本發(fā)明涉及短波廣播領(lǐng)域，具體涉及一種廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、寬帶廣播短波天線系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)諧單元(atu)匹配網(wǎng)絡(luò)中的電感l(wèi)、電容c來(lái)進(jìn)行調(diào)諧，使天線在特定程式、特定頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。lc調(diào)諧為窄帶調(diào)諧，對(duì)寬帶廣播天線，一組l、c值無(wú)法實(shí)現(xiàn)寬帶內(nèi)阻抗匹配，需要將天線帶寬分成若干個(gè)窄頻段進(jìn)行調(diào)諧。對(duì)不同的天線程式，天線阻抗不同，需根據(jù)不同程式分別進(jìn)行調(diào)諧。因此，對(duì)任一窄頻段、任一天線程式，均有一組對(duì)應(yīng)的l、c值來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。調(diào)諧任務(wù)量巨大。
2、當(dāng)前，短波廣播系統(tǒng)進(jìn)行atu輸入駐波比優(yōu)化時(shí)普遍采用人工手動(dòng)調(diào)試，逐個(gè)天線程式、逐個(gè)窄帶頻段調(diào)節(jié)電感l(wèi)、電容值c。因短波天線的工作程式和工作頻段較多，人工優(yōu)化的工作量極大，浪費(fèi)時(shí)間及人力。急需一種自動(dòng)化調(diào)諧系統(tǒng)來(lái)解放人力、提高工作效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何提升atu調(diào)諧的工作效率。
2、本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的：一種廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，包括人機(jī)界面、控制模塊、傳動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；
3、所述人機(jī)界面用以設(shè)置目標(biāo)工作程式和工作頻段和初始電感、電容值，顯示調(diào)諧后的駐波比曲線及電感電容值；
4、所述控制模塊用以發(fā)送指令給其余各個(gè)模塊，將輸入的初始電感、電容值分解成當(dāng)前電機(jī)所需轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，并傳遞給所述傳動(dòng)模塊，將目標(biāo)工作程式送原有短波天線系統(tǒng)，使原有短波天線系統(tǒng)的工作狀態(tài)在目標(biāo)工作程式；
5、所述傳動(dòng)模塊包括電機(jī)、電感及電容，根據(jù)控制模塊傳遞來(lái)的當(dāng)前電機(jī)所需轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)位于目標(biāo)位置，相應(yīng)地，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)電感、電容值；
6、所述數(shù)據(jù)采集模塊包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及相關(guān)信號(hào)線，用以測(cè)試系統(tǒng)駐波比和讀當(dāng)前電感、電容值，記錄本組駐波比最大值，并將本組駐波比最大值、電感值、電容值送所述數(shù)據(jù)處理模塊；
7、所述數(shù)據(jù)處理模塊用以對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合采集到的駐波比，判斷當(dāng)前駐波比是否滿足要求，若滿足要求，則停止優(yōu)化，送當(dāng)前駐波比、電感、電容值到人機(jī)界面；若駐波比最大值不滿足要求，使用自動(dòng)優(yōu)化算法進(jìn)行駐波比目標(biāo)函數(shù)下一輪尋優(yōu)，通過計(jì)算，將新產(chǎn)生的一組電感、電容值，將其送至控制模塊，開始下一輪循環(huán)。
8、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，目標(biāo)工作程式能夠選擇某一個(gè)程式、某幾個(gè)或所有程式；目標(biāo)工作頻段能夠選擇某一段、某幾段或所有頻段；所選擇的工作頻段和工作程式由短波天線工作所需的工作程式和工作頻段決定。
9、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述人機(jī)界面設(shè)置目標(biāo)工作程式和工作頻段和初始電感、電容值，能夠通過手動(dòng)輸入，或者從給定的選項(xiàng)中選定。
10、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和電感電容值的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過讀表得到，表中的圈數(shù)-電感值、圈數(shù)-電容值已提前存儲(chǔ)到系統(tǒng)中。
11、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)采用如下步驟進(jìn)行調(diào)測(cè)：
12、步驟1，根據(jù)廣播天線工作需求，用戶從人機(jī)界面確定工作頻段和天線程式以及初始l、c值，送控制模塊；
13、步驟2，控制模塊將輸入的電感l(wèi)、電容c值分解成當(dāng)前電機(jī)所需轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)送傳動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置；將目標(biāo)工作程式送原有短波天線系統(tǒng)，使原有短波天線系統(tǒng)的工作狀態(tài)在目標(biāo)工作程式；
14、步驟3，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)均就緒后，數(shù)據(jù)采集模塊中的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀自動(dòng)測(cè)試并讀取atu輸入端測(cè)試駐波比，并送駐波比測(cè)試數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)處理模塊；
