电容匹配方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及射频技术领域，特别是涉及一种电容匹配方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

针对小环天线的高阻匹配问题，通常采用电容抽头的方式，将原本的并联谐振电容分裂为电容C1和电容C2两个电容，如图1所示，通过改变电容C1和电容C2的分压来实现阻抗匹配。

传统方式通常采用现场调试的方式调整电容C1和电容C2的电容值，从而使得输入输出阻抗实现阻抗匹配，以使信号达到最高传输功率，然而现场调试的方式效率较低，难以快速确定电容C1和电容C2的电容值以实现阻抗匹配。

发明内容

本申请提供一种能够高效实现阻抗匹配的电容匹配方法、装置、设备及可读存储介质。

一种电容匹配方法，应用于天线辐射电路，所述天线辐射电路包括天线和电容匹配电路，所述方法包括：

获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值和所述天线中串联电感的电感量；

将所述等效并联阻抗电阻值、所述串联电感的电感量、射频功放电路的最佳输出阻抗电阻值以及所述目标频率输入电容匹配模型，获得所述目标频率下所述电容匹配电路中第一串联电容的第一电容值和第二串联电容的第二电容值；

将所述第一串联电容的电容值调至所述第一电容值，将所述第二串联电容的电容值调至所述第二电容值；

其中，所述电容匹配模型被表示为：

R

在一个实施例中，所述获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值包括：

获取测量设备测量得到的所述目标频率下所述天线两端的目标阻抗电阻值，以作为所述等效并联阻抗电阻值。

在一个实施例中，所述获取测量设备测量得到所述目标频率下所述天线两端的目标阻抗电阻值包括：

获取所述测量设备测量得到的所述天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系；

基于所述目标频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的天线阻抗值，以获得所述目标阻抗电阻值。

在一个实施例中，所述获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值包括：

确定多个第一参考频率；

获取测量设备测量得到的各所述第一参考频率所对应的所述天线两端的第一参考阻抗电阻值；

将所述目标频率、多个所述第一参考频率及与所述第一参考频率对应的所述第一参考阻抗电阻值输入阻抗修正模型，得到所述等效并联阻抗电阻值；所述阻抗修正模型被表示为：

R

R

R

在一个实施例中，所述获取测量设备测量得到各所述第一参考频率所对应的所述天线两端的第一参考阻抗电阻值包括：

获取所述测量设备测量得到的所述天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系；

基于各所述第一参考频率，从所述映射关系中，获取对应的所述天线两端的阻抗值，以获得所述第一参考阻抗电阻值。

在一个实施例中，所述获取所述天线中串联电感的电感量包括：

确定多个第二参考频率；

获取测量设备测量得到的各所述第二参考频率所对应的所述天线两端的第二参考阻抗电阻值；

将多个所述第二参考频率及与各所述第二参考频率对应的所述第二参考阻抗电阻值输入电阻等效模型，得到所述串联电感的电感量；

所述电阻等效模型被表示为：

R

R

在一个实施例中，所述获取所述测量设备测量得到的各所述第二参考频率所对应的所述天线两端的第二参考阻抗电阻值包括：

获取所述测量设备测量得到的所述天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系；

基于各所述第二参考频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的阻抗值，以获得所述第二参考阻抗电阻值。

一种电容匹配装置，应用于天线辐射电路，所述天线辐射电路包括天线和电容匹配电路，所述装置包括：

获取模块，用于获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值和所述天线中串联电感的电感量；

匹配模块，用于将所述等效并联阻抗电阻值、所述串联电感的电感量、射频功放电路的最佳输出阻抗电阻值以及所述目标频率输入电容匹配模型，获得所述目标频率下所述电容匹配电路中第一串联电容的第一电容值和第二串联电容的第二电容值；

调节模块，用于将所述第一串联电容的电容值调至所述第一电容值，将所述第二串联电容的电容值调至所述第二电容值；

其中，所述电容匹配模型被表示为：

R

一种电容匹配设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，在一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。

