《VSWR知识点》PPT课件.ppt

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1、精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点VSWR知识点小结精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点天馈系统简介 基基基基站站站站天天天天线线线线在在在在整整整整个个个个网网网网络络络络建建建建设设设设中中中中占占占占经经经经费费费费比比比比例例例例不不不不到到到到3%3%3%3%,但它对网络性能的影响却超过,但它对网络性能的影响却超过,但它对网络性能的影响却超过,但它对网络性能的影响却超过60%60%60%60%。在在在在实实实实际际际

2、际网网网网优优优优工工工工作作作作中中中中,通通通通过过过过天天天天线线线线的的的的选选选选择择择择与与与与调调调调整整整整是是是是简简简简单单单单但但但但收收收收效效效效最最最最大大大大的的的的方方方方法法法法。强强化化天天线线的的性性能能和和品品质起着四两拨千斤的作用。质起着四两拨千斤的作用。天线天线防雷保护器防雷保护器主馈线(主馈线(7/87/8“)馈线卡馈线卡接地装置接地装置接头密封件接头密封件绝缘密封胶带,绝缘密封胶带,PVCPVC绝缘胶带绝缘胶带天线调节支架天线调节支架抱杆抱杆室外馈线室外馈线室内超柔馈线室内超柔馈线馈线过线窗馈线过线窗基站主设备基站主设备精致产品 美妙生活Dain

3、tiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点VSWRVSWR电压驻波比在无线电通信中,天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配,高频能量就会在天线产生反射波,反射波和入射波在天馈系统汇合产生驻波。为了表征和测量天馈系统中的驻波特性,也就是天线中正向波与反射波的情况,建立了“驻波比”这一概念,住波比的计算公式为SWR=R/r=(1+K)/(1-K),其中反射系数K=(R-r)/(R+r),K为负值时表明相位相反,R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时,即达到完全匹配,反射系数K等于0,驻波比为1。这是一种理想的状况,实际上总

4、存在反射,所以驻波比总是大于1的。驻波比是检验馈线传输效率的依据,电压驻波比要小于,在工作频点的电压驻波比最好小于。电压驻波比过大,将缩短通信距离,反射功率将返回发射机功放部分,容易烧坏功放管,影响通信系统正常工作。精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点回波损耗回波损耗也是射频上用得比较多得一个名词,它和前面得反射系数、驻波比都是用来反映端口得匹配状况的。回波损耗表示端口的反射波的功率与入射波功率之比。回波损耗与反射系数的关系为:回波损耗20log()由公式可以计算:回波损耗为26dB时,对应的反射系数为,驻波比

5、为。由此也可以估计一下,驻波为2时的回波损耗是多少(),也就可以理解对于功放后级的驻波要求为何严格。精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点驻波比算法 当当馈馈线线和和天天线线匹匹配配时时,馈馈线线上上没没有有反反射射波波,只只有有入入射射波波,即即馈馈线线上上传传输输的的只只是是向向天天线线方方向向行行进进的的波波。这这时时,馈馈线线上上各各处处的的电电压压幅幅度度与与电电流流幅幅度度都都相相等等,馈馈线线上上任任意意一一点点的的阻阻抗抗都都等等于于它它的的特特性性阻阻抗抗。而而当当天天线线和和馈馈线线不不匹匹配

6、配时时,也也就就是是天天线线阻阻抗抗不不等等于于馈馈线线特特性性阻阻抗抗时时,负负载载就就只只能能吸吸收收馈馈线线上上传传输输的的部部分分高高频频能能量量,而不能全部吸收,未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。而不能全部吸收,未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。例例如如,在在下下图图中中,由由于于天天线线与与馈馈线线的的阻阻抗抗不不同同,一一个个为为75 ohms,一一个个为为50ohms,阻抗,阻抗不匹配不匹配,其结果是,其结果是传输线 50 ohms天天线 75 ohms辐射射 9.6 W这里的反射里的反射损耗耗为 10Lg(10/0.4)=14dB精致产品 美妙生活Dainti

