天饋線分析儀的原理與測試

1、Slide 1 Anritsu Company 2008Slide 2 Anritsu Company 2008 Slide 3 Anritsu Company 2008 v傳輸線測量導(dǎo)論傳輸線測量導(dǎo)論v器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v測試設(shè)備和典型應(yīng)用測試設(shè)備和典型應(yīng)用v測試原理及應(yīng)用測試原理及應(yīng)用Slide 4 Anritsu Company 2008傳輸線測量導(dǎo)論傳輸線測量導(dǎo)論Site Master 傳輸線掃描測量傳輸線掃描測量v什么是傳輸線掃描測量什么是傳輸線掃描測量v為什么需要傳輸線掃描測量為什么需要傳輸線掃描測量v什么因素影響被測系統(tǒng)的品質(zhì)什么因素影響被測系統(tǒng)的品質(zhì)v如何測量我們的傳

2、輸線和天線系統(tǒng)的品質(zhì)？如何測量我們的傳輸線和天線系統(tǒng)的品質(zhì)？Slide 5 Anritsu Company 2008什么是傳輸線掃描測量什么是傳輸線掃描測量傳輸線掃描測量是一種測量傳輸線和傳輸線掃描測量是一種測量傳輸線和/或天線品質(zhì)的或天線品質(zhì)的技術(shù)方法技術(shù)方法恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用傳輸線掃描測量，可以準(zhǔn)確地測量傳輸線的損耗恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用傳輸線掃描測量，可以準(zhǔn)確地測量傳輸線的損耗和確定故障位置。和確定故障位置。為什么需要傳輸線掃描測量為什么需要傳輸線掃描測量無線通訊依賴于天線，電纜，直放站和基站的良好無線通訊依賴于天線，電纜，直放站和基站的良好表現(xiàn)表現(xiàn)當(dāng)傳輸線出現(xiàn)斷點，如，電纜破損，接頭銹蝕等信號功率將當(dāng)傳輸

3、線出現(xiàn)斷點，如，電纜破損，接頭銹蝕等信號功率將無法保障，造成無法保障，造成掉話，數(shù)據(jù)缺失或連接錯誤掉話，數(shù)據(jù)缺失或連接錯誤從運(yùn)營商的觀點來看，結(jié)果是收入損失從運(yùn)營商的觀點來看，結(jié)果是收入損失傳輸線掃描測量傳輸線掃描測量Slide 6 Anritsu Company 2008傳輸線掃描測量傳輸線掃描測量什么因素影響被測系統(tǒng)的品質(zhì)什么因素影響被測系統(tǒng)的品質(zhì)? ?1.1.電纜的故障電纜的故障電纜斷裂電纜斷裂滲水滲水2.2.接頭的故障接頭的故障銹蝕銹蝕中心導(dǎo)體連接不良中心導(dǎo)體連接不良3.3.天線的故障天線的故障偏離設(shè)計指標(biāo)偏離設(shè)計指標(biāo)運(yùn)輸途中或風(fēng)暴造成的損壞運(yùn)輸途中或風(fēng)暴造成的損壞Slide 7 An

4、ritsu Company 2008傳輸線掃描測量傳輸線掃描測量什么因素影響被測系統(tǒng)的品質(zhì)什么因素影響被測系統(tǒng)的品質(zhì)? ?4.4.傳輸線的因素：傳輸線的因素：某些傳輸線的特性可能造成射頻或微波信號的幅度損耗或品質(zhì)變壞某些傳輸線的特性可能造成射頻或微波信號的幅度損耗或品質(zhì)變壞v 某些信號的損失是不可避免的，但有一些是由于不良的結(jié)構(gòu)或安裝造成的。v 雖然傳輸線都盡量設(shè)計成能夠良好地傳輸射頻電流，但每根傳輸線都表現(xiàn)出雖然傳輸線都盡量設(shè)計成能夠良好地傳輸射頻電流，但每根傳輸線都表現(xiàn)出對信號有一定量地?fù)p耗，如對信號有一定量地?fù)p耗，如v 泄漏泄漏 v 發(fā)熱發(fā)熱v 并且部分信號會被反射回它們的發(fā)射之地并且部

