室内分布系统无源器件培训-集团2017年

追求完美追求和谐追求完美追求和谐无源器件培训－－天馈事业部2009年7月追求完美追求和谐一、无源器件概述二、无源器件电气指标的定义三、腔体器件与微带器件的比较四、无源器件的工艺要求五、室内分布系统应用案例六、室内分布系统功分器的选择目录追求完美追求和谐一、无源器件概述无源器件分为线性器件与非线性器件。线性无源器件又有互易与非互易之分。线性互易元件只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性，并满互易原理。通常我们所说的工程用无源器件指的都是线性互易元件。追求完美追求和谐线性互易元件树状图一、无源器件概述线性互易元件功率分配器件微波滤波器件微波谐振器件连接匹配元件功分器微波分支器耦合器双工器合路器终端负载衰减器微带腔体微带腔体匹配负载短路负载失配负载定向同轴同轴线匹配负载微带匹配负载阻抗匹配元件追求完美追求和谐二、无源器件－功分器功率分配器的定义功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器通常为能量的等值分配，通过阻抗变换线的级联与隔离电阻的搭配，具有很宽的频带特性。功分器基本分配路数为2路、3路和4路，通过它们的级联可以形成多路功率分配。追求完美追求和谐功分器的产品种类800MHz~2500MH宽频腔体功分器800MHz~2500MH宽频微带功分器二、无源器件－功分器追求完美追求和谐功分器的典型指标名称宽频腔体功分器型号RD-52N/NP-F2RD-53N/NP-F2RD-54N/NP-F2频率范围800~2500MHz分配损耗3dB4.8dB6dB插损≤0.2dB≤0.2dB≤0.2dB驻波比（输入端口）≤1.2:1功率容量200W阻抗50Ω接头N-K体积210×61×25mm233×61×25mm233×61×43mm重量0.3kg0.44kg0.50kg环境温度-35℃~+75℃相对湿度≤95%宽频腔体功分器RD-52（3，4）N/NP-F2：二、无源器件－功分器追求完美追求和谐电气指标参数说明插入损耗：器件直通损耗，其计算公式为所有路数的输出功率之和与输入功率的比值，或单路的实际直通损耗减去理想的分配损耗，一般理想分配损耗由下式获得：理想分配损耗（dB)=10log(1/N)N为功分器路数功分器种类插损分配损耗总损耗二功分0.2533.25三功分0.34.85.1四功分0.566.5八功分0.899.8二、无源器件－功分器追求完美追求和谐隔离度：当主路接匹配负载时，各输出口的对端隔离。幅度平衡：指频带内所有输出端口之间的幅度误差最大值。驻波比：指沿着信号传输方向的电压最大值和相邻电压最小值之间的比率。注:驻波比和回波损耗是描述器件同一电气指标的两种不同的表达方式。VSWR1.201.221.251.301.351.401.50回波损耗(dB)21201917.616.615.614电气指标参数说明二、无源器件－功分器追求完美追求和谐在分布系统中，功分器作为下行信号来说是个功率分配器，对上行信号来讲又是个(小信号)合路器。功率分配器上标注的功率是指输入端口的最大输入功率，而作为(小信号)合路器来讲，不能在输出端口按标注的功率输入信号。功分器的功率容量、承载功率与输入功率二、无源器件－功分器追求完美追求和谐功分器为什么不能作大功率合路器使用？一般来讲，功分器也可以作合路器使用。区别在于承受的功率不同。以二功分器为例说明。如图：作为功分器来讲，信号从IN输入，当信号到达A、B二点时为同频同相信号。所以R上无电流流过即无功率损耗。信号被平均分配到out1和out2上。而此时的功率容量主要取决于微带线承载的功率。当然R值的选取还应考虑out端开路、短路情况。INout2Bout1A二、无源器件－功分器追求完美追求和谐而上图作为合路器来讲，信号分别从out1和out2输入。