常规天线、无源器件介绍

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1、常用天线、无源器件介绍常用天线、无源器件介绍 京信通信系统（中国）有限公司 无线优化事业部 二八年二月 目录 1 1 天线原理 2 2 天线产品 3 3 无源器件概述 4 4 功分器介绍 5 5 6 6 3dB电桥介绍 耦合器介绍 7 7 合路器介绍 8 8 9 9 各无源器件主要指标介绍 衰减器介绍 一、天线原理天线定义 天线的定义： 能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或 能够有效的接收空间某特定方向来的电磁波的装置。 天线的功能： 能量转换导行波和自由空间波的转换； 定向辐射（接收）具有一定的方向性。 辐射原理图 一、天线原理天线辐射原理 1/2 波长 天线基本辐射单元半波振子 u辐射参

2、数 半功率波束宽度、前后比、 极化方式、交叉极化鉴别率、 方向性系数、天线增益、 主瓣、副瓣、旁瓣抑制、零点填充、波束下倾 u电路参数 电压驻波比 VSWR、反射系数、回波损耗 RL、 输入阻抗 Zin、传输损耗 TL、 隔离度 Iso、 无源三阶互调 PIM3 一、天线原理天线参数 一、天线原理天线参数 天线旁瓣 上旁瓣 下旁瓣 主瓣 一、天线原理天线参数 水平面波束宽度 10dB 波瓣宽度 120 (eg) 峰值 峰值 - 10dB 峰值 - 10dB 60 (eg) 峰值 峰值 - 3dB 峰值 - 3dB 3dB 波瓣宽度 15 (eg) 峰值 峰值 - 3dB 峰值 - 3dB 32

3、 (eg) 峰值 峰值 - 10dB 峰值 - 10dB 垂直面波束宽度 一、天线原理天线参数 前后比:指定向天线的前向辐射功率和后向30内辐射功率之比 后向功率前向功率 前后比(dB) = 10 log ，典型值约为25dB 目的是尽可能减少后向辐射功率 前向功率 后向功率 增益和天线尺寸及波束宽度的关系增益和天线尺寸及波束宽度的关系 将“轮胎”压扁，信号就越集中，增益就越高，天线尺寸就越大， 波束宽度越窄； 一、天线原理天线参数 天线增益的几个要点：天线增益的几个要点： 天线是无源器件，不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向 某特定方向辐射或接受电磁波的能力。 天线的增益由振子叠加而产

4、生。增益越高，天线长度越长。增益增 加3dB，体积增大一倍。 天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。 一、天线原理天线参数 一、天线原理辐射参数 极化:指电场矢量在空间运动的轨迹或变化的状态。指电场矢量在空间运动的轨迹或变化的状态。 垂直方式 水平方式 + 45斜角- 45斜角 一、天线原理电路参数 9.5 W 80 欧姆 50 欧姆 前向: 10W 回波: 0.5W 此例中，回波损耗为 10log(10/0.5) = 13dB VSWR (驻波比) 是对此现象的另一种度量方法 回波损耗 一、天线原理电路参数 隔离度 : 是某一极化接收到的另一极化信号的比例 1000mW (即 1W

5、) 1mW 该例子中，隔离度为： 10log(1000mW/1mW) = 30dB 一、天线原理电路参数 无源交调（PIM）： 当两个频率当两个频率f1f1和和f2f2输入到天线，由于非线性效应，天线辐射的信输入到天线，由于非线性效应，天线辐射的信 号除频率号除频率 f1 f1 和和 f2 f2 外，还包括有其他频率，如外，还包括有其他频率，如 2f1-f2 2f1-f2 和和 2f2-f1 2f2-f1 (3(3阶阶) ) 等。等。 ODP-065R15DB(III-V) 天线类别水平半功率角 极化方式增益 接头类型频段规格代码 天线类别:ODP( 室外定向板状天线),OOA( 室外全向天线

6、)，IXD( 室内吸顶天线),OCS(室外双 向天线),OCA( 室外集束天线),OYI( 室外八木天线),ORA( 室外抛面天线),IWH(室内壁 挂天线)等等 半功率角:032,065,090,105,360(基站天线) 020，030，040，050，060，075，090，120，160，360（直放站天线） 极化方式：R (双极化)，V(单极化) 增益：按照实际指标，目前最大为21dBi 接头类型：D(Din头)，N(N型头),S(SMA头)，T(TNC头)等等 频段：G(GSM),A(CDMA),B(GSM+CDMA),C(GSM1800),F(3G),K(DCS+3G),W(2G

7、+GSM 1800+3G),N(824-2500),D(DB+GSM1800),L(WLAN) 规格代码：罗马字母表示第几代产品 后面字母和数字表示电调下倾角、赋形、电调等信息 F:赋形；V：电调；RV ：远程电调等等 天线命名方式 二、天线产品 全向天线全向天线薄型天线薄型天线双频天线双频天线 高增益天线高增益天线 三三 频频 天天 线线 电电 调调 天天 线线 二、天线产品基站天线 二、天线产品分布系统天线 室内吸顶天线 超薄吸顶天线烟感器型吸顶天线灯型吸顶天线 二、天线产品分布系统天线 室内壁挂天线 水仙花型 标准型 壁画型 二、天线产品室外天线 施主天线 窄波束、方向性强 高前后比 八

