进行测量：主控制单元1控制替换控制器2011对 调谐网络中的不同继电器吸合或释放、以使得所有阻抗元件从调谐网络中断开。如图4A中 替换控制器2011使继电器Kl吸合，使继电器K2释放，使继电器K3吸合，使继电器K4释放， 因此电感Ll、电容Cl、电容C2、电感L2均从调谐网络中断开，此时调谐网络中没有接入任何 阻抗元件。如图4B中主控制单元1控制GPI01#为高电平从而使得第一阻抗测量端通断电 路301吸合，主控制单元1控制GPI02#为高电平从而使得第二阻抗测量端通断电路302吸 合，将阻抗测量单元3的两个测量端分别连接至调谐网络的射频入口和射频出口；此时阻 抗测量单元3所测量的即为调谐网络的"固有阻抗"值。
[0064] 3、从调谐网络中抽取出任一独立的阻抗元件：调谐网络中有电感Ll、电感L2、电 容Cl、电容C2,为检测电感Ll、电感L2、电容Cl、电容C2的阻抗值，主控制单元1控制替换 控制器2011实现对调谐网络中的继电器KU K2、K3、K4的吸合或释放控制、以使得只有某 一个元件与调谐网络两端的射频入口和射频出口相连。
[0065] 如图4A中测量LI :K1释放，K2释放，K3吸合，K4释放；测量Cl :K1吸合，K2释放， K3释放，K4释放；测量C2 :K1吸合，K2吸合，K3吸合，K4释放；测量L2 :K1吸合，K2释放， K3吸合，K4吸合。
[0066] 4、对调谐网络中任一阻抗元件的阻抗值进行测量：完成上述从调谐网络中抽取出 任一独立的阻抗元件步骤之后，为检测调谐网络中的某一元件的阻抗值，主控制单元1控 制第一阻抗测量端通断电路301的吸合或释放、以及第二阻抗测量端通断电路302的吸合 或释放，进而实现不同性质的阻抗元件能够被阻抗测量单元3独立测量。
[0067] 如图4B所示，测量时通用输入输出接口 101的GPI01#管脚提供的高电平控制阻 抗检测通断电路301的吸合，从而使阻抗测量单元3左侧红色测量端接入调谐网络左端 Π ；
[0068] 当测量调谐网络中的串联型阻抗元件（如图4中的电容Cl或电感LI)时，通用输 入输出接口 101的GPI02#管脚提供高电平，使第二阻抗测量端通断电路302吸合，将调谐 网络右端口与阻抗测量单元3右侧测量端连接（阻抗测量单元3的右侧测量端一直接地）； [0069] 当测量调谐网络中的并联型阻抗元件（如图4中的电容C2或电感L2)时，输入输 出接口 101的GPI02#管脚提供低电平，使第二阻抗测量端通断电路302释放，将调谐网络 右端口与阻抗测量单元3右侧测量端断开，此时阻抗测量单元3的右侧测量端通过接地方 式连到被测并联型阻抗元件的另一端。
[0070] 如图4B中测量LI :301吸合，302吸合；测量Cl :301吸合，302吸合；测量C2 :301 吸合，302释放；测量L2 :301吸合，302释放。
[0071] 5、存储各阻抗元件的实际阻抗值：将步骤4中阻抗测量单元3测量到的调谐网络 中的某一阻抗元件阻抗值减去步骤2中阻抗测量单元3测量到的调谐网络的"固有阻抗" 值，即得到该阻抗元件的实际阻抗值，主控制单元1对该阻抗元件的实际阻抗值进行存储。
[0072] 图5是一种调谐网络的内部阻抗元件图；调谐网络中有电感L1、电感L2、电感L3、 电容C1、电容C2、电容C3、电容C4,以及与电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2、电容 C3、电容C4相对应的继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6、继 电器K7 ;如果需要对调谐网络中的阻抗元件进行检测分析，则需要进行以下步骤：
[0073] 1、检测前的准备工作：准备阶段参照图2及前述方式，将本发明的主控制单元和 天调控制部分进行连接。天调控制部分201的原控制器为51型单片机，用替换控制器2011 置换天调控制部分201的原控制器，替换控制器2011也使用51型单片机。将阻抗测量单 元3的两个测量端分别连接至第一阻抗测量端通断电路301以及第二阻抗测量端通断电路 302,第一阻抗测量端通断电路301连接天调调谐网络的射频入口，第二阻抗测量端通断电 路302连接天调调谐网络的射频出口。阻抗测量单元3与主控制单元1之间、替换控制器 2011与主控制单元1之间均采用串口方式连接，通信协议采用典型的RS-232串行通信协 议。在主控制单元1的应用程序上，使用者只需设定被测天调的型号即可。
