移動(dòng)通信用饋線及接頭

《4G-LTE基站建設(shè)》課程主講：李雪老師通信技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院移動(dòng)通信用饋線及接頭目錄移動(dòng)通信用饋線及接頭033.移動(dòng)通信用饋線及接頭【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解通信傳輸線的基本知識(shí)。了解移動(dòng)通信用饋線、接頭及無(wú)源器件?！局R(shí)要點(diǎn)】通信傳輸線的基本知識(shí)。移動(dòng)通信用饋線、接頭及無(wú)源器件。3.移動(dòng)通信用饋線及接頭2.3.1通信傳輸線的基本知識(shí)1.各類傳輸線的特點(diǎn)我們假設(shè)傳輸線是均勻的，且不彎曲的，無(wú)限長(zhǎng)，無(wú)損耗的情況下，我們分析各類傳輸線的特點(diǎn)：（1）平行雙線平行雙線是微波傳輸線的最一般形式。在較低的頻率上使用這種開(kāi)放的系統(tǒng)是可以的，但是當(dāng)頻率很高，即當(dāng)信號(hào)波長(zhǎng)與雙導(dǎo)體線截面尺寸以及雙線間距離可比擬時(shí)，雙線的輻射損耗急劇增加，傳輸效果明顯變差，因此真正用于微波段的傳輸線多為封閉系統(tǒng)。特點(diǎn)：成本低，安裝方便，多用于電視接收機(jī)上的饋線，工作頻率低。（2）同軸線同軸線是一種應(yīng)用非常廣泛的雙線傳輸線，最大優(yōu)點(diǎn)是外導(dǎo)線圓筒可以完善的屏蔽周?chē)姶艌?chǎng)對(duì)同軸線本身的干擾和同軸線本身傳送信號(hào)向周?chē)臻g的泄漏。同時(shí)，由于其導(dǎo)電面積比雙線傳輸線大得多，因此降低了導(dǎo)體的熱損耗。但當(dāng)工作頻率升高時(shí)，同軸線橫向尺寸要相應(yīng)減小，內(nèi)導(dǎo)體損耗增加，傳輸?shù)墓β室彩艿较拗?。特點(diǎn)：抗干擾，損耗低，工作頻帶寬，工作頻率較高。（3）金屬波導(dǎo)波導(dǎo)是微波傳輸線的一種典型類型，它已不再是普通電路意義上的傳輸線。雖然電磁波在波導(dǎo)中的傳播特性仍然符合傳輸線的概念和規(guī)律，但是深入研究導(dǎo)行電磁波在波導(dǎo)中的存在模式及條件、橫向分布規(guī)律等問(wèn)題，必須從場(chǎng)的角度根據(jù)電磁場(chǎng)基本方程來(lái)分析研究。常用的金屬波導(dǎo)有矩形波導(dǎo)和圓形波導(dǎo)。特點(diǎn)：損耗小，功率容量大，工作頻帶窄，工作頻率高。3.移動(dòng)通信用饋線及接頭（4）微帶線受晶體管印刷電路制作技術(shù)影響，提出并實(shí)現(xiàn)了這種半開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的傳輸線。特點(diǎn)：體積小，重量輕，工作頻帶寬，缺點(diǎn)是損耗大，功率容量小，用于小功率傳輸系統(tǒng)。2.所傳輸電磁波的模式（波型）（1）TEM波（橫電磁波）：在傳播方向上沒(méi)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分量，即電磁場(chǎng)完全分布在橫截面內(nèi)。（平行雙線、同軸線）（2）TM波（橫磁波/E波/電波）：在傳播方向上只有電場(chǎng)分量而無(wú)磁場(chǎng)分量，即磁場(chǎng)完全分布在橫截面內(nèi)。（3）TE波（橫電波/M波/磁波）：在傳播方向上只有磁場(chǎng)分量而無(wú)電場(chǎng)分量，即電場(chǎng)完全分布在橫截面內(nèi)。對(duì)于一個(gè)傳輸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不管電磁場(chǎng)分布多么復(fù)雜，我們都可以把它看成是用幾個(gè)甚至很多個(gè)上述模式的適當(dāng)輻度和相位組合的結(jié)果。