專利名稱：阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及天線系統(tǒng)中的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，用于對周圍復(fù) 雜環(huán)境下天線系統(tǒng)的調(diào)試。
背景技術(shù)：
通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等無線電設(shè)備都是通過無線電波傳遞信息，都需要無線電波發(fā)射 和接收的設(shè)備即天線。天線是無線電系統(tǒng)的重要組成部分。天線若按使用范圍分類可分為 通信天線、雷達(dá)天線、導(dǎo)航天線等。通信天線根據(jù)工作頻段可分為短波通信天線、超短波通 信天線、微波通信天線等。短波通信天線比較常見的天線形式是鞭狀天線，如雙鞭天線、10 米鞭狀天線等。雙鞭天線由于占地面積小頻帶寬等原因在艦船環(huán)境中經(jīng)常使用。雙鞭天線系統(tǒng)由并聯(lián)饋電的兩個(gè)直立的鞭狀天線和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。阻抗匹配 網(wǎng)絡(luò)是天線系統(tǒng)的重要組成部分，通過調(diào)節(jié)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)能夠改善天線的性能，提高天線 的阻抗帶寬。現(xiàn)有的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試方法為，將天線與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接，使用矢量網(wǎng) 絡(luò)分析儀測量得到整個(gè)天線系統(tǒng)的駐波特性，據(jù)此結(jié)果對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，通過反 復(fù)的測量、調(diào)整，使天線系統(tǒng)的駐波特性達(dá)到最佳。該調(diào)試方法需在天線在場的前提下進(jìn) 行，有很多的弊端1.該調(diào)試需到實(shí)際工作環(huán)境中進(jìn)行，因此需投入大量的人力、物力。例如，對于已 在鋪設(shè)有地網(wǎng)的空曠的場地調(diào)試好的雙鞭天線系統(tǒng)，若裝備在艦船等環(huán)境中時(shí)，受周圍環(huán) 境的影響阻抗特性必然有變化，從而導(dǎo)致天線性能指標(biāo)的惡化。因此為達(dá)到天線指標(biāo)的要 求，工作人員必須到現(xiàn)場，在實(shí)際安裝環(huán)境中進(jìn)行調(diào)試。2.該調(diào)試受到時(shí)間的限制，例如雙鞭天線裝備于艦船上時(shí)，調(diào)試只能在艦船靠 岸時(shí)進(jìn)行。3.該調(diào)試受到場地的限制，只能在天線安裝位置進(jìn)行調(diào)試。例如雙鞭天線安裝 在艦船的煙囪旁邊，此時(shí)天線離地面很高，調(diào)試必須在高空進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述問題，提出一種新型的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試方法，以實(shí) 現(xiàn)在無天線、非實(shí)際安裝環(huán)境下對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明主要的理論基礎(chǔ)是微波網(wǎng)絡(luò)理論，根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)理論天線可認(rèn)為是單端口 微波網(wǎng)絡(luò)，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可認(rèn)為是雙端口微波網(wǎng)絡(luò)。如

圖1所示的天線系統(tǒng)可認(rèn)為是單端 口網(wǎng)絡(luò)與雙端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，因此測得兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，即可通過微波網(wǎng)絡(luò)理論計(jì)算出 天線系統(tǒng)的輸入端的電壓駐波比。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)測量天線在實(shí)際工作環(huán)境中的反射系數(shù)，并存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中；(2)將計(jì)算機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的USBTMC端口 ；(3)將頻率范圍和掃描點(diǎn)數(shù)，通過計(jì)算機(jī)輸入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；
(4)將兩根射頻電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個(gè)測試端口，通過計(jì)算機(jī)控制矢 量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)；(5)將阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)電路板通過兩根射頻電纜與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀連接；(6)由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)，并將測量數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算 機(jī)；(7)計(jì)算機(jī)根據(jù)已儲(chǔ)存數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)，通過以下公式計(jì)算出整個(gè)天線系統(tǒng)的電 壓駐波比VSWR
權(quán)利要求
1. 一種阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試方法，包括如下步驟(1)測量天線在實(shí)際工作環(huán)境中的反射系數(shù)，并存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)(1)中；(2)將計(jì)算機(jī)(1)通過USB數(shù)據(jù)線(3)連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀O)的USBTMC端口；(3)將頻率范圍和掃描點(diǎn)數(shù)，通過計(jì)算機(jī)(1)，輸入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀O)；(4)將兩根射頻電纜(4)連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀( 的兩個(gè)測試端口，通過計(jì)算機(jī)控制 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)；(5)將阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)電路板( 通過兩根射頻電纜(4)與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(2)連接；(6)由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀( 測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)，并將測量數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)；(7)計(jì)算機(jī)根據(jù)已儲(chǔ)存數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)，通過以下公式計(jì)算出整個(gè)天線系統(tǒng)的電壓駐 波比VSWR
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試方法，其中步驟(1)所述的測 量天線在實(shí)際工作環(huán)境中的反射系數(shù)，是由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在實(shí)地直接測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試方法，其中步驟(3)所述的 頻率范圍是由天線指標(biāo)確定的，掃描點(diǎn)數(shù)是根據(jù)指標(biāo)確定的頻率范圍和特定頻點(diǎn)計(jì)算出來 的，將該頻率范圍和掃描點(diǎn)數(shù)直接鍵入，并通過USB數(shù)據(jù)線輸入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，從而對矢 量網(wǎng)絡(luò)分析儀的工作條件進(jìn)行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試方法，其中步驟(4)所述的對 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，是由計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，按照指令分別在兩根射頻電纜端口處接 開路、短路和匹配負(fù)載，使電壓駐波比VSWR在所有頻率范圍內(nèi)為1 士0. 001，校準(zhǔn)完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試方法，其中步驟(6)所述的由 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(2)測量的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)，包括端口 2匹配時(shí)，1端口的反射系數(shù)511；端口 1匹配時(shí)，2端口的反射系數(shù)&2 ；端口 1匹配時(shí)，2端口到1端口的電壓傳輸系數(shù)512；端口 2匹配時(shí)，1端口到2端口的電壓傳輸系數(shù)S21，這些參數(shù)在計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)同步顯示， 可直接讀取。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天線系統(tǒng)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試方法，主要用于解決現(xiàn)有技術(shù)用于復(fù)雜安裝環(huán)境下的天線系統(tǒng)時(shí)，調(diào)試難度大的問題。其測試方案是將計(jì)算機(jī)(1)和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)電路板(5)分別與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(2)連接；通過計(jì)算機(jī)控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(2)測試出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)，將數(shù)據(jù)經(jīng)USB數(shù)據(jù)線(3)傳送到計(jì)算機(jī)；由計(jì)算機(jī)計(jì)算整個(gè)天線系統(tǒng)的電壓駐波比，為調(diào)整阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)提供參考。該調(diào)試方法在測得受環(huán)境影響的天線的反射系數(shù)后，在無天線的情況下單獨(dú)調(diào)試阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)即可完成整個(gè)天線系統(tǒng)的調(diào)試工作，具有不受外界環(huán)境影響、系統(tǒng)簡單、搭建方便的優(yōu)點(diǎn)，適用于復(fù)雜環(huán)境下對短波寬帶天線的研發(fā)設(shè)計(jì)和調(diào)試。
文檔編號H04B17/00GK102098118SQ201110001539
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者侯建強(qiáng), 姜文, 徐云學(xué), 洪濤, 穆欣, 趙晉娟, 龔書喜 申請人:西安電子科技大學(xué)