[0074] 2、对调谐网络的"固有阻抗"值进行测量：主控制单元1向替换控制器2011发出 指令，控制图5中调谐网络内部继电器1(1、1(2、1(3、1(7吸合，继电器1(4、1(5、1(6释放，这样调 谐网络中没有接入任何一个阻抗元件。主控制单元1控制第一阻抗测量端通断电路301吸 合以及第二阻抗测量端通断电路302吸合，将阻抗测量单元3接入，进行测量并读取数据， 测得的电容值称为调谐网络的"固有电容"，测得的电感值被称为调谐网络的"固有电感"。
[0075] 3、对调谐网络中任一阻抗元件的阻抗值进行测量：逐一对图5中电感Ll、电感L2、 电感L3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4的阻抗值进行测量。
[0076] 主控制单元1向替换控制器2011发出指令，控制调谐网络内部继电器K2、K3、K7 吸合，1(1、1(4、1(5、1(6释放，网络中只（串联）接入电感1^1。控制301、302吸合，将阻抗测量 单元3接入，进行测量并读取数据；同理，测得网络中其他串联型电感L2、L3的值。
[0077] 主控制单元1向替换控制器2011发出指令，控制调谐网络内部继电器K1、K2、K3、 Κ4、Κ7吸合，Κ5、Κ6释放，网络中只（并联）接入电容Cl。控制301吸合、302释放，将阻抗 测量单元3接入，进行测量并读取数据；同理，测得网络中其他并联型电容C2、C3的值。
[0078] 主控制单元1向替换控制器2011发出指令，控制调谐网络内部继电器ΚΙ、K2、K3 吸合，1(4、1(5、1(6、1(7释放，网络中只（串联）接入电容04。控制301、302吸合，将阻抗测量 单元3接入，进行测量并读取数据。
[0079] 4、存储各阻抗元件的实际阻抗值：将步骤3中阻抗测量单元3测量到的调谐网络 中的某一阻抗元件阻抗值减去步骤2中阻抗测量单元3测量到的调谐网络的"固有阻抗" 值，即得到该阻抗元件的实际阻抗值，主控制单元1对该阻抗元件的实际阻抗值进行存储 以留待后续分析。
[0080] 5、针对同型号的不同调谐网络分别分析测量结果：
[0081] 针对实际调谐网络中可能出现的各种故障情况，选取调谐网络无故障、继电器K2 出现"粘连"、电容C2老化、继电器K7控制端的驱动电路中发生"开路"、连接阻抗测量单元 时出现连接错误等不同情况的实例，分别进行分析：
[0082] 情况I :调谐网络无故障
[0083] 本【具体实施方式】以图5中天线调谐器调谐网络为例，讲述其调谐网络中任一阻抗 元件的阻抗值的判断方法，网络"固有电感"为5. 40uH，"固有电容"为250pF，按照上述方 法，可以得到如下表所列测量结果：
【权利要求】
1. 一种天线调谐器中调谐网络的检测系统，其特征在于：包括主控制单元、天调控制 部分、替换控制器、天调调谐网络、阻抗测量单元、第一阻抗测量端通断电路、第二阻抗测量 端通断电路，天调控制部分与天调调谐网络电性相连；其中： 替换控制器置换天调控制部分上的原控制器，主控制单元通过天线调谐器的控制口与 天调控制部分相连、进而实现对替换控制器的控制，主控制单元和替换控制器存在主从控 制关系； 阻抗测量单元与主控制单元电性相连，以实现主控制单元对阻抗测量单元的控制、以 及阻抗测量单元的测量值直接传送给主控制单元；阻抗测量单元的两个测量端在第一阻抗 测量端通断电路及第二阻抗测量端通断电路控制之下与天调调谐网络的射频入口和射频 出口相连，主控制单元控制第一阻抗测量端通断电路和第二阻抗测量端通断电路的吸合或 释放、以实现阻抗测量单元的两个测量端分别与天调调谐网络射频入口和射频出口的连接 或断开； 主控制单元在不依赖发射机的情况下控制替换控制器、并依靠阻抗测量单元对天调调 谐网络进行检测。
2. 根据权利要求1所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，其特征在于：主控制单 元控制替换控制器使得天调控制部分对天调调谐网络中的所有继电器分别吸合或释放、以 使得天调调谐网络中的所有阻抗元件从天调调谐网络中断开，主控制单元控制第一阻抗测 量端通断电路吸合、以及控制第二阻抗测量端通断电路吸合，实现阻抗测量单元的两个测 量端与天调调谐网络的连通，使用阻抗测量单元测量天调调谐网络的"固有阻抗"值。