因此傳輸系統(tǒng)中可能存在的模式不會(huì)超出以上三種類型。當(dāng)然，在條件合適的情況下，傳輸系統(tǒng)中有可能只存在一種具體的模式，這時(shí)場(chǎng)分布情況就比較簡(jiǎn)單。導(dǎo)行電磁波的傳輸形態(tài)受導(dǎo)體或介質(zhì)邊界條件的約束，邊界條件和邊界形狀決定了導(dǎo)行波的電磁場(chǎng)分布規(guī)律、存在條件以及傳播特性。圖2-3-1幾種常見(jiàn)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)3.移動(dòng)通信用饋線及接頭2.3.2饋線1.饋線的定義及分類天饋系統(tǒng)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵的部分，包含天線和與之相連傳輸信號(hào)的饋線和無(wú)源器件。饋線是通信用的電纜，一般用于基站設(shè)備中的BTS連接天線用。圖2-3-2典型饋線的外觀3.移動(dòng)通信用饋線及接頭我們常用的饋線一般分為8D、1/2普饋、1/2超柔、7/8、7/16、13/8和泄漏電纜（13/8，5/4）。其中，8D、1/2超柔，主要用作跳線；室內(nèi)分布中信號(hào)傳輸一般使用1/2和7/8饋線，7/8基站上用的多，13/8偶爾會(huì)在大型場(chǎng)所作為主干用。泄漏電纜一般在隧道等用的多。移動(dòng)通信饋線主要采用1/2英寸饋線和7/8英寸饋線，它們的相關(guān)應(yīng)用參數(shù)如表2-3-1所示：2.饋線結(jié)構(gòu)（同軸電纜）圖2-3-3饋線結(jié)構(gòu)示意圖3.移動(dòng)通信用饋線及接頭饋線類型1/2英寸饋線7/8英寸饋線內(nèi)導(dǎo)體外徑尺寸（mm）4.8mm9mm外導(dǎo)體外徑尺寸（mm）13.7mm24.7mm絕緣套外徑16mm27.75mm特性阻抗（）50阻抗（）50阻抗（）頻率上限（GHz）<8<5一次最小彎曲半徑（mm）<70mm<120mm900MHz：百米損耗（dB）<6.88<3.872000MHz：百米損耗（dB）<10.7<6.1表2-3-1移動(dòng)通信饋線3.移動(dòng)通信用饋線及接頭2.3.3饋線接頭和轉(zhuǎn)換頭的種類1.饋線接頭饋線與設(shè)備以及不同類型線纜之間一般采用可拆卸的射頻連接器（接頭）進(jìn)行連接。常見(jiàn)的接頭有以下幾種：（1）DIN型DIN型接頭常用于宏基站射頻輸出口，適用的頻率范圍為0-11GHz，。（2）N型適用的頻率范圍為0-11GHz，用于中小功率的具有螺紋連接機(jī)構(gòu)的同軸電纜連接。這是室內(nèi)分布中應(yīng)用最為廣泛的一種接頭，具備良好的力學(xué)性能，可以配合大部分的饋線使用。（3）BNC/TNC接頭BNC接頭：適用的頻率范圍為0-4GHz，是用于低功率的具有卡口連接機(jī)構(gòu)的同軸電纜接頭。這種接頭可以快速連接和分離，具有連接可靠、抗振性好、連接和分離方便等特點(diǎn)，適合頻繁連接和分離的場(chǎng)合，廣泛應(yīng)用于無(wú)線電設(shè)備和測(cè)試儀表中連接同軸射頻電纜。TNC接頭：是BNC接頭的變形，采用螺紋連接機(jī)構(gòu)，用于無(wú)線電設(shè)備和測(cè)試儀表中連接同軸電纜。其適用的頻率范圍為0-11GHz。(4)SMA接頭適用的頻率范圍為0-18GHz，是超小型的、適合半硬或者柔軟射頻同軸電纜的連接，具有尺寸小、性能優(yōu)越、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。但是超小型的接頭在工程中容易被損壞，適合要求高性能的微波應(yīng)用場(chǎng)合，如微波設(shè)備的內(nèi)部連接。3.