7、ness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点VSWR 及标称阻抗 发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果发射机的阻抗不同,要求天线的阻抗也不同。在电子管时代,一方面电子管本输出 阻抗高,另一方面低阻抗的同轴电缆还没有得到推广,流行的是特性阻抗为几百欧的平行馈线,因此发射机的输出阻抗多为几百欧姆。而现代商品固态无线电通信机 的天线标称阻抗则多为50欧姆,因此商品VSWR表也是按50欧姆设计标度的。精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点输入

8、阻抗(Impedance)天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波,天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。一般移动通信天线的输入阻抗为50。75 120精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderf

9、ul life通信研发中心2013届毕业生知识点微波通讯系统特性阻抗的种类在目前世界上的微波通讯系统一般分为两种特性阻抗一种是50欧姆系统,一种是75欧姆系统精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点VSWR衡量标准 反射系数=回波损耗 RL=,通常以dB表示,也可以作为衡量标准是是VSWR衡量标准衡量标准16-24dB是相应的是相应的RL衡量标准衡量标准告告警警产产生生的的判判定定标标准准是是的的VSWR或或7dB(+/-1dB)的的RL精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful

10、life通信研发中心2013届毕业生知识点驻波比、反射损耗和反射系数 精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点VSWR 不是1时,比较VSWR的值没有意义天线 VSWR1 说明天线系统和发信机满足匹配条件,发信机的能量可以最有效地输送到天线上,匹配的情况只有这一种。,VSWR 数值相同时,天线系统的状态有很多种可能性,因此两根天线之间仅用VSWR数值来做简单的互相比较没有太严格的意义。精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点VSWR 都

11、1不等于都是好天线VSWR1 只能说明发射机的 能量可以有效地传输到天线系统。但是这些能量是否能有效地辐射到空间,那是另一个问题。一副按理论长度作制作的偶极天线,和一副长度只有 1/20 的缩短型 天线,只要采取适当措施,它们都可能做到 VSWR1,但发射效果肯定大相径庭,不能同日而语。做为极端例子,一个50欧姆的电阻,它的VSWR十分理想 地等于1,但是它的发射效率是0。精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点影响天线效果的最重要因素:谐振 天线系统和输出阻抗为 50 欧的发信机的匹配条件是天线系统阻抗为50 欧

12、纯电阻。要满足这个条件,需要做到两点:第一,天线电路与工作频率谐振(否则天线阻抗就不是纯电阻);第二,选择适当的馈电点。精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点天线的工作频率范围天线的工作频率范围(带宽带宽)无无论论是是发发射射天天线线还还是是接接收收天天线线,它它们们总总是是在在一一定定的的频频率率范范围围内内工工作作的的,通通常常,工工作作在在中中心心频频率率时时天天线线所所能能输输送送的的功功率率最最大大,偏偏离离中中心心频频率率时时它它所所输输送送的的功功率率都都将将减减小小,据据此此可定义天线的频率带宽。

13、可定义天线的频率带宽。有几种不同的定义:有几种不同的定义:一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度;一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度;一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。在在移移动动通通信信系系统统中中是是按按后后一一种种定定义义的的,具具体体的的说说,就就是是当当天线的输入驻波比天线的输入驻波比时,天线的工作带宽。时,天线的工作带宽。精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点VSWR测试测试条件仪表:测试条件仪表:矢量网络分析仪及校准配件测试注意事项:仪表误差

14、校准件误差测试条件场地:测试条件场地:微波暗室或开阔空间驻波比典型值 1.5 精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点驻波比测试整个天馈系统的驻波比是影响因素包括:整个天馈系统的驻波比是影响因素包括:天天线线驻驻波波、馈馈线线系系统统的的插插入入损损耗耗、室室外外跳跳线线驻驻波波、馈馈线线驻驻波波、避避雷器驻波、室内超柔跳线驻波比雷器驻波、室内超柔跳线驻波比是以上所有部分驻波的综合效果。是以上所有部分驻波的综合效果。馈馈线线的的接接头头制制作作和和避避雷雷器器的的驻驻波波比比在在工工程程上上常常常常被被忽忽视视,是