5、分信號會被反射回它們的發(fā)射之地v 反射是由于不完美（或稱為失配的現(xiàn)象）造成的Slide 8 Anritsu Company 2008傳輸線掃描測量傳輸線掃描測量什么因素影響被測系統(tǒng)的品質(zhì)什么因素影響被測系統(tǒng)的品質(zhì)? ?傳輸線和天線系統(tǒng)的什么特性會影響射頻信號的質(zhì)量傳輸線和天線系統(tǒng)的什么特性會影響射頻信號的質(zhì)量插入損耗插入損耗阻抗和阻抗匹配阻抗和阻抗匹配 Slide 9 Anritsu Company 2008傳輸線掃描測量傳輸線掃描測量那么如何測量我們的傳輸線和天那么如何測量我們的傳輸線和天線系統(tǒng)的品質(zhì)？線系統(tǒng)的品質(zhì)？v 駐波比駐波比 (VSWR)v 回波損耗回波損耗 （Return Loss

6、）Slide 10 Anritsu Company 2008理想的傳輸線系統(tǒng)理想的傳輸線系統(tǒng) Zs = ZoZoVrefl 反射信號為= 0! (全部入射能量被負(fù)載吸收)VincZo = 傳輸線特征阻抗全部信號能量傳至終端負(fù)載全部信號能量傳至終端負(fù)載Z。理想傳輸線系統(tǒng)的表現(xiàn)就像一根無限遠(yuǎn)的傳輸線理想傳輸線系統(tǒng)的表現(xiàn)就像一根無限遠(yuǎn)的傳輸線Slide 11 Anritsu Company 2008傳輸線傳輸線 Zs = ZoVreflVinc當(dāng)連接開路或短路器，所有入射能量均被反射回源處當(dāng)連接開路或短路器，所有入射能量均被反射回源處In-phase (0o) for open, out-of-ph

7、ase (180o) for short以開路以開路/短路器進(jìn)行終結(jié)短路器進(jìn)行終結(jié)Slide 12 Anritsu Company 2008實際傳輸線系統(tǒng)實際傳輸線系統(tǒng) Vrefl絕大多數(shù)能量被傳播出去，而部分能量將被反射回信號源絕大多數(shù)能量被傳播出去，而部分能量將被反射回信號源Zs = ZoZL = 25 WVinc當(dāng)以當(dāng)以25歐姆的電阻終結(jié)歐姆的電阻終結(jié)Slide 13 Anritsu Company 2008反射測量的各種表示摘要反射測量的各種表示摘要無反射無反射(終端阻抗終端阻抗 = Zo)全反射時全反射時(終端阻抗終端阻抗 = 開路開路, 短路短路) dB0 dBRLVSWRr r1

8、01回波損耗回波損耗 = -20 log(r), =rGEmaxEmin=1 + r1 - r電壓駐波比電壓駐波比=EmaxEmin反射系數(shù)反射系數(shù)G=V反射V入射=rF=ZL-ZOZL+OZSlide 14 Anritsu Company 2008網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)說明參數(shù)說明S11 = 前向反射系數(shù) (input match)S22 = 后向反射系數(shù) (output match)S21 = 前向傳輸系數(shù) (gain or loss)S12 = 后向傳輸系數(shù) (isolation)是一個復(fù)數(shù)可以用線性數(shù)值表示也可以用dB表示一般一般dB表示。它便于描述大范圍的數(shù)值。表示。它便于描述大范圍的數(shù)值。

9、例如: S21是指被測網(wǎng)絡(luò)的增益或損耗S參數(shù)Slide 15 Anritsu Company 2008a1a2b1b2S21第一個數(shù)字第一個數(shù)字 表征當(dāng)前信號表征當(dāng)前信號的去向的去向(to)第二個數(shù)字第二個數(shù)字 表征當(dāng)前信表征當(dāng)前信號從哪里加入號從哪里加入(from)信號流向信號流向信號流向信號流向端口端口1端口端口2S S參數(shù)表征參數(shù)表征Slide 16 Anritsu Company 2008Port 1Port 2入射入射入射入射傳輸傳輸傳輸傳輸反射反射反射反射S21S12S22S11S參數(shù)參數(shù)S11 = 前向反射系數(shù) (輸入匹配)S22 = 反向反射系數(shù) (輸出匹配)S21 = 前向傳

