VSWR知识点.ppt

单击此处编辑,康佳学院,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,天馈系统简介,基站天线在整个网络建设中占经费比例不到,3%,，但它对网络性能的影响却超过,60%,。,在实际网优工作中，通过天线的选择与调整是简单但收效最大的方法。,强化天线的性能和品质起着四两拨千斤的作用。,天线,防雷保护器,主馈线（,7/8,“,）,馈线卡,接地装置,接头密封件,绝缘密封胶带，,PVC,绝缘胶带,天线调节支架,抱杆,室外馈线,室内超柔馈线,馈线过线窗,基站主设备,VSWR,VSWR,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,1.5,，在工作频点的电压驻波比最好小于,1.2,。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。,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,0.05,，驻波比为,1.1,。由此也可以估计一下，驻波为,2,时的回波损耗是多少（,9.5dB,），也就可以理解对于功放后级的驻波要求为何严格。,驻波比算法,当馈线和天线匹配时，馈线上没有反射波，只有入射波，即馈线上传输的只是向天线方向行进的波。这时，馈线上各处的电压幅度与电流幅度都相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就只能吸收馈线上传输的部分高频能量，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。,例如，在下图中，由于天线与馈线的阻抗不同，一个为,75,ohms，,一个为,50,ohms,，阻抗,不匹配,，其结果是,传输线,50,ohms,天线,75,ohms,辐射,9.6,W,这里的反射损耗为,10,Lg,(10/0.4)=14dB,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。,输入阻抗（,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,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,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,1.13-1.38,是,VSWR,衡量标准,16-24dB,是相应的,RL,衡量标准,告警产生的判定标准是,2.61,的,VSWR,或,7dB(+/-1dB),的,RL,驻波比、反射损耗和反射系数,VSWR,不是,1,时，比较,VSWR,的值没有意义,天线,VSWR,1,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。,VSWR,都,1,不等于都是好天线,VSWR,1,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,VSWR,1,，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,。,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。,天线的工作频率范围(带宽),无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。,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；,一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。,在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比,1.5,时，天线的工作带宽。,VSWR,测试,测试条件仪表：,矢量网络分析仪及校准配件,测试注意事项：仪表误差校准件误差,测试条件场地：,微波暗室或开阔空间,驻波比典型值 1.,5,驻波比测试,整个天馈系统的驻波比是影响因素包括：,天线驻波、馈线系统的插入损耗、室外跳线驻波、馈线驻波、避雷器驻波、室内超柔跳线驻波比,是以上所有部分驻波的综合效果。,馈线的接头制作,和,避雷器的驻波比,在工程上常常被忽视，是造成天馈系统驻波比升高的,主要原因,。,防雷保护器,主馈线（,7/8,“,）,天线,抱杆,室外馈线,室内超柔馈线,基站主设备,电缆长度,L,50,米,30,米,15,米,电缆损耗（,dB),4,2.4,1.2,回波损耗（,dB,）,18,16.4,15.2,VSWR,1.29,1.36,1.42,设天线端口驻波比,1.5,，电缆的损耗,4dB/100,米，如果其他部件制作工艺优秀，则可以算出不同电缆长度时在机房端口测得的驻波比如左表所示。,驻波比测试,电路参数评估：,保证通信质量的辅助指标,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；,交调指标优良，避免,3,阶交调分量影响自身系统或其它系统的通话质量。,电路参数：,-,按重要性顺序排列,VSWR,隔离度,三阶交调,17,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。,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。,辛苦您了，请多多指教！,谢谢！,王晓丹,