一种发信机阻抗指示器及阻抗检测方法与流程

1.本技术涉及发信机测控技术领域，尤其涉及到一种发信机阻抗指示器和一种发信机阻抗检测方法。


背景技术：

2.发信机是通信系统中的关键设备，由于发信机的发射天线为容性负载，为了在天线上达到最大的功率输出，必须采用感性电路器件对天线进行调谐，使之呈现纯阻性，这样才能获得最大的辐射功率。同时，发信机输出阻抗必须与天线阻抗相匹配，以使天线获得足够大的功率。
3.发信机的天线耦合回路实现发信主机与天线负载之间的阻抗匹配，使系统达到阻抗匹配状态和最高效率的功率输出。天线耦合主要由大耦合线圈和小耦合线圈组成，其中大耦合线圈采用定子和转子并联的结构，在使用过程中调节转子线圈即可改变阻抗匹配的状态。
4.然而，现有的天线阻抗指示器一般通过芯片采集检测数据，需要额外的供电体系，整体结构较为复杂、成本高。另外，需设置arm、dsp等器件进行数据计算处理，难以保证阻抗检测和指示的实时性。因此，在阻抗匹配过程中，提供一种快速、直观、准确的监测阻抗匹配状态的阻抗指示器是当前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术的缺陷，本发明实施例提供了一种发信机阻抗指示器和一种发信机阻抗检测方法，其可以解决现有的天线阻抗指示器难以在发信机阻抗匹配过程中实时、准确检测发信机阻抗的问题。
6.具体的，本发明提供一种发信机阻抗指示器，包括：电流采样电路，包括环绕发信机输出回路母线设置的电流取样环、绕至于所述电流取样环的取样环绕线、以及与所述取样环绕线并联的取样电阻，用于采集所述母线上的电流信号并输出；电压采样电路，包括串联接入所述母线的分压电阻，用于采集所述母线上的电压信号并输出；阻抗值指示电路，包括两路二极管包络检波器回路，分别输入所述电流信号和所述电压信号，并形成两路输入的差分比较器，其差分输出实时表征所述母线的阻抗。
7.在本发明的一个实施例中，所述电流取样电路采用若干个所述取样电阻并联后经所述绕线两端输出所述电流信号，所述绕线阻抗大于各所述取样电阻的阻抗。
8.在本发明的一个实施例中，所述分压电阻采用釉膜电阻，其输出的所述电压信号小于对应的一路所述二极管的反向击穿电压值。
9.在本发明的一个实施例中，所述阻抗值指示电路的电压信号输入端正极与电流信号输入端正极之间包括依次串联的二极管d1、电阻r1、电阻r3、电阻r4、电阻r2和二极管d2，电压信号输入端负极与电流信号输入负极共同接入电阻r3和电阻r4之间，形成对称设置的所述两路二极管包络检波器回路。
10.在本发明的一个实施例中，所述阻抗值指示电路还包括：电容c1和电容c2，分别与电阻r3和电阻r4并联，用于对所述电流信号和所述电压信号进行滤波，实现交-直流转换；指针式直流电压表，并联于电阻r3和电阻r4两端，用于实时检测所述两路二极管包络检波器回路的差分输出值。
11.在本发明的一个实施例中，所述阻抗指示电路还包括：可调电阻，设置于电阻r3和电阻r4之间，其可调端连接至所述信号输入端负极。
12.另外，本发明实施例还提出一种发信机阻抗检测方法，包括：由电流取样环采集所述发信机输出回路母线上的电流信号；由串联联接入所述母线的分压电阻采集所述母线上的电压信号；由两路二极管包络检波器回路分别获取所述电流信号和所述电压信号并进行差分比较得到差分输出，用于实时表征所述母线的阻抗。
13.在本发明的一个实施例中，所述由电流取样环采集所述发信机输出回路母线上的电流信号，包括：由取样环绕线绕至于所述电流取样环；采用若干个相互并联的取样电阻与所述取样环绕线并联，以由所述取样环绕线两端输出所述电流信号。
14.在本发明的一个实施例中，所述发信机阻抗检测方法还包括：在所述两路二极管包络检波器回路之间设置可调电阻，用于调节所述两路二极管包络检波器回路的参数一致性。
15.由上可知，本发明的上述实施例至少具有以下有益效果：
16.通过设置环绕发信机输出回路母线的电流取样环，采样电阻与取样环绕线并联，以采集母线上的电流信号，设置串联接入母线的分压电阻，以采集母线上的电压信号，设置两路二极管包络检波器回路分别输入该电流信号和电压信号，并形成两路输入的差分比较器，以差分输出实时表征母线的阻抗，无需设置供电体系及编程控制，整体结构简单，能够快速、直观、准确的监测阻抗匹配状态。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1为本发明实施例提供的一种发信机阻抗指示器的电流采样电路的结构示意图；
19.图2为本发明实施例提供的一种发信机阻抗指示器的电压采样电路的结构示意图；
20.图3为本发明实施例提供的一种发信机阻抗指示器的阻抗指示电路的结构示意图；
21.图4为本发明实施例提供的一种发信机阻抗指示方法的流程图。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。下面将参考附图并结合实施例来说明本发明。
23.为了使本领域普通技术人员更好地理解本发明的技术方案，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
例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，都应当属于本发明的保护范围。
24.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等适用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外。术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备国有的其它步骤或单元。
25.还需要说明的是，本发明中多个实施例的划分仅是为了描述的方便，不应构成特别的限定，各种实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合，相互引用。
