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天线调谐器阻抗匹配网络与调谐算法研究

更新时间：2020-04-03 05:44:34 大小：3M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：天线调谐器阻抗匹配 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

在短波通信系统中，天线的输入阻抗随频率的变化非常剧烈，因此不能通过一个参数固定的阻抗匹配网络来实现天线的阻抗匹配，通常解决方法是采用参数可变的阻抗匹配网络即天线调谐器。传统的数字天线调谐器中，匹配网络的控制电路大多是基于单片机的实现，采用的调谐算法是通过逐次调整网络元件值来完成阻抗匹配，调谐速度慢、匹配精度低。随着基于矢量阻抗检测的天线调谐技术的出现，开发应用于新型天线调谐器的调谐速度快、精度高的调谐算法成为新的研究课题。

本文首先回顾了天线调谐器的应用、发展等情况，对天线调谐器的主要指标、调谐元件、调谐方法等进行了介绍，分析了天线调谐器的微机控制单元和参数检测单元的基本工作原理，并对天线调谐器的最新发展成果——基于矢量阻抗检测的天线调谐技术进行了介绍。

随后对Γ型匹配网络的特性进行了分析，并将分析方法扩展到对T型和∏型匹配网络分析上，对各型匹配网络的调谐方法进行了阐述。针对一款4m鞭状天线，以典型的∏型匹配网络为原型，对天线调谐器中的阻抗匹配网络进行设计，对各元件组的取值范围进行了初步的估算，在不同精度、元件数和频率点等条件下对匹配网络的匹配区域进行了仿真分析。

在调谐算法设计上，采用基于直接计算的调谐算法，以获得快速调谐。以4m鞭状天线为匹配对象，对算法的性能和网络的匹配性能进行了仿真，获得了较好的匹配性能。对算法中出现的匹配精度、计算误差以及如何寻找最优解等问题做了分析，提出在原有算法基础上采用最近邻域搜索算法来改善匹配性能。同时，基于所做的分析，对网络的元件配置做了适当的调整，在相同的算法下获得了更好的匹配性能。

最后，在现有匹配网络的基础上，为了适配长天线，对匹配网络的元件配置做了进一步的调整，并将调谐网络匹配问题转化为匹配网络各元件的组合优化问题，即从匹配网络中选择接入适当的元件使得电压驻波比值最小。本文引入遗传算法来解决这一典型的组合优化问题。对遗传算法的基本流程进行了阐述，采用二进制编码的方式对各元件组进行编码，选择反射系数最小化为适应度函数，以4m鞭状天线为匹配对象，获得了较好的匹配效果。受直接计算算法和最近邻域搜索算法的启发，对调谐算法进行了简化，减少变量的个数，缩小算法的搜索空间，在调谐速度和精度上获得了明...