[发明专利]阻抗匹配网络调试方法

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别涉及天线系统中的阻抗匹配网络，用于对周围复杂环境下天线系统的调试。

背景技术

通信、雷达、导航等无线电设备都是通过无线电波传递信息，都需要无线电波发射和接收的设备即天线。天线是无线电系统的重要组成部分。天线若按使用范围分类可分为通信天线、雷达天线、导航天线等。通信天线根据工作频段可分为短波通信天线、超短波通信天线、微波通信天线等。短波通信天线比较常见的天线形式是鞭状天线，如：双鞭天线、10米鞭状天线等。双鞭天线由于占地面积小频带宽等原因在舰船环境中经常使用。

双鞭天线系统由并联馈电的两个直立的鞭状天线和阻抗匹配网络构成。阻抗匹配网络是天线系统的重要组成部分，通过调节阻抗匹配网络能够改善天线的性能，提高天线的阻抗带宽。现有的阻抗匹配网络的调试方法为，将天线与阻抗匹配网络连接，使用矢量网络分析仪测量得到整个天线系统的驻波特性，据此结果对阻抗匹配网络进行调整，通过反复的测量、调整，使天线系统的驻波特性达到最佳。该调试方法需在天线在场的前提下进行，有很多的弊端：

1.该调试需到实际工作环境中进行，因此需投入大量的人力、物力。例如，对于已在铺设有地网的空旷的场地调试好的双鞭天线系统，若装备在舰船等环境中时，受周围环境的影响阻抗特性必然有变化，从而导致天线性能指标的恶化。因此为达到天线指标的要求，工作人员必须到现场，在实际安装环境中进行调试。

2.该调试受到时间的限制，例如：双鞭天线装备于舰船上时，调试只能在舰船靠岸时进行。

3.该调试受到场地的限制，只能在天线安装位置进行调试。例如：双鞭天线安装在舰船的烟囱旁边，此时天线离地面很高，调试必须在高空进行。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提出一种新型的阻抗匹配网络调试方法，以实现在无天线、非实际安装环境下对阻抗匹配网络的调试。

本发明的目的是这样实现的：

本发明主要的理论基础是微波网络理论，根据微波网络理论天线可认为是单端口微波网络，阻抗匹配网络可认为是双端口微波网络。如图1所示的天线系统可认为是单端口网络与双端口网络级联，因此测得两个网络的网络参数，即可通过微波网络理论计算出天线系统的输入端的电压驻波比。具体实现步骤如下：

(1)测量天线在实际工作环境中的反射系数，并存储于计算机中；

(2)将计算机通过USB数据线连接到矢量网络分析仪的USBTMC端口；

(3)将频率范围和扫描点数，通过计算机输入到矢量网络分析仪；

(4)将两根射频电缆连接到矢量网络分析仪的两个测试端口，通过计算机控制矢量网络分析仪进行校准；

(5)将阻抗匹配网络电路板通过两根射频电缆与矢量网络分析仪连接；

(6)由矢量网络分析仪测量出阻抗匹配网络的S参数，并将测量数据传送到计算机；

(7)计算机根据已储存数据和测量数据，通过以下公式计算出整个天线系统的电压驻波比VSWR：