VSWR知識點(diǎn).ppt

1、VSWR知識點(diǎn)小結(jié),天饋系統(tǒng)簡介,基站天線在整個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中占經(jīng)費(fèi)比例不到3%，但它對網(wǎng)絡(luò)性能的影響卻超過60%。 在實(shí)際網(wǎng)優(yōu)工作中，通過天線的選擇與調(diào)整是簡單但收效最大的方法。強(qiáng)化天線的性能和品質(zhì)起著四兩撥千斤的作用。,天線,VSWR,VSWR電壓駐波比在無線電通信中，天線與饋線的阻抗不匹配或天線與發(fā)信機(jī)的阻抗不匹配，高頻能量就會在天線產(chǎn)生反射波，反射波和入射波在天饋系統(tǒng)匯合產(chǎn)生駐波。為了表征和測量天饋系統(tǒng)中的駐波特性，也就是天線中正向波與反射波的情況，建立了“駐波比”這一概念，住波比的計算公式為SWR=R/r=(1+K)/(1-K)，其中反射系數(shù)K=(R-r)/(R+r) ，K為負(fù)值時表明相

2、位相反，R和r分別是輸出阻抗和輸入阻抗。當(dāng)兩個阻抗數(shù)值一樣時，即達(dá)到完全匹配，反射系數(shù)K等于0，駐波比為1。這是一種理想的狀況，實(shí)際上總存在反射，所以駐波比總是大于1的。駐波比是檢驗(yàn)饋線傳輸效率的依據(jù)，電壓駐波比要小于1.5，在工作頻點(diǎn)的電壓駐波比最好小于1.2。電壓駐波比過大，將縮短通信距離，反射功率將返回發(fā)射機(jī)功放部分，容易燒壞功放管，影響通信系統(tǒng)正常工作。,回波損耗,回波損耗也是射頻上用得比較多得一個名詞，它和前面得反射系數(shù)、駐波比都是用來反映端口得匹配狀況的?；夭〒p耗表示端口的反射波的功率與入射波功率之比?；夭〒p耗與反射系數(shù)的關(guān)系為： 回波損耗20log（） 由公式可以計算：回波損耗為

3、26dB時，對應(yīng)的反射系數(shù)為0.05，駐波比為1.1。由此也可以估計一下，駐波為2時的回波損耗是多少（9.5dB），也就可以理解對于功放后級的駐波要求為何嚴(yán)格。,駐波比算法,當(dāng)饋線和天線匹配時，饋線上沒有反射波，只有入射波，即饋線上傳輸?shù)闹皇窍蛱炀€方向行進(jìn)的波。這時，饋線上各處的電壓幅度與電流幅度都相等，饋線上任意一點(diǎn)的阻抗都等于它的特性阻抗。而當(dāng)天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時，負(fù)載就只能吸收饋線上傳輸?shù)牟糠指哳l能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量將反射回去形成反射波。 例如，在下圖中，由于天線與饋線的阻抗不同，一個為75 ohms，一個為50ohms ，阻抗不匹

4、配，其結(jié)果是,這里的反射損耗為 10Lg(10/0.4) = 14dB,VSWR 及標(biāo)稱阻抗,發(fā)射機(jī)與天線匹配的條件是兩者阻抗的電阻分量相同、 感抗部分互相抵消。 如果發(fā)射機(jī)的阻抗不同，要求天線的阻抗也不同。在電子管時代，一方面電子管本輸出 阻抗高，另一方面低阻抗的同軸電纜還沒有得到推廣，流行的是特性阻抗為幾百歐的平行饋線，因此發(fā)射機(jī)的輸出阻抗多為幾百歐姆。而現(xiàn)代商品固態(tài)無線電通信機(jī) 的天線標(biāo)稱阻抗則多為50歐姆， 因此商品VSWR表也是按50歐姆設(shè)計標(biāo)度的。,輸入阻抗（Impedance）,天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值。 天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻

5、且等于饋線的特性阻抗，這時饋線終端沒有功率反射，饋線上沒有駐波，天線的輸入阻抗隨頻率的變化比較平緩。天線的匹配工作就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量，使電阻分量盡可能地接近饋線的特性阻抗。匹配的優(yōu)劣一般用四個參數(shù)來衡量即反射系數(shù)，行波系數(shù)，駐波比和回波損耗，四個參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系，使用那一個純出于習(xí)慣。在我們?nèi)粘＞S護(hù)中，用的較多的是駐波比和回波損耗。一般移動通信天線的輸入阻抗為50。 75 120,微波通訊系統(tǒng)特性阻抗的種類,在目前世界上的微波通訊系統(tǒng)一般分為兩種特性阻抗 一種是50歐姆系統(tǒng)， 一種是75歐姆系統(tǒng),VSWR衡量標(biāo)準(zhǔn),反射系數(shù) = 回波損耗 RL = ,通常以dB表示，也可以