26.如图1至图3所示，本发明第一实施例提出一种发信机阻抗指示器，例如包括：电流采样电路、电压采样电路及阻抗指示电路。
27.其中，图1所示为电流采样电路示意图，其包括环绕发信机输出回路母线设置的电流取样环，可选的，该电流取样环例如采用镍锌mnzn软磁铁氧体环形磁芯，用于采集发信机输出回路母线上的电流信号。具体的，设置绕制于所述电流取样环的取样环绕线，以及与所述取样环绕线并联的取样电阻，以实现所述电流信号采样。
28.进一步的，电流取样电路例如采用若干个所述取样电阻并联后经所述绕线两端输出所述电流信号，具体的，例如采用15个180ω的电阻并联作为取样环的取样电阻，其中每个电阻的最大承受功率为1w，如此一来，更有利于满足取样电阻的精度与功率要求。
29.其中，取样电阻的阻值例如根据电流取样环绕线匝数和采集的电压信号值来确定，举例而言，当发信机输出电压为250v，且天线阻抗已转变为10ω时，母线上的电流应为25a(250v/10ω)，在取样环绕线匝数为370匝时，流经取样电阻的电流为0.0676a(25a/370)，则取样电阻的阻值等于电压信号值与数值0.0676的比值。
30.此外，电流取样环所采用的绕线的感抗应远大于取样电阻的感抗，以保证取样电阻两端的电压信号与母线的电流信号相位相同。
31.图2所示为电压采样电路示意图，例如包括串联接入发信机输出回路母线的分压电阻，以采集所述母线上的电压信号。具体的，例如采用两个阻值分别为470kω和1.6kω的釉膜电阻串联组成电阻分压器，在发信机满功率工作时，电阻分压器输出最大电压幅值为12v，例如远小于阻抗值指示电路中对应的一路检波二极管的交流反向击穿值40v。并且，釉膜电阻的材质可根据其功率要求进行设置。
32.图3所示为阻抗值指示电路示意图，例如包括两路二极管包络检波器回路，分别输入所述电流信号和所述电压信号，并形成两路输入的差分比较器，其差分输出实时表征所述母线的阻抗。
33.具体的，阻抗值指示电路的电压信号输入端正极与电流信号输入端正极之间包括依次串联的二极管d1、电阻r1、电阻r3、电阻r4、电阻r2和二极管d2，电压信号输入端负极与电流信号输入负极共同接入电阻r3和电阻r4之间，形成对称设置的所述两路二极管包络检波器回路。
34.其实现原理是将母线上的电流和电压分别取样，然后利用两个二极管包络检波器对电流和电压分别进行检波，将检波结果进行代数叠加，得到等于0v、大于0v和小于0v三种
状态的直流电压信号，并将此直流电压信号输入至指针式正负直流电压表头，其中0v对应的是母线呈纯阻抗性的状态，参照电压表，调节耦合线圈使得电压表指针指零表明发信机输出阻抗已与天线阻抗相匹配。
35.进一步的，所述阻抗值指示电路还包括：电容c1和电容c2，分别与电阻r3和电阻r4并联，用于对所述电流信号和所述电压信号进行滤波，实现交-直流转换。其采用指针式直流电压表并联于电阻r3和电阻r4两端，用于实时检测所述两路二极管包络检波器回路的差分输出值。
36.具体的，将阻抗指示电路输出值输入至表头，当阻抗指示电路输出为0v时，表头指针指向正中间的零刻度处；当阻抗指示电路输出小于0v或大于0v的直流电压时，表头指针左偏或右偏，便于操作人员调节耦合电感以调整母线的阻抗特征。
37.进一步的，所述阻抗指示电路还包括可调电阻r5，设置于电阻r3和电阻r4之间，其可调端连接至所述信号输入端负极。其作用是消除两个对称的检波器的参数不一致而导致的误差。可调电阻应有比较大的可调区间，本实施例中采用的是5kω的可调电阻。电压表应选择指针式正负直流电压表，量程在－3v到+3v即可，且灵敏度必须满足要求。
38.综上所述，本发明实施例提出的一种发信机阻抗指示器，通过设置环绕发信机输出回路母线的电流取样环，采样电阻与取样环绕线并联，以采集母线上的电流信号，设置串联接入母线的分压电阻，以采集母线上的电压信号，设置两路二极管包络检波器回路分别输入该电流信号和电压信号，并形成两路输入的差分比较器，以差分输出实时表征母线的阻抗，无需设置供电体系及编程控制，整体结构简单，能够快速、直观、准确的监测阻抗匹配状态。
39.如图4所示，本发明第二实施例提出一种发信机阻抗检测方法，例如包括步骤s1至s3。其中，步骤s1，由电流取样环采集所述发信机输出回路母线上的电流信号；步骤s2，由串联联接入所述母线的分压电阻采集所述母线上的电压信号；步骤s3，由两路二极管包络检波器回路分别获取所述电流信号和所述电压信号并进行差分比较得到差分输出，用于实时表征所述母线的阻抗。
40.进一步的，所述由电流取样环采集所述发信机输出回路母线上的电流信号，包括：由取样环绕线绕至于所述电流取样环；采用若干个相互并联的取样电阻与所述取样环绕线并联，以由所述取样环绕线两端输出所述电流信号。
41.进一步的，所述发信机阻抗检测方法还包括：在所述两路二极管包络检波器回路之间设置可调电阻，用于调节所述两路二极管包络检波器回路的参数一致性。
42.值得一提的是，本发明第二实施例提出发信机阻抗检测方法适用于前述第一实施例中提出的发信机阻抗指示器，具体的发信机阻抗指示器的结构及功能可参考第一实施例所述的内容，在此不再详细讲述，且本实施例提供发信机阻抗检测方法的有益效果同第一实施例提供的发信机阻抗指示器的有益效果相同。
43.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
44.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
45.以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
46.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
47.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。