15、步驟4，數(shù)據(jù)處理模塊獲取到當(dāng)前駐波比測(cè)試數(shù)據(jù)后，將駐波比最大值和目標(biāo)值進(jìn)行比較，若滿足要求，則停止優(yōu)化，送當(dāng)前駐波比、電感、電容值到人機(jī)界面；若駐波比最大值不滿足要求，使用自動(dòng)優(yōu)化算法進(jìn)行駐波比目標(biāo)函數(shù)下一輪尋優(yōu)，通過計(jì)算，產(chǎn)生一組新的電感、電容值，將其送至控制模塊，開始下一輪循環(huán)。
16、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述步驟1中，初始l＝lmax/2、c＝cmax/2，其中，lmax指的是短波天線系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的最大電感值，cmax/指的是短波天線系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的最大電容值。
17、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述步驟4中，所述自動(dòng)優(yōu)化算法是通過采用優(yōu)化算法確定l、c的值。
18、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述步驟4包括：
19、首先建立優(yōu)化函數(shù)：
20、vswr0＝f(fq,l,c)
21、式中，頻率fq是自變量，vswr是因變量，l、c是待定參數(shù)，f是待定參數(shù)的非線性函數(shù)，該方程的參數(shù)估計(jì)，即為由矢網(wǎng)測(cè)試的駐波比vswr序列確定l、c的值，自動(dòng)優(yōu)化問題表述為：
22、miny＝max(f(fq,l,c))-vswr0
23、st.(l,c)∈d
24、式中，y為優(yōu)化準(zhǔn)則函數(shù)，d為待定參數(shù)的變化域。可以采用遺傳算法優(yōu)化上述優(yōu)化問題，通過優(yōu)化確定滿足條件的電感值l和電容值c。
25、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述步驟1-4為一組程式、一段頻率的自動(dòng)調(diào)試步驟，所述廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)方法一次優(yōu)化的頻段能夠自由選擇，能夠選擇某一段、某幾段或所有頻段。
26、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)方法能夠?qū)?yōu)化的模式自由選擇，能夠選擇某一模式、某幾個(gè)或所有模式；能夠?qū)?yōu)化的頻率和模式自由組合，也能夠全部選擇。
27、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：使用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和自動(dòng)優(yōu)化算法相結(jié)合的方法，以atu輸入駐波比為優(yōu)化目標(biāo)，通過控制讀寫矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的駐波比數(shù)據(jù)，結(jié)合自動(dòng)優(yōu)化算法獲取最佳電容、電感值。減少了調(diào)試人員的工作量，提升了atu調(diào)諧的工作效率。
1.一種廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括人機(jī)界面、控制模塊、傳動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；
2.如權(quán)利要求1所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，目標(biāo)工作程式能夠選擇某一個(gè)程式、某幾個(gè)或所有程式；目標(biāo)工作頻段能夠選擇某一段、某幾段或所有頻段；所選擇的工作頻段和工作程式由短波天線工作所需的工作程式和工作頻段決定。
3.如權(quán)利要求1所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)界面設(shè)置目標(biāo)工作程式和工作頻段和初始電感、電容值，能夠通過手動(dòng)輸入，或者從給定的選項(xiàng)中選定。
4.如權(quán)利要求3所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和電感電容值的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過讀表得到，表中的圈數(shù)-電感值、圈數(shù)-電容值已提前存儲(chǔ)到系統(tǒng)中。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，采用如下步驟進(jìn)行調(diào)測(cè)：
6.如權(quán)利要求5所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟1中，初始l＝lmax/2、c＝cmax/2，其中，lmax指的是短波天線系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的最大電感值，cmax/指的是短波天線系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的最大電容值。
7.如權(quán)利要求5所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟4中，所述自動(dòng)優(yōu)化算法是通過采用優(yōu)化算法確定l、c的值。
8.如權(quán)利要求7所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟4包括：
9.如權(quán)利要求5所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟1-4為一組程式、一段頻率的自動(dòng)調(diào)試步驟，所述廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)方法一次優(yōu)化的頻段能夠自由選擇，能夠選擇某一段、某幾段或所有頻段。
10.如權(quán)利要求9所述的廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述廣播天線atu輸入駐波比自動(dòng)調(diào)測(cè)方法能夠?qū)?yōu)化的模式自由選擇，能夠選擇某一模式、某幾個(gè)或所有模式；能夠?qū)?yōu)化的頻率和模式自由組合，也能夠全部選擇。