专利名称：天线调谐器和天线调谐系统的制作方法
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。
技术背景
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，调谐时间也就加长了。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，调谐时间长的问题。
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。
图1为本发明提供的一种天线调谐器的结构图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3为本发明提供的自动调谐控制电路的结构图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(调谐时间t << Is)。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(时间to <<ls)。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，则转动一周所用时间为100ms，调谐转动时间tl < 0. Is。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° ) X40 = 8000个，又若驱动脉冲频率设为f = IOkHz,则调谐转动时间 tl ^0.8s < Is。根据实际情况，会是一边调谐一边检测，直到达到调谐状态，总的调谐时间可满足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时间。
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。
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号H04B1/18GK102545936SQ20111040013
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者史江涛, 陈超, 黄奇家 申请人:福建星海通信科技有限公司