上述电容匹配方法通过获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值和天线中串联电感的电感量，然后将等效并联阻抗电阻值、串联电感的电感量、射频功放电路的最佳输出阻抗电阻值、目标频率输入电容匹配模型，获得目标频率下电容匹配电路中第一串联电容的第一电容值和第二串联电容的第二电容值；最终将第一串联电容的电容值调至第一电容值，将第二串联电容的电容值调至第二电容值，如此实现天线辐射电路的阻抗与射频功放电路的阻抗匹配，相比于现场调试的方式效率更高。

附图说明

图1为本申请一实施例的电容匹配方法的流程示意图；

图2为本申请一实施例的天线辐射电路的结构示意图；

图3为本申请一实施例的串并联转换后天线辐射电路的结构示意图；

图4为本申请一实施例的测量过程中天线两端的等效电路示意图；

图5为本申请一实施例的测量过程中简化后的天线两端的等效电路示意图；

图6为本申请一实施例的设备的内部结构图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1为一实施例的电容匹配方法的流程示意图，该电容匹配方法应用于天线辐射电路，如图2所示，天线辐射电路包括天线101和电容匹配电路102，电容匹配方法包括步骤S110至步骤S130。

步骤S110，获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值和天线中串联电感的电感量。

其中，目标频率为天线的工作频率中的一个频率，目标频率可为期望的天线在工作过程中的工作频率；等效并联阻抗电阻值为在天线中，串联的辐射电阻R

具体的，电容匹配电路包括串联的第一串联电容C1和第二串联电容C2，射频功放电路100的一端与地端连接，另一端分别与第一串联电容C1和第二串联电容C2连接，以向天线辐射电路传输驱动信号，其中阻抗R

此外，串联电感Ls的电感量可根据天线的结构进行计算得到，或者通过矢量网络分析仪测量得到。

步骤S120，将等效并联阻抗电阻值、串联电感的电感量、射频功放电路的最佳输出阻抗电阻值以及目标频率输入电容匹配模型，获得目标频率下电容匹配电路中第一串联电容C1的第一电容值和第二串联电容C2的第二电容值。

其中，电容匹配模型被表示为：

R

具体的，电容匹配模型可由上述公式(1)和公式(2)组成，通过公式(1)和公式(2)则可求得第一电容值和第二电容值。并联等效电阻R

步骤S130，将第一串联电容的电容值调至第一电容值，将第二串联电容的电容值调至第二电容值。

其中，第一串联电容和第二串联电容可为可调电容，在得到第一电容值和第二电容值后，调整第一串联电容的值为第一电容值，第二串联电容的值为第二电容值。

上述电容匹配方法通过获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值和天线中串联电感的电感量，然后将等效并联阻抗电阻值、串联电感的电感量、射频功放电路的最佳输出阻抗电阻值以及目标频率输入电容匹配模型，获得目标频率下电容匹配电路中第一串联电容的第一电容值和第二串联电容的第二电容值；最终将第一串联电容的电容值调至第一电容值，将第二串联电容的电容值调至第二电容值，如此实现天线辐射电路端的阻抗与驱动端的阻抗匹配，相比于现场调试的方式效率更高。

在一个实施例中，获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值包括：获取测量设备测量得到目标频率下天线两端的目标阻抗电阻值，以作为等效并联阻抗电阻值。

可以理解，可通过测量设备测量目标频率下天线两端的阻抗值，该阻抗值的实部可称为阻抗电阻值，即为目标阻抗电阻值，进而将目标阻抗电阻值作为等效并联阻抗电阻值，测量设备可例如为矢量网络分析仪。

其中，测量设备在目标频率下测得的天线两端的阻抗电阻值后，等效并联阻抗电阻值可直接等于测量得到的该阻抗电阻值；在一个实施例中，由于测量设备在测量过程中可能引入寄生电容、寄生电阻以及寄生电阻，因此可进一步对测得的该电阻值进行修正，得到真实的目标阻抗电阻值。

在一个实施例中，获取测量设备测量得到的目标频率下天线两端的目标阻抗电阻值包括：获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系；基于目标频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的天线阻抗值，以获得目标阻抗电阻值。

