抛个2S完成调节的天调算法,希望能帮助DIY天调的兄弟们摆脱穷举 [复制链接]

对于DIY自动天调的HAM来说,最大的困难就是搜索过程.目前为止16个继电器已经是比较小开销的配置了,24个或者更多的也比较常见.穷举算法虽然可以解决问题,但时间实在是太长了,目前大部分DIY天调都用了大步长搜索,然后对驻波比小的部分精细搜索,这个方法说实话,是个碰运气的算法,并不严格,首先搜索过程中存在很多局部的极小点,而全局最小点有的时候很陡峭,所以DIY天调时常出现驻波调不下来的情况.
很多人会想到用最优化方法来搜索.比如,最速下降法,单纯形法,但是经过验证这些方法并不适合天调搜索,首先天调搜索的是驻波比最小点,这个点并不一定是极点,有可能在继电器坐标的边缘,并且偏导数不为0.其次局部极小点太多,数值算法很容易被困住.
想要实现5秒内完成搜索的愿望,通过摸索式的搜索算法恐怕很难实现.如果能单独调节L和C,即一维行进,并且在行进前就计算出路线,调节过程就可以有地放矢了. 目标就是通过测量反射系数在圆图上建立一个简单的数学模型,实现简洁高效的天线调谐算法.
对于天调的拓扑结构,我比较喜欢可变的L型结构,继电器和电抗器件少,可以变换两种模式.(不能变换拓扑的L型是无法实现整个阻抗平面调解的.)能实现整个阻抗平面调节的还有T型和п型.但是继电器数量和电抗器件太多,而且数学过程相对L型复杂了一点,不利于MCU计算.
如果想精确的计算调节行程,而唯一测量的依据就是反射系数,所以对反射系数的精确测量提出了很高要求,不但要具有良好的频率平坦度还要有更高的电压测量精度.否则算法将无法实现.
这种调节方法的思路是我一直在考虑的.但是我一直没有时间去计算这个结论,直到和BG3MZU聊起几种型号天调的搜索速度,我才下定决心去实现这个算法.在圆图上一推演才明白FC-40和LDZ的这种可变L型结构的确是很精巧.可以利用最小的硬件开销,覆盖整个阻抗平面的调谐.加上对行程的精确计算,甚至可以不需要频率测量而估算出波段和天线阻抗,用来实现自动存储.

这个方式不错，学习了。

为了这么好的产品，戒烟戒酒，也戒色，开始攒钱。

技术贴，收藏备用！！！

第20楼BD7JAC于2013-04-28 19:51发表的:
好好学习

学好就做个出来吧

内容来自Android手机客户端

            

很妙，走心了

好好学习

如果在天调切入串联的电感一路增大的过程中反射系数一路增大就是感性，先减小在增大就是容性，
同样用切入并联电容的增大过程中，如果反射系数一路增大就是容性，先减小在增大就是感性，
这两种判断中反射系数先减小后增大就是，沿着等电阻园向实轴靠近，最小点谐振到达实轴，然后又远离的过程，一路增大的过程就是沿等电阻园远离实轴的过程，整个算法就是靠切换电抗来控制在圆图上的行程，

容性感性在天调算法中是靠切电容和电感量判断的，我们天调上有那么多电抗，可以串电感并电容，对比一下前后反射系数，就知道了呀，

其实一开始就考虑过，反射电压和入射电压方法测的反射系数要比8302准很多，8302精度反而不行，还有就是8302测的相位只有180度，只有半个圆图，也一样测不出阻抗，还有个致命问题，就是8302的输入最大是0dBm，而天调和天分不同，天分是用固定功率激励驻波桥，而功放会从1瓦到200瓦工作，整整23个dB的变化范围，如果高功率下能测，会导致调节时低功率输入的信号微弱最多只有-23dBm，所以反而解决不了，再有就是天调的矢量测量无法方便标定，天分有自身的本振激励，可天调是外输入的，功率还相差很大，再说这样成本比天分还高了，这个算法的目的是靠天调的优势来实现的，就是可以投切各种电抗器件进去，这样就可以从反射系数变化中获得信息了，这个是天分没有的优势，阻抗测量反而没有这个判断方便

okstar:不知道你是用什么样的电路来判断矢量符号？（就是判断电路的容性和感性）
当年我盯着圆图想了好久，还是没太好的办法。
....... (2013-04-27 17:40) 

8302吗？
仔细想了想，确实或许这个问题还是硬件解决较好。

BH1NUF:这个算法不需要测矢量,就测反射系数模就可以.但是如果能测个矢量反射系数,就不需要我算法中判断位置的操作了,直接就可以运算然后调节了,速度不只能提高一倍呀,但是加入矢量测量会增加硬件 .. (2013-04-26 14:12) 

不知道你是用什么样的电路来判断矢量符号？（就是判断电路的容性和感性）

当年我盯着圆图想了好久，还是没太好的办法。

有一个现成的矢量测量芯片，型号忘记了。好像也不贵，但对电路和校正有要求。

顶技术贴！

这个算法不需要测矢量,就测反射系数模就可以.但是如果能测个矢量反射系数,就不需要我算法中判断位置的操作了,直接就可以运算然后调节了,速度不只能提高一倍呀,但是加入矢量测量会增加硬件复杂度,还得加入标定过程,感觉有点像拿一个复杂问题来处理另一个复杂问题了,所以我当时并没有基于矢量去做,用最简单的驻波电路就能调节是我做这个算法的一个目的

这个问题我已研究过，关键在于测量电路。普通反射计只能测量标量，不能测量矢量。

内容来自Android手机客户端

      

跟上RDF步伐！

写的好
楼主再继续讨论一下不同的负载阻抗下，L型匹配上电容电压和电感电流吧