由于out1和out2是两个不同的信号源，它们在A、B两点的频率和相位均不相同。此时R上就有电流流过。经理论计算（可参考：微带电路设计原理）R上承载的功率是1/2out1＋1/2out2。如果out1和out2分别输入10W功率，那么R至少要选10W以上的功率电阻。同理说明out1和out2到达“IN”的功率只能是1/2out1＋1/2out2。二、无源器件－功分器追求完美追求和谐放大器2放大器1A有一种情况IN＝out1＋out2是可以成立的。下图是一个100W功率放大器的原理图。假如放大器1和放大器2管子配对无相位差，由于放大的是同一个激励信号。在A、B两点是一个同频同相的50W信号。R上无功率损耗。因此能量被全部合成到C端口。二、无源器件－功分器追求完美追求和谐由于功分器通常采用微带结构，平衡电阻R一般取值不大。且散热面也不够大。所以功分器不宜作大功率合成使用。而两个大功率的载波信号合成建议采用3dB电桥。由于3dB电桥可采用腔体结构，且可采用大功率外接负载适合大功率信号合成使用。二、无源器件－功分器追求完美追求和谐定向耦合器的定义定向耦合器常用于对规定流向微波信号进行取样。在无内负载时，定向耦合器往往是一四端口网络。二、无源器件－耦合器端口1，输入端端口2,直通端端口3，耦合端端口4，隔离端追求完美追求和谐基站大功率耦合器800MHz~2500MH腔体定向耦合器800MHz~2500MH同轴腔体耦合器耦合器的产品种类二、无源器件－耦合器追求完美追求和谐耦合器的典型指标名称宽频腔体定向耦合器型号RC-5NK-xxF3频率范围800-2500MHz耦合度6dB：6±0.6dB；10dB：10±0.8dB15dB：15±1.0dB；20dB：20±1.0dB30dB：30±1.0dB插损(含分配比)6dB：1.6dB；10dB：0.6dB15dB：0.3dB；20dB：0.2dB30dB：0.15dB驻波比≤1.25∶1功率容量200W方向性≥25dB接头N-K尺寸120×40×17mm重量0.20kg环境温度-35℃~+75℃相对湿度≤95%宽频腔体定向耦合器RC-5NK-xxF3二、无源器件－耦合器追求完美追求和谐耦合度：当其余端口接匹配负载时，耦合端输出功率与主线输入功率之比。耦合损耗：由于一定能量传输到耦合端而引起主线输出功率减小，它等于主线插入损耗的理论值。主线插入损耗的最小理论值与耦合度的关系如下：耦合度(dB)-4.5-5-5.5-6-6.5-7-9-10-11-15耦合损耗(dB)1.9031.6511.4381.2561.1010.9670.5840.4580.3590.14主线损耗(dB)2.1531.9011.6881.5061.3511.2170.8340.7080.6090.39耦合度(dB)-19-20-21-28.5-30-31.5-40-50-60耦合损耗(dB)0.0550.0440.0350.0060.0040.003000主线损耗(dB)0.3050.2940.2850.2560.2540.2530.250.250.25电气指标参数说明二、无源器件－耦合器追求完美追求和谐主线损耗：当匹配负载接主线外各端口时，主线插入损耗包括能量耦合损耗和能量耗散损耗两方面。如7dB耦合器的主干损耗为：主干损耗（典型值）=0.9665+0.25=1.2665dB若考虑波动（设波动为±0.5dB），则7dB耦合器的主干损耗应为1.35dB。电气指标参数说明耦合度6.56.66.76.86.977.17.27.37.47.5耦合损耗1.11.071.041.020.990.970.940.920.890.870.85主干损耗1.351.321.291.271.241.221.191.171.141.121.1二、无源器件－耦合器追求完美追求和谐隔离度：当输入端接匹配负载时，输出口与耦合口之间的隔离。方向性：当功率在指定方向上传输时，耦合端口的输出功率与同样功率在相反方向传输时同一耦合端口的输出功率之差。