可以理解，测量设备可例如为矢量网络分析仪。测量设备可直接测量得到的天线两端的阻抗值，该阻抗值的实部为阻抗电阻值。在各工作频率下，通过测量设备测量天线两端的阻抗值，从而得到天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系，然后从映射关系中获取目标频率对应的天线两端的阻抗值，作为天线阻抗值，进而获得目标阻抗电阻值。其中，目标阻抗电阻值可等于天线阻抗值的实部；在一个实施例中，在得到天线阻抗值后，可对天线阻抗值进行修正，进一步获得目标电阻值。

在一个实施例中，获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值包括：

确定多个第一参考频率；获取测量设备测量得到的各第一参考频率所对应的天线两端的第一参考阻抗电阻值；将目标频率、多个第一参考频率及与第一参考频率对应的第一参考阻抗电阻值输入阻抗修正模型，得到等效并联阻抗电阻值；阻抗修正模型被表示为：

R

R

R

可以理解，若串联电阻值R

第一参考频率可为工作频率中的某一频率，由于测量设备的寄生电容值不会随工作频率的变化而变化，且寄生电容C

其中，第一参考频率的数量可根据第一电阻等效模型中，串联电感的电感量L确定。举例而言，由于寄生电容值C

若串联电感的电感量L也未知，则模型中存在三个参数未知，此时至少需三组第一参考频率和第一参考阻抗电阻值才可求解出串联电阻值R

可以理解，在获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系，并确定多个第一参考频率之后，还可基于各第一参考频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的阻抗值，然后将该天线两端的阻抗值的实部作为第一参考阻抗电阻值。

在一个实施例中，获取天线中串联电感的电感量包括：确定多个第二参考频率；获取测量设备测量得到的各第二参考频率所对应的天线两端的第二参考阻抗电阻值；将多个第二参考频率及与各第二参考频率对应的第二参考阻抗电阻值输入电阻等效模型，得到串联电感的电感量；电阻等效模型被表示为：

R

R

可以理解，若串联电感的电感量未知，则可根据测量设备测量得到的阻抗电阻值进行计算得到。测量设备在测量过程中可能会引入寄生电容、寄生电导、寄生电阻和寄生电感等，等效电路可如图4所示，其中，寄生电导G

第二参考频率可为工作频率中的某一频率，由于串联电感的电感量不会随工作频率的变化而变化，且寄生电容C

其中，第二参考频率的数量可根据电阻等效模型中，串联电阻值R

其中，第一参考频率和第二参考频率可为同一参考频率，当串联电阻值R

在一个实施例中，获取测量设备测量得到的各第二参考频率所对应的天线两端的第二参考阻抗电阻值包括：获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系；基于各第二参考频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的阻抗值，以获得第二参考阻抗电阻值。

可以理解，在获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系，并确定多个第二参考频率之后，还可基于各第二参考频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的阻抗值，然后将该天线两端的阻抗值的实部作为第二参考阻抗电阻值。

理论上，天线中串联电感的电感量可通过以下计算公式得到：

其中，μ

可以理解，串联电感的电感量采用上述实施例所阐述的基于电阻等效模型，根据测量设备测量得到的参数进行计算得到之后，还可采用根据天线结构参数进行计算的方式进行验证，以确认采用测量设备测量并计算得到的串联电感的电感量是否处于合理范围。

本发明实施例还提供一种电容匹配方法，应用于天线辐射电路，所述天线辐射电路包括天线和电容匹配电路，所述方法包括步骤(a)、步骤(b1)至步骤(b2)、步骤(c1)至步骤(c3)、步骤(d1)至步骤(d4)和步骤(e1)至步骤(e2)。

步骤(a)，获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系。

步骤(b1)，基于目标频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的天线阻抗值，以获得目标阻抗电阻值。

步骤(b2)，将目标阻抗电阻值作为等效并联阻抗电阻值。

步骤(c1)，确定多个第一参考频率。

步骤(c2)，基于各第一参考频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的阻抗值，以获得第一参考阻抗电阻值。

