[发明专利]一种宽带天线阻抗变换器设计方法、装置与系统

说明书

本发明提供一种宽带天线阻抗变换器设计方法、装置与系统，用于各种短波宽带天线信号转换和传输。所述宽带天线阻抗变换器设计方法，包括：获取变压器阻抗比，并根据变压器阻抗变换公式对所述变压器阻抗比进行计算，得到平方根形式的变压器匝数比；对所述平方根形式的变压器匝数比是否为整数比进行判断，根据判断结果调用调整模块对所述平方根形式的变压器匝数比进行调整，得到变压器实际匝数比；基于所述变压器实际匝数比生成目标阻抗变换器的设计方案。本发明有效解决现有阻抗变换器设计存在的匝数比不便计算、牢固性差以及阻抗匹配不精准等问题，能够降低阻抗变换过程中的插入损耗，大幅度提高阻抗变换器的幅度频率一致性和工作效率。

技术领域

本发明涉及短波通讯领域，尤其涉及一种宽带天线阻抗变换器设计方法、装置与系统。

背景技术

随着我国短波通信领域的高速发展，传统技术采用架空明线实现4条平衡输入线的方式实现从天线阵地至机房的短波信号传输，存在架设难度大、工艺要求和维护成本高等问题；此外短波信号传输普遍存在阻抗匹配要求，即要求负载阻抗和传输线特性阻抗相等，或两段传输线特性阻抗保持一致，以避免进行连接和传输时产生的反射和干扰现象。

传统的阻抗变换器虽然能够直接实现200Ω：50Ω(4：1)，450Ω：50Ω(9：1)的阻抗匹配，但对于250Ω：50Ω(5：1)、300Ω：50Ω(6：1)和350Ω：50Ω(7：1)这些阻抗比，常常需要在4：1等整数平方比绕法基础上采用空绕方法实现。采用部分匝数不绕在磁芯上的空绕方法往往导致阻抗变换器结构不够牢固，并且空绕的匝数不便计算，也使阻抗变换器的阻抗匹配不那么准确，极大影响阻抗变换器的工作效率。

鉴于此，提出本发明。

发明内容

本发明提出一种宽带天线阻抗变换器设计方法、装置与系统，用于解决天线阵地至机房短波信号传输中，传统阻抗变换器设计方法存在匝数比计算不合理，不对称的结构设计不够牢固以及阻抗匹配不精准等问题。

为达上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种宽带天线阻抗变换器设计方法，并采用如下技术方案：

一种宽带天线阻抗变换器设计方法，包括：获取变压器阻抗比，并根据变压器阻抗变换公式对所述变压器阻抗比进行计算，得到平方根形式的变压器匝数比；对所述平方根形式的变压器匝数比是否为整数比进行判断，根据判断结果调用调整模块对所述平方根形式的变压器匝数比进行调整，得到变压器实际匝数比；基于所述变压器实际匝数比生成目标阻抗变换器的设计方案。

进一步地，所述对所述变压器阻抗比进行开平方计算，包括：根据欧姆定律，得到变压器输入功率关于输入阻抗的表达式以及变压器输出功率关于次级负载阻抗的表达式；设定所述输入功率和所述输出功率相等，推导得到所述变压器阻抗比等于变压器输入电压与输出电压比值的平方；根据所述变压器输入电压与输出电压比值等于变压器匝数比，对所述变压器阻抗比进行开方运算，得到所述平方根形式的变压器匝数比。

进一步地，所述根据判断结果调用调整模块对所述平方根形式的变压器匝数比进行调整，包括：在所述平方根形式的变压器匝数比为整数比时，将所述平方根形式的变压器匝数比中的初级绕线组匝数、次级绕线组匝数同时乘上大于等于9的任一整数，得到变压器实际匝数比；在所述平方根形式的变压器匝数比不为整数比时，采用匝数比循环倍增取整法得到变压器实际匝数比。

进一步地，所述匝数比循环倍增取整法，包括，数值转换阶段，将所述平方根形式的变压器匝数比转换成小数形式的变压器匝数比；放大阶段，所述小数形式的变压器匝数比中的初级绕线组匝数、次级绕线组匝数同时与乘数9相乘，计算并记录变压器放大匝数比，此阶段重复8次，每次乘数增加1；筛选阶段，将所有变压器放大匝数比取整，并删除初级绕线组匝数为奇数的变压器放大匝数比，选择余下变压器放大匝数比中的一个作为变压器实际匝数比。