3. 根据权利要求1所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，其特征在于：主控制单 元控制替换控制器使得天调控制部分对天调调谐网络中的所有继电器分别吸合或释放、进 而使得天调调谐网络中只有任意一个待检测的阻抗元件与天调调谐网络的射频入口和射 频出口相连；主控制单元控制第一阻抗测量端通断电路的吸合或释放、以及第二阻抗测量 端通断电路的吸合或释放实现对天调调谐网络中该任意一个待检测阻抗元件阻抗值的独 立测量。
4. 根据权利要求1所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，其特征在于：主控制单 元是嵌入式计算机、或者台式计算机、或者笔记本计算机。
5. 根据权利要求1所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，其特征在于：替换控制 器的存储器中有天调调谐网络的拓扑结构信息。
6. 根据权利要求1所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，其特征在于：还包括与 主控制单元相连的显示器单元。
7. 根据权利要求1所述的天线调谐器中调谐网络的检测系统，其特征在于：还包括与 主控制单元相连的打印机单元。
8. -种天线调谐器中调谐网络的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步 骤： S1用替换控制器置换天调控制部分上的原控制器，检测系统开机后、主控制单元对天 调控制部分上的替换控制器进行初始化操作，并控制阻抗测量单元上电； S2主控制单元控制替换控制器使得天调控制部分对天调调谐网络中的所有继电器分 别吸合或释放、以使得天调调谐网络中的所有阻抗元件从天调调谐网络中断开，主控制单 元控制第一阻抗测量端通断电路吸合、以及控制第二阻抗测量端通断电路吸合，实现阻抗 测量单元的两个测量端与天调调谐网络的连通，控制阻抗测量单元测量天调调谐网络的 "固有阻抗"值； S3主控制单元根据替换控制器中存储的天调调谐网络拓扑结构信息对天调调谐网络 中的所有阻抗元件逐一进行检测，为检测天调调谐网络中任一阻抗元件的阻抗值，主控制 单元控制替换控制器对天调调谐网络中的继电器分别吸合或释放、以使得天调调谐网络中 只有任一待检测的阻抗元件与天调调谐网络的两端相连； S4为检测调谐网络中已独立出的任一待检测的阻抗元件阻抗值，主控制单元控制第一 阻抗测量端通断电路的吸合或释放、以及第二阻抗测量端通断电路的吸合或释放实现对该 阻抗元件阻抗值的独立测量； S5主控制单元依据测量到的调谐网络中所有阻抗元件的阻抗值、对调谐网络的故障情 况进行综合分析；根据每个阻抗元件的实际阻抗值，将调谐网络中所有阻抗元件分别归入 "误差合理"组和"误差超标"组； S6主控制单元根据替换控制器中存储的天调调谐网络拓扑结构信息检查是否完成对 天调调谐网络中的所有阻抗元件的检测，如果完成则转至S7、否则重新跳转至S3 ; S7主控制单元依据测量到的天调调谐网络中所有阻抗元件的实际阻抗值后、将所有阻 抗元件的实际阻抗值分别归入"误差合理"组和"误差超标"组； S8如果调谐网络中的阻抗元件全部属于"误差超标"组，则主控制单元确认天调调谐网 络故障不是由其自身引起的、而是由于用户在连接阻抗测量单元时连接错误造成的，并结 束检测过程，否则转至S9 ; S9如果天调调谐网络中存在属于"误差超标"组的阻抗元件，则主控制单元认定"误差 超标"组中的这些阻抗元件对应的继电器部分发生故障，并结束检测过程，否则转至S10 ; S10主控制单元依次分析"误差合理"组中所有阻抗元件的实际阻抗值与其理论值之间 的误差，如果阻抗元件的实际阻抗值与其理论值之间的误差超过了 30%，则主控制单元确 认该阻抗元件本身存在故障，结束检测过程。
9. 根据权利要求8所述的天线调谐器中调谐网络的检测方法，其特征在于，所述检测 方法还包括S11 :主控制单元控制显示器单元或打印机单元对分析结果进行显示或打印。
10. 根据权利要求8所述的天线调谐器中调谐网络的检测方法，其特征在于，所述检测 方法的S7中： 如果阻抗元件的实际阻抗值与其理论标称值处于同一数量级，则归入"误差合理"组； 如果阻抗元件的实际阻抗值与其理论标称值处于不同数量级，则归入"误差超标"组。
【文档编号】H04B17/12GK104393887SQ201410668788
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】刘佳, 吴晓彬, 张久峰, 莫凤杰 申请人:中国人民解放军65049部队