Антенное согласующее устройство с микропроцессорной системой управления, страница 3

В итоге можно сформулировать ряд основных требований для построения АнСУ:

1) Наиболее оптимальной на данный момент можно считать систему контроля, использующую алгоритм поискового типа. Это позволяет получить большую точность настройки, и при этом использовать простые, технологичные датчики;

          2) Систему контроля необходимо строить на современном микроконтроллере. Причем наилучших результатов можно добиться, используя микроконтроллер с большим количеством интегрированной на кристалл периферии. Используя интегрированные на кристалл аналогово-цифровой преобразователь, таймеры и порты ввода/вывода, можно практически до минимума сократить число элементов устройства. В свою очередь сокращение числа элементов благоприятно скажется на экономической стоимости и характеристиках надежности устройства;

3) Система контроля должна содержать последовательный интерфейс связи с приемопередатчиком. Это позволит значительно продлить срок службы коммутационных элементов АнСУ за счет проведения настройки на пониженной мощности, а так же позволит использовать режим настройки  по памяти.

3. Разработка системы контроля

антенного согласующего устройства

3.1. Разработка схемы блока датчиков рассогласования

Для выбора датчиков рассогласования необходимо определить условия оптимального согласования антенно-фидерного тракта. Оптимальными условиями будут такие, при которых вся мощность, поступающая от генератора (усилителя мощности комплекса связи) будет поступать в нагрузку (антенну). Из курса теории линейных электрических цепей известно, что это возможно лишь в случае равенства комплексных сопротивлений генератора и нагрузки.

С учетом того, что сопротивление фидера активно и составляет величину 50 Ом,  условиями согласования будут

[Zа] = 50 Ом,  jа = 0,

(3.1)

где    [Z_а] - модуль комплексного сопротивления антенны;

           j_а  - фаза вектора сопротивления.

          Следовательно, для оценки качества согласования необходимы датчики модуля комплексного сопротивления и фазы. Основная проблема – практическая реализуемость таких датчиков.

На практике  для  оценки  качества согласования используются также коэффициент  бегущей волны (КБВ). Коэффициент бегущей  волны определяется как отношение минимальной и максимальной амплитуд колебаний  напряжений  в линии связи передатчика с антенными устройствами, т.е.

(3.2)

где   U_пад – амплитуда напряжения падающей волны сигнала;

U_отр – амплитуда напряжения отраженной волны сигнала.

Соответственно согласование  антенно-фидерного тракта,  или режим бегущей волны в линии связи передатчика с антенной,  будет иметь место при

K(w) = 1

(3.3)

          На практике легко реализуемы датчики, формирующие напряжение пропорциональное напряжениям падающей и отраженной волны сигнала. Значение КБВ может быть найдено путем вычислений в микроконтроллере.

Значение КБВ позволяет оценить степень согласованности антенно-фидерного тракта, но не позволяет определить направление настройки. Для определения направления настройки используют датчики модуля комплексного сопротивления и фазы. Такие датчики не позволяют  определить численное значение сопротивления и фазы, но позволяют определить направление, в котором следует производить настройку. Легко реализуем практически датчик, характеризующий модуль комплексного сопротивления следующим образом: