[发明专利]用于短波环天线实现阻抗匹配的天调网络结构及方法

说明书

本发明公开一种用于短波环天线实现阻抗匹配的天调网络结构及方法，天调网络结构包括位于小环的射频输入端的前端匹配网络和位于大环末端的末端匹配网络；前端匹配网络采用LC可调匹配网络，LC可调匹配网络由一组串联的可调电感和一组并联的可调电容组成；末端匹配网络由一组可变串联或并联的可调电容组成。通过该天调网络结构及方法，可以将短波环天线在全频段(1.6‐30MHz)阻抗匹配的天调网络结构及方法，扩展天调的阻抗匹配范围及短波环天线的工作频率范围，提高其调谐的精度，减少功率在天调上的损耗，提高短波通信距离。

技术领域

本发明属于电子电路设计领域，具体涉及一种用于短波环天线实现阻抗匹配的天调网络结构及方法。

背景技术

短波通信频段较宽(1.6MHz-30MHz)，窄带天线的输入阻抗随频率变化，是一个复阻抗，而一般发射机的输出阻抗为50Ω，所以需要在天线的根部，即天线与发射机之间串接天线调谐器(以下简称天调)实现两者间各频率点的阻抗匹配，使发射机的功率最大限度地传输至天线。

环天线又称谐振环天线、磁环天线、电流环天线等，是一种高仰角辐射的短波天线(如附图1中所示的双圆环，附图2中所示的矩形环等类似末端接地或形成半环、多边形的形式)，主要应用于空间受限的背负、车载、机载等短波通信的场合。

环天线一般通过连接在大环末端的可调电容(通过电机或手动)实现天线的发射机间的阻抗匹配，可调范围一般在3-12MHz，且调谐精度较低，驻波比小于2.5。而短波在远距离通信时，可通频率较高(12MHz以上)，所以环天线很难满足远距离通信使用需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开一种可以将短波环天线在全频段(1.6-30MHz)阻抗匹配的天调网络结构及方法，以扩展天调的阻抗匹配范围及短波环天线的工作频率范围，提高其调谐的精度，减少功率在天调上的损耗，提高短波通信距离。

具体方案如下：

本发明公开一种用于短波环天线实现阻抗匹配的天调网络结构，其特征在于：包括位于小环的射频输入端的前端匹配网络和位于大环末端的末端匹配网络；前端匹配网络采用LC可调匹配网络，LC可调匹配网络由一组串联的可调电感和一组并联的可调电容组成；末端匹配网络由一组可变串联或并联的可调电容组成。

作为一种优选方案，可调电感由多个以二进制方式离散取值的分立电感组成，可调电容由以二进制方式离散取值的分立电容组成；各分立电感或分立电容均配置有与控制系统电连接并用于控制其接入所述网络与否的控制开关。

作为一种优选方案，控制开关为并联在各分立电感两端或串联在各分立电容上的继电器。

本发明公开还一种用于短波环天线实现阻抗匹配的方法，在小环的射频输入端增加一组前端匹配网络，在大环末端增加一组末端匹配网络；前端匹配网络采用LC可调匹配网络，LC可调匹配网络由一组串联的可调电感和一组并联的可调电容组成；末端匹配网络由一组可变串联或并联的可调电容组成；

在预设的低频段内，以大环末端的可调串联电容作为主网络，小环前端的LC可调匹配网络作为副网络；在预设的高频段内，以小环前端的LC可调匹配网络作为主网络，大环末端的可调并联电容作为副网络，从而实现快速阻抗匹配。

作为一种优选方案，可调电感由多个以二进制方式离散取值的分立电感组成，可调电容由以二进制方式离散取值的分立电容组成；各分立电感或分立电容均配置有与控制系统电连接并用于控制其接入所述网络与否的控制开关。

作为一种优选方案，预设的低、高频段的分界频率值由天线的环尺寸和末端匹配网络中的可调串联电容可取值的精度确定。

作为一种优选方案，前端匹配网络位于天线射频输入端，通过末端匹配网络或直接与发射机相连；末端匹配网络连接至环形天线的末端或接地端。