移動(dòng)通信用饋線及接頭(5)反型接頭通常是一對(duì)：公頭采用內(nèi)螺紋聯(lián)接，母頭采用外螺紋聯(lián)接，但有些接頭與之相反，即公頭采用外螺紋聯(lián)接，母頭采用內(nèi)螺紋聯(lián)接，這些都統(tǒng)稱為反型連接器。例如某些WLAN的AP設(shè)備的外接天線接口就采用了反型SMA頭。舉例如圖2-3-4所示，7/16型接頭系列產(chǎn)品專門(mén)為移動(dòng)通信系統(tǒng)室外基站設(shè)計(jì)，具有使用功率大、功耗低、工作電壓高以及良好的防水性能等特點(diǎn)，能適合各種環(huán)境下的使用，安裝方便，鏈接可靠。如圖2-3-5所示，N型連接器是一種具有螺紋連接結(jié)構(gòu)的中大功率連接器，抗震性強(qiáng)、可靠性高、電氣性能優(yōu)良等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于振動(dòng)和惡劣環(huán)境條件下的無(wú)線電設(shè)備以及移動(dòng)通信室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)和室外基站中。圖2-3-47/16型接頭系列圖2-3-5N型接頭系列3.移動(dòng)通信用饋線及接頭2.轉(zhuǎn)換頭（轉(zhuǎn)接器）我們常用的1/2饋線頭即為N型J頭，又稱N-J頭而室分中常用的7/8頭為DIN-NJ頭，即接饋線端為DIN大小、輸出端為NJ頭的饋線頭應(yīng)該是1/2"DIN型公頭，分開(kāi)說(shuō)的，前面說(shuō)饋線端，后面N和DIN說(shuō)頭，DIN頭是用來(lái)接基站的，耦合基站的時(shí)候用；N頭是室分的。根據(jù)線徑來(lái)，又分公母頭，公頭和母頭的識(shí)別方法如圖2-3-6所示，主要有J、K、N、D等，室內(nèi)分布中還會(huì)用到SMA，就是基站和光纖設(shè)備上經(jīng)?？吹降男〉狞S顏色的那種。圖2-3-6公頭和母頭的識(shí)別方法3.移動(dòng)通信用饋線及接頭常見(jiàn)的型號(hào)如表2-3-2所示。表2-3-2常見(jiàn)連接器型號(hào)器件型號(hào)別名1/2-NJ型連接器公頭7/8-NJ型連接器公頭1/2-NK型連接器母頭7/8-NK型連接器母頭NJKW轉(zhuǎn)接頭直角轉(zhuǎn)接頭/彎頭N型J-J轉(zhuǎn)接頭公轉(zhuǎn)公N型K-K轉(zhuǎn)接頭母轉(zhuǎn)母NJ-DINJ型轉(zhuǎn)接器N公轉(zhuǎn)DIN公NJ-DINK型轉(zhuǎn)接器N公轉(zhuǎn)DIN母3.移動(dòng)通信用饋線及接頭8D饋線接地用圓柱形N-50KK直通頭進(jìn)行饋線接地，即將8D饋線截?cái)?，饋線截?cái)喽司€頭分別制作N-J8C接頭，中間用N-50KK直通頭串接，再用喉箍把地線銅蕊線固定在直通頭上。(1)主機(jī)/分機(jī)、天線、耦合器、功分器接口為N-K座，饋線為N-J頭；(2)饋線接頭與主機(jī)/分機(jī)、天線、耦合器連接口連接時(shí)，距離饋線接頭必須保持50mm長(zhǎng)的饋線為直出，方可轉(zhuǎn)彎；(3)饋線接頭與主機(jī)/分機(jī)、天線、耦合器連接口連接時(shí)，必須可靠，接頭進(jìn)絲順暢，不要死扭。饋線轉(zhuǎn)彎半徑：7/8饋線大于120mm，1/2饋線大于70mm，8D饋線大于50mm；（注：J公頭；K母頭），天線的接頭形式（N型公頭/母頭、7/16DIN頭），另外，光纖上用的接頭俗稱法蘭。2.3.4天饋系統(tǒng)無(wú)源器件天饋系統(tǒng)常用的無(wú)源器件主要有：功分器、耦合器、無(wú)源合路器、電橋等。（1）功分器：進(jìn)行功率分配的器件。有二功分、三功分、四功分等，如圖2-3-7所示。圖2-3-7功分器示意圖3.移動(dòng)通信用饋線及接頭（2）耦合器：從主干道