6、作為衡量標(biāo)準(zhǔn),1.13-1.38是VSWR衡量標(biāo)準(zhǔn) 16-24dB是相應(yīng)的RL衡量標(biāo)準(zhǔn) 告警產(chǎn)生的判定標(biāo)準(zhǔn)是2.61的VSWR或7dB(+/-1dB)的RL,駐波比、反射損耗和反射系數(shù),VSWR 不是1時，比較VSWR的值沒有意義,天線 VSWR1 說明天線系統(tǒng)和發(fā)信機(jī)滿足匹配條件，發(fā)信機(jī)的能量可以最有效地輸送到天線上，匹配的情況只有這一種。 ，VSWR 數(shù)值相同時，天線系統(tǒng)的狀態(tài)有很多種可能性，因此兩根天線之間僅用VSWR數(shù)值來做簡單的互相比較沒有太嚴(yán)格的意義。,VSWR 都1不等于都是好天線,VSWR1 只能說明發(fā)射機(jī)的 能量可以有效地傳輸?shù)教炀€系統(tǒng)。但是這些能量是否能有效地輻射到空間，那

7、是另一個問題。一副按理論長度作制作的偶極天線，和一副長度只有 1/20 的縮短型 天線，只要采取適當(dāng)措施，它們都可能做到 VSWR1，但發(fā)射效果肯定大相徑庭，不能同日而語。做為極端例子，一個50歐姆的電阻，它的VSWR十分理想 地等于1，但是它的發(fā)射效率是0。,影響天線效果的最重要因素：諧振,天線系統(tǒng)和輸出阻抗為 50 歐的發(fā)信機(jī)的匹配條件是天線系統(tǒng)阻抗為50 歐純電阻。要滿足這個條件，需要做到兩點(diǎn)： 第一，天線電路與工作頻率諧振（否則天線阻抗就不是純電阻）； 第二，選擇適當(dāng)?shù)酿侂婞c(diǎn)。,天線的工作頻率范圍(帶寬),無論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的頻率范圍內(nèi)工作的，通常，工作在中心頻

8、率時天線所能輸送的功率最大，偏離中心頻率時它所輸送的功率都將減小，據(jù)此可定義天線的頻率帶寬。 有幾種不同的定義： 一種是指天線增益下降三分貝時的頻帶寬度； 一種是指在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度。 在移動通信系統(tǒng)中是按后一種定義的，具體的說，就是當(dāng)天線的輸入駐波比1.5時，天線的工作帶寬。,VSWR測試,測試條件儀表： 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及校準(zhǔn)配件 測試注意事項(xiàng)：儀表誤差校準(zhǔn)件誤差 測試條件場地： 微波暗室或開闊空間 駐波比典型值 1.5,駐波比測試,整個天饋系統(tǒng)的駐波比是影響因素包括： 天線駐波、饋線系統(tǒng)的插入損耗、室外跳線駐波、饋線駐波、避雷器駐波、室內(nèi)超柔跳線駐波比 是以上所有部分駐波的

9、綜合效果。 饋線的接頭制作和避雷器的駐波比在工程上常常被忽視，是造成天饋系統(tǒng)駐波比升高的主要原因。,設(shè)天線端口駐波比1.5，電纜的損耗4dB/100米，如果其他部件制作工藝優(yōu)秀，則可以算出不同電纜長度時在機(jī)房端口測得的駐波比如左表所示。,駐波比測試,電路參數(shù)評估： 保證通信質(zhì)量的輔助指標(biāo) 電壓駐波比小，提高傳輸效率； 隔離度盡量低，增加收發(fā)隔離，抑制自激等現(xiàn)象； 交調(diào)指標(biāo)優(yōu)良，避免3階交調(diào)分量影響自身系統(tǒng)或其它系統(tǒng)的通話質(zhì)量。,電路參數(shù)： - 按重要性順序排列 VSWR 隔離度 三階交調(diào),17,天線的駐波比,天線的 VSWR 需要在天線的饋電端測量。但天線饋電點(diǎn)常常高懸在空中，我們只能在天線電

10、纜的下端測量 VSWR，這樣測量的是包括電纜的整個天線系統(tǒng)的VSWR。當(dāng)天線本身的阻抗確實(shí)為50歐姆純電阻、電纜的特性阻抗也確實(shí)是50歐姆時，測出的結(jié)果是正確的。 當(dāng)天線阻抗不是 50 歐姆時而電纜為 50 歐姆時，測出的 VSWR 值會嚴(yán)重受到天線長度的影響，只有當(dāng)電纜的電器長度正好為波長的整倍數(shù)時、而且電纜損耗可 以忽略不計時，電纜下端呈現(xiàn)的阻抗正好和天線的阻抗完全一樣。但即便電纜長度是整倍波長，但電纜有損耗，例如電纜較細(xì)、電纜的電氣長度達(dá)到波長的幾十倍以 上，那么電纜下端測出的VSWR還是會比天線的實(shí)際VSWR低。 所以，測量VSWR時，尤其在UHF以上頻段，不要忽略電纜的影響。,不對稱天線,偶極天線兩臂不對稱，或者兩臂周圍導(dǎo)電物體的影響不對稱，會使諧振時的阻抗變高。但只要總電氣長度保持1/2波長，不對稱不是十分嚴(yán)重，那么雖然特性阻抗會變高，一定程度