步骤(c3)，将目标频率、多个第一参考频率及与第一参考频率对应的第一参考阻抗电阻值输入阻抗修正模型，得到等效并联阻抗电阻值；阻抗修正模型被表示为：

R

R

R

步骤(d1)，确定多个第二参考频率。

步骤(d2)，获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系。

步骤(d3)，基于各第二参考频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的阻抗值，以获得第二参考阻抗电阻值。

步骤(d4)，将多个第二参考频率及与各第二参考频率对应的第二参考阻抗电阻值输入电阻等效模型，得到串联电感的电感量；电阻等效模型被表示为：

R

R

步骤(e1)，将等效并联阻抗电阻值、串联电感的电感量、射频功放电路的最佳输出阻抗电阻值以及目标频率输入电容匹配模型，获得目标频率下电容匹配电路中第一串联电容的第一电容值和第二串联电容的第二电容值；

步骤(e2)，将第一串联电容的电容值调至第一电容值，将第二串联电容的电容值调至第二电容值；其中，电容匹配模型被表示为：

R

其中，上述步骤(b1)至(b2)、步骤(c1)至(c3)均为获取等效并联阻抗电阻值的方式，可择一执行。应该理解的是，虽然上述图1的流程图中各个步骤按照箭头的指示依次显示，步骤(a)、步骤(b1)至步骤(b2)、步骤(c1)至步骤(c3)、步骤(d1)至步骤(d4)和步骤(e1)至步骤(e2)中的各个步骤按照标号指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头或者数字指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本发明实施例还提供一种电容匹配装置，应用于天线辐射电路，天线辐射电路包括天线和电容匹配电路，该装置可以采用软件模块或者硬件模块，或者二者的结合成为计算机设备的一部分，该装置具体包括：获取模块、匹配模块和调节模块，其中：获取模块用于获取天线在目标频率下的等效并联阻抗电阻值和天线中串联电感的电感量；匹配模块用于将等效并联阻抗电阻值、串联电感的电感量、射频功放电路的最佳输出阻抗电阻值以及目标频率输入电容匹配模型，获得目标频率下电容匹配电路中第一串联电容的第一电容值和第二串联电容的第二电容值；调节模块用于将第一串联电容的电容值调至第一电容值，将第二串联电容的电容值调至第二电容值；其中，电容匹配模型被表示为：

R

在一个实施例中，获取模块还用于获取测量设备测量得到的所述目标频率下所述天线两端的目标阻抗电阻值，以作为所述等效并联阻抗电阻值。

在一个实施例中，获取模块还用于获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系；基于目标频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的天线阻抗值，以获得目标阻抗电阻值。

在一个实施例中，获取模块还用于确定多个第一参考频率；获取测量设备测量得到的各第一参考频率所对应的天线两端的第一参考阻抗电阻值；将目标频率、多个第一参考频率及与第一参考频率对应的第一参考阻抗电阻值输入阻抗修正模型，得到等效并联阻抗电阻值；阻抗修正模型被表示为：

R

R

R

在一个实施例中，获取模块还用于获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系；基于各第一参考频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的阻抗值，以获得第一参考阻抗电阻值。

在一个实施例中，获取模块还用于确定多个第二参考频率；获取测量设备测量得到的各第二参考频率所对应的天线两端的第二参考阻抗电阻值；将多个第二参考频率及与各第二参考频率对应的第二参考阻抗电阻值输入电阻等效模型，得到串联电感的电感量；

电阻等效模型被表示为：

R

R

在一个实施例中，获取模块还用于获取测量设备测量得到的天线两端的阻抗值与工作频率之间的映射关系；基于各第二参考频率，从映射关系中，获取对应的天线两端的阻抗值，以获得第二参考阻抗电阻值。

关于电容匹配装置的具体限定可以参见上文中对于电容匹配方法的限定，在此不再赘述。上述电容匹配装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种电容匹配设备，该电容匹配设备可以是终端设备，其内部结构图可以如图6所示。该电容匹配设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电容匹配设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电容匹配的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电容匹配设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电容匹配方法。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电容匹配设备的限定，具体的电容匹配设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种电容匹配设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例中流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用地对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。