天線調(diào)諧器阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)與調(diào)諧算法研究.pdf

1、在短波通信系統(tǒng)中，天線的輸入阻抗隨頻率的變化非常劇烈，因此不能通過一個參數(shù)固定的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)天線的阻抗匹配，通常解決方法是采用參數(shù)可變的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)即天線調(diào)諧器。傳統(tǒng)的數(shù)字天線調(diào)諧器中，匹配網(wǎng)絡(luò)的控制電路大多是基于單片機(jī)的實(shí)現(xiàn)，采用的調(diào)諧算法是通過逐次調(diào)整網(wǎng)絡(luò)元件值來完成阻抗匹配，調(diào)諧速度慢、匹配精度低。隨著基于矢量阻抗檢測的天線調(diào)諧技術(shù)的出現(xiàn)，開發(fā)應(yīng)用于新型天線調(diào)諧器的調(diào)諧速度快、精度高的調(diào)諧算法成為新的研究課題。
　　

2、 本文首先回顧了天線調(diào)諧器的應(yīng)用、發(fā)展等情況，對天線調(diào)諧器的主要指標(biāo)、調(diào)諧元件、調(diào)諧方法等進(jìn)行了介紹，分析了天線調(diào)諧器的微機(jī)控制單元和參數(shù)檢測單元的基本工作原理，并對天線調(diào)諧器的最新發(fā)展成果——基于矢量阻抗檢測的天線調(diào)諧技術(shù)進(jìn)行了介紹。
　　 隨后對Γ型匹配網(wǎng)絡(luò)的特性進(jìn)行了分析，并將分析方法擴(kuò)展到對T型和∏型匹配網(wǎng)絡(luò)分析上，對各型匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧方法進(jìn)行了闡述。針對一款4m鞭狀天線，以典型的∏型匹配網(wǎng)絡(luò)為原型，對天線調(diào)諧器中的阻抗

3、匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計，對各元件組的取值范圍進(jìn)行了初步的估算，在不同精度、元件數(shù)和頻率點(diǎn)等條件下對匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配區(qū)域進(jìn)行了仿真分析。
　　 在調(diào)諧算法設(shè)計上，采用基于直接計算的調(diào)諧算法，以獲得快速調(diào)諧。以4m鞭狀天線為匹配對象，對算法的性能和網(wǎng)絡(luò)的匹配性能進(jìn)行了仿真，獲得了較好的匹配性能。對算法中出現(xiàn)的匹配精度、計算誤差以及如何尋找最優(yōu)解等問題做了分析，提出在原有算法基礎(chǔ)上采用最近鄰域搜索算法來改善匹配性能。同時，基于所做的分析，對網(wǎng)

4、絡(luò)的元件配置做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在相同的算法下獲得了更好的匹配性能。
　　 最后，在現(xiàn)有匹配網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，為了適配長天線，對匹配網(wǎng)絡(luò)的元件配置做了進(jìn)一步的調(diào)整，并將調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)匹配問題轉(zhuǎn)化為匹配網(wǎng)絡(luò)各元件的組合優(yōu)化問題，即從匹配網(wǎng)絡(luò)中選擇接入適當(dāng)?shù)脑沟秒妷厚v波比值最小。本文引入遺傳算法來解決這一典型的組合優(yōu)化問題。對遺傳算法的基本流程進(jìn)行了闡述，采用二進(jìn)制編碼的方式對各元件組進(jìn)行編碼，選擇反射系數(shù)最小化為適應(yīng)度函數(shù)，以4m鞭狀天線為