方向性＝隔离度－耦合度例如:6dB的隔离度是38dB，耦合度实测是6.5dB，则方向性＝隔离度－耦合度＝38－6.5=31.5dB电气指标参数说明二、无源器件－耦合器追求完美追求和谐功率容量（承载功率）：在耦合器上标注的功率同样是指输入端口的最大输入功率，输出口和耦合端口不能用标注的最大功率输入。输出口和耦合端口的最大输入功率由耦合度和负载电阻决定。驻波比：指沿着信号传输方向的电压最大值和相邻电压最小值之间的比率。注:驻波比和回波损耗是描述器件同一电气指标的两种不同的表达方式。电气指标参数说明二、无源器件－耦合器追求完美追求和谐３dB电桥的定义３dＢ电桥是定向耦合器的一种。作为功率合成器使用时，两路输入信号接入互为隔离端口，而耦合输出和直通输出端口互易．如作为两路输出，不考虑损耗，则输入信号功率之和平分于两输出口。在工程应用中，当作为单端口输出使用时，另一输出端必须连接匹配功率负载以吸收该端口的输出功率，否则将严重影响到系统传输特性，而这同时，也带来了附加的３dB损耗，这对于系统应用来说，对其有源部分的成本和可靠性都会有影响．二、无源器件－３dB电桥追求完美追求和谐电桥的产品种类电桥的分类主要是根据工作频段的不同和接头形式的不同二、无源器件－３dB电桥追求完美追求和谐名称大功率电桥型号RB-NKW0频率范围800-2500MHz耦合度3dB（nominal）频带波动±0.30dB插损＜0.3dB驻波比＜1.2∶1输入隔离度＞28dB功率容量200W峰值功率0.5kW阻抗50Ω接头N-K体积133×40×25mm重量0.2kg环境温度-55℃~+125℃相对湿度≤95%电桥的典型指标大功率电桥RB-NKW0二、无源器件－３dB电桥追求完美追求和谐电桥的主要工程应用主要应用于同频段内不同载波间的合路应用。由于电路和加工装配上的离散性，电桥耦合器输入端口的隔离度比较低，不建议应用在不同频段间的合路应用。综上，在异频合路应用时，除了同频段内相邻载频（如ＧＳＭ下行频段内的相邻载频）等只能采用３dB电桥而不适用双工／多工合路器情况外，建议在使用中优先选用双工／多工合路器，以改善系统的性能指标，增加可靠性．二、无源器件－３dB电桥追求完美追求和谐滤波器的定义滤波器是一种双端口网络，它最基本的应用就是抑制不需要的频率信号，让需要的频率信号通过在微波系统中起频率选择的作用。滤波器主要作为模块级产品与主设备进行配套使用，个别情况下需要克服频段外杂波干扰时可单独使用。在实际应用中，把两个或两个以上的滤波器组合到一起，就成了双工器或合路器。二、无源器件－滤波器追求完美追求和谐滤波器的典型指标型号FC-8C190117SB301频率范围(MHz)1893-1910带宽(MHz)17插入损耗(dB)常温≤1.1极限温度≤1.3回波损耗(dB)常温≥20极限温度≥18带内波动(dB)≤0.5带外抑制(dB)≥65@DC-1700MHz≥45@1800-1883MHz≥45@1920-2170MHz≥65@2200-3000MHz平均功率(W)50端口类型SMA-F滤波器FC-8C190117SB301二、无源器件－滤波器追求完美追求和谐滤波器的分类四种滤波器的频率相应特性曲线常用的滤波器类型二、无源器件－滤波器追求完美追求和谐实现滤波器的形式有很多种，目前使用比较多的有同轴线形式的、微带线形式的、同轴腔形式的、波导形式的等等。同轴线形式一般用于实现低通滤波器。微带线形式滤波器插入损耗较大，功率容量受材料限制。同轴腔滤波器设计较为灵活，插入损耗小，但体积较大。滤波器的实现形式二、无源器件－滤波器目前绝大多数带通滤波器采用该设计方式予以实现。波导滤波器主要用于高频滤波器的实现。追求完美追求和谐滤波器的结构组成调谐杆盖板接头腔体谐振柱二、无源器件－滤波器追求完美追求和谐电气指标参数说明滤波器的主要指标有：通带频率、通带带宽、插入损耗、带内波动、回波损耗、带外抑制度。滤波器的各个指标都不是独