10、輸系數(shù) (增益或損耗)S12 = 反向傳輸系數(shù) (隔離)Slide 17 Anritsu Company 2008頻率域的反射測量頻率域的反射測量 回波損耗 (dB)電壓駐波比VSWR時域（距離域）反射響應(yīng)DUT入射入射Incident反射反射Reflected透射透射Transmitted反射響應(yīng)反射響應(yīng) = 反射反射 / 入射入射反射響應(yīng)表示方式（參數(shù)）反射響應(yīng)表示方式（參數(shù)）Slide 18 Anritsu Company 2008時間（距離）域測量響應(yīng)時間（距離）域測量響應(yīng) DUT入射入射Incident反射反射Reflected入射入射Incidentt1t2t3R1R2R3time

11、Time反射反射Reflectedt1t2t300R1R2R3距離=時間速度TDR時域反射測量Slide 19 Anritsu Company 2008FDR（頻域反射計）頻域反射計） -35-30-25-20-15-10-5800810820830840850860870880890900Return Loss800 - 900 MHz (cal on)dBMHzM1M2Del M1-M2: 7.07 dB, 61.63 Feet-45-40-35-30-25-20-15-10-5050100Distance To Fault0 - 150 Feet (cal on)Return Loss

12、(dB)FeetM1: -27.33 dB 46.51 FeetM2: -20.26 dB 108.14 Feet頻率掃描測量曲線頻率掃描測量曲線頻率域測量頻率域測量時間域測量時間域測量傅立葉逆變換傅立葉逆變換時間時間/ /距離測量曲線距離測量曲線Slide 20 Anritsu Company 2008v傳輸線測量導(dǎo)論傳輸線測量導(dǎo)論v器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v測試設(shè)備和典型應(yīng)用測試設(shè)備和典型應(yīng)用v測試原理及應(yīng)用測試原理及應(yīng)用Slide 21 Anritsu Company 2008器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v影響您的系統(tǒng)信號質(zhì)量的主要因素有那些？ v 射頻信號頻率射頻信號頻率v 射頻信

13、號功率射頻信號功率v 傳輸線類型傳輸線類型v 傳輸線長度傳輸線長度v 電纜型號電纜型號v 電纜尺寸電纜尺寸v 接頭特性接頭特性v 天線特性天線特性v 安裝質(zhì)量安裝質(zhì)量 入射反射透射光波光波射頻電磁波射頻電磁波透射反射入射Slide 22 Anritsu Company 2008器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v信號頻率信號頻率v信號頻率的不同對于整個傳輸系統(tǒng)的影響則不同，信號頻率的不同對于整個傳輸系統(tǒng)的影響則不同， 具體表現(xiàn)為頻率越高具體表現(xiàn)為頻率越高, ,高頻損耗也越高，相應(yīng)地對系高頻損耗也越高，相應(yīng)地對系 統(tǒng)的抗干擾能力要求也越高。統(tǒng)的抗干擾能力要求也越高。Slide 23 Anritsu C

14、ompany 2008器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v傳輸線傳輸線 (同軸電纜同軸電纜)v 傳輸線是連接發(fā)射極和天線的中間媒介傳輸線是連接發(fā)射極和天線的中間媒介v 信號的特征決定傳輸線類型的選擇信號的特征決定傳輸線類型的選擇v例如微波系統(tǒng)，蜂窩移動系統(tǒng)，廣播電視系統(tǒng)等。例如微波系統(tǒng)，蜂窩移動系統(tǒng)，廣播電視系統(tǒng)等。v兩種典型的傳輸線類型兩種典型的傳輸線類型v同軸電纜用于同軸電纜用于3000 MHz (3.0 GHz)以下的系統(tǒng)以下的系統(tǒng)v波導(dǎo)用于波導(dǎo)用于3000 MHz (3.0 GHz)以上的系統(tǒng)以上的系統(tǒng)Slide 24 Anritsu Company 2008器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v電