15、是造造成成天馈系统驻波比升高的天馈系统驻波比升高的主要原因主要原因。防雷保护器防雷保护器主馈线(主馈线(7/87/8“)天线天线抱杆抱杆室外馈线室外馈线室内超柔馈线室内超柔馈线基站主设备基站主设备电缆长度电缆长度L50米米30米米15米米电缆损耗(dB)42.41.2回波损耗(dB)1816.415.2VSWR1.291.361.42 设设天天线线端端口口驻驻波波比比,电电缆缆的的损损耗耗4dB/1004dB/100米米,如如果果其其他他部部件件制制作作工工艺艺优优秀秀,则则可可以以算算出出不不同同电电缆缆长长度度时时在机房端口测得的驻波比如左表所示。在机房端口测得的驻波比如左表所示。精致产品

16、 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点驻波比测试电路参数评估:电路参数评估:电路参数评估:电路参数评估:保证通信质量的辅助指标保证通信质量的辅助指标保证通信质量的辅助指标保证通信质量的辅助指标电压驻波比小,提高传输效率;电压驻波比小,提高传输效率;电压驻波比小,提高传输效率;电压驻波比小,提高传输效率;隔离度尽量低,增加收发隔离,抑制自激等现象;隔离度尽量低,增加收发隔离,抑制自激等现象;隔离度尽量低,增加收发隔离,抑制自激等现象;隔离度尽量低,增加收发隔离,抑制自激等现象;交交交交调调调调指指指指标标标标优优优优良良良

17、良,避避避避免免免免3 3 3 3阶阶阶阶交交交交调调调调分分分分量量量量影影影影响响响响自自自自身身身身系系系系统统统统或或或或其其其其它系统的通话质量。它系统的通话质量。它系统的通话质量。它系统的通话质量。电路参数:电路参数:电路参数:电路参数:-按重要性顺序排列按重要性顺序排列按重要性顺序排列按重要性顺序排列 VSWRVSWR隔离度隔离度隔离度隔离度三阶交调三阶交调三阶交调三阶交调17精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点天线的驻波比天线的 VSWR 需要在天线的馈电端测量。但天线馈电点常常高悬在空中,我们

18、只能在天线电缆的下端测量 VSWR,这样测量的是包括电缆的整个天线系统的VSWR。当天线本身的阻抗确实为50欧姆纯电阻、电缆的特性阻抗也确实是50欧姆时,测出的结果是正确的。当天线阻抗不是 50 欧姆时而电缆为 50 欧姆时,测出的 VSWR 值会严重受到天线长度的影响,只有当电缆的电器长度正好为波长的整倍数时、而且电缆损耗可 以忽略不计时,电缆下端呈现的阻抗正好和天线的阻抗完全一样。但即便电缆长度是整倍波长,但电缆有损耗,例如电缆较细、电缆的电气长度达到波长的几十倍以 上,那么电缆下端测出的VSWR还是会比天线的实际VSWR低。所以,测量VSWR时,尤其在UHF以上频段,不要忽略电缆的影响。

19、精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点不对称天线偶极天线两臂不对称,或者两臂周围导电物体的影响不对称,会使谐振时的阻抗变高。但只要总电气长度保持1/2波长,不对称不是十分严重,那么虽然特性阻抗会变高,一定程度上影响 VSWR,但是实际发射效果还不至于有十分明显的恶化。当 VSWR 过高时,主要是天线系统不谐振时,因而阻抗存在很大电抗分量时,发射机末级器件可能需要承受较大的瞬间过电压。早期技术不很成熟时,高VSWR容易造成射频末级功率器件的损坏。因此,将VSWR控制在较低的数值。精致产品 美妙生活Daintiness products Wonderful life通信研发中心2013届毕业生知识点 辛苦您了,请多多指教!谢谢!王晓丹王晓丹

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