《VSWR知识点》PPT课件.ppt

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 基站天线在整个网络建设中占经费比例不基站天线在整个网络建设中占经费比例不 到到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60%60%。 在实际网优工作中，通过天线的选择与调整在实际网优工作中，通过天线的选择与调整 是简单但收效最大的方法。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 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 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。 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。 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 50ohms ，阻抗不匹配，其结果是 传输线传输线 50 ohms 天线线 75 ohms 辐辐射 9.6 W 这这里的反射损损耗为为 10Lg(10/0.4) = 14dB 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 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 Wonderful 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 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 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、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(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。 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： 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L50米30米15米 电缆损耗（dB)42.41.2 回波损耗（dB）1816.415.2 VSWR1.291.361.42 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。 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 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 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； 交调指标优良，避免交调指标优良，避免3 3阶交调分量影响自身系统或阶交调分量影响自身系统或 其它系统的通话质量。其它系统的通话质量。 电路参数：电路参数： - 按重要性顺序排列按重要性顺序排列 VSWRVSWR 隔离度隔离度 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。 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