15、纜類型電纜類型v兩種不同類型的同軸電纜兩種不同類型的同軸電纜v泡沫介質(zhì)填充泡沫介質(zhì)填充v氣體填充氣體填充v填充介質(zhì)特性影響電纜的損耗填充介質(zhì)特性影響電纜的損耗v氣體的氣體的“損耗損耗”最小最小v但氣體填充需要保持氣壓，防止潮氣侵入但氣體填充需要保持氣壓，防止潮氣侵入Slide 25 Anritsu Company 2008器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v電纜口徑電纜口徑v傳輸射頻信號的電纜的口徑應(yīng)如何確定：傳輸射頻信號的電纜的口徑應(yīng)如何確定：v信號總功率信號總功率v傳輸?shù)木嚯x傳輸?shù)木嚯xv信號的頻率信號的頻率v功率越大，電纜口徑需要越大功率越大，電纜口徑需要越大v距離越遠(yuǎn)，電纜口徑需要越大距離越遠(yuǎn)

16、，電纜口徑需要越大v頻率越高，電纜口徑需要越大頻率越高，電纜口徑需要越大Slide 26 Anritsu Company 2008器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v接頭接頭v正確地安裝和連接接頭是嚴(yán)峻的問題正確地安裝和連接接頭是嚴(yán)峻的問題 v接頭本身是影響系統(tǒng)接頭本身是影響系統(tǒng)“損耗損耗”重要因素重要因素v同時，漏水，銹蝕或其他因素都有可能造成射頻信號質(zhì)同時，漏水，銹蝕或其他因素都有可能造成射頻信號質(zhì)量下降量下降v接頭匹配程度也會造成損耗接頭匹配程度也會造成損耗Slide 27 Anritsu Company 2008器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v天線系統(tǒng)天線系統(tǒng)v 天線的選擇確定：天線的選擇確定

17、：v工作頻帶寬度工作頻帶寬度v功率容限功率容限v阻抗阻抗v增益增益v天線方向性天線方向性v極化極化v天線駐波比天線駐波比Slide 28 Anritsu Company 2008 v傳輸線測量導(dǎo)論傳輸線測量導(dǎo)論v器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v測試設(shè)備和典型應(yīng)用測試設(shè)備和典型應(yīng)用v測試原理及應(yīng)用測試原理及應(yīng)用Slide 29 Anritsu Company 2008測試應(yīng)用舉例測試應(yīng)用舉例測試設(shè)備和典型應(yīng)用測試設(shè)備和典型應(yīng)用1、移動基站天饋線系統(tǒng)安裝測試、移動基站天饋線系統(tǒng)安裝測試2、PHS基站天饋線系統(tǒng)安裝測試基站天饋線系統(tǒng)安裝測試3、4GHz以下的的發(fā)射接受機(jī)饋線系統(tǒng)測試以下的的發(fā)射接受機(jī)饋

18、線系統(tǒng)測試4、天線或設(shè)備（無源模塊）接口駐波、回?fù)p、端口匹配測試、天線或設(shè)備（無源模塊）接口駐波、回?fù)p、端口匹配測試5、天饋線系統(tǒng)故障定位、天饋線系統(tǒng)故障定位6、無線室內(nèi)分布系統(tǒng)安裝測試、無線室內(nèi)分布系統(tǒng)安裝測試7、無線室內(nèi)分布系統(tǒng)故障定位、無線室內(nèi)分布系統(tǒng)故障定位8、。、。Slide 30 Anritsu Company 2008 v傳輸線測量導(dǎo)論傳輸線測量導(dǎo)論v器件特征和表現(xiàn)器件特征和表現(xiàn)v測試設(shè)備和典型應(yīng)用測試設(shè)備和典型應(yīng)用v測試原理及應(yīng)用測試原理及應(yīng)用Slide 31 Anritsu Company 2008基本測試原理及應(yīng)用基本測試原理及應(yīng)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)校準(zhǔn): 開路開路,短路短路,負(fù)載負(fù)載,對接對接測量前測量前必須必須進(jìn)行操作進(jìn)行操作校準(zhǔn)校準(zhǔn)儀表端口儀表端口被測件端口被測件端口ABSlide 32 Anritsu Company 2008基本測試原理及應(yīng)用基本測試原理及應(yīng)用v 反射測量反射測量- 反射系數(shù)反射系數(shù) r r = Vr / Vi- SWR 駐波比駐波比 SWR = (1+ r r ) / (1- r r)- RL(Return Loss) 回波損耗回波損耗 RL=-20lg r r - Cable Loss 電纜損耗