8、木天线角反射天线抛物面天线 二、天线产品室外天线 用户天线 宽频全向天线对数周期天线板状天线 无源器件分为线性器件与非线性器件。 线形无源器件又有互易与非互易之分。 线形互易元件只对微波信号进行线形变换而不改变频率特 性，并满足互易原理。通常我们所说的无源器件指的都是 线性互易元件。 微波无源器件概述 三、无源器件概述 线性互易元件树状图 三、无源器件概述 功分器 功分器是一种将一路输出信号能量分成两路或多路输出 的器件。本质上是一个阻抗变换器。 是否可以将功分器逆用以取代合路器呢？ 在做为合成器使用时，不仅需要高隔离，低驻波比，更 侧重于要求承受大功率。考虑到常用的腔体功分器输出 端口不匹配

9、，大驻波；微带功分器反向承受低功率的特 点，我们不建议使用功分器逆用来取代合路器。 三、功分器介绍 功分器的分类 功分器 立体电路类（腔体）平面电路类（微带） 产品代表： RD-52(53/54)N/NP-F1 RD-52(53/54)N/NP-F2 产品代表： RD-52(53/54)N/NP-B0 RD-52(53/54)N/NP-B3 三、功分器介绍 功分器分类比较 微带线同轴腔体 插损相对稍大小 输出口驻波小不作为声明值 输出隔离保证一定程度隔离不作为声明值 功率容量小大 可靠性相对稍差高可靠，长寿命 三阶互调失真典型值-140dBC 典型值-150dBC 对终端要求要求负载驻 波小无

10、 应用室内中小功率场合所有场合 三、功分器介绍 腔体功分器特点 腔体功分器，采用优质合金作为导体，填充介质为空气； 能承受比较大的功率，最大可达200W；而介质损耗，导体 损耗基本上可忽略不计，插入损耗小，能做到0.1dB以下。 但由于没有隔离电阻，输出端口隔离度很小，因此腔体功 分器不能作为功率合成器使用 三、功分器介绍 功分器测试指标示意图 如图所示，1口可测得驻波比；2，3口可测得插入损耗， 而由于腔体功分器本身的器件特点，输出口驻波以及输出 口的隔离不作为声明值提出。 可测指标：驻波 可测指标：插 损 可测指标：插 损 三、功分器介绍 功分器 三、功分器介绍 名称宽频腔体功分器 型号R

11、D-52N/NP-F2RD-53N/NP-F2RD-54N/NP-F2 频率范围8002500MHz 分配损耗3 dB 4.8 dB6 dB 插损0.2 dB0.2dB0.2 dB 驻波比（输入端口）1.2 :1 功率容量200W 阻抗50 接头N-K 体积2106125mm2336125mm2336143mm 重量0.3 kg0.44 kg0.50 kg 环境温度-35 +75 相对湿度95% RD-52（ 3/4）N/NP-F2 三、功分器介绍 耦合器 耦合器是一种将输入信号的能量通过电场、磁场耦合分配 出来一部分成为耦合端输出，剩余部分成为输出端输出， 以完成功率分配的元件。 耦合器的功

12、率分配是不等分的。又称功率取样器。 四、耦合器介绍 四口网络耦合器原理说明图 四、耦合器介绍 耦合器分类 四、耦合器介绍 耦合器分类比较 微带线 耦合器腔体定向耦器 同轴腔体耦合 器 插损大较小小 驻波比较差较好差 方向性较好较好不作为声明值 功率容量小中大 端口匹配所有端口阻抗匹配所有端口阻抗匹配输入口匹配 内部结构焊接方式有隔离电阻 空气介质，无 焊点 可靠性中中高 四、耦合器介绍 定向耦合器 定向耦合器常用与对规定流向微波信号进行取样，主要目 的是分离及隔离信号，或是相反地混合不同的信号，在无 内负载时，定向耦合器往往是一四端口网络 定向耦合器常有两种方法实现 耦合线定向耦合器 输出端与

13、耦合端结构 上不相临 分支线定向耦合器 输出端与耦合端结构 上相临 四、耦合器介绍 腔体耦合器 特点：承载大功率，表现低损耗。 原因： 、腔体内部填充介质为空气，在传输过程中，因空气介 质原因引起的介质耗散要低得多。 、其耦合线带一般采用导电性良好的导体（如铜表面镀 银）制成，导体损耗基本上可忽略不计。 、腔体体积大，散热快承受高功率。 四、耦合器介绍 耦合器指标测试示意简图 如图所示，其中，方向性=隔离度-耦合度，无法接读取数据 。 可测指标： 驻波比 可测指标：耦合度；与 输出端一起测隔离度 可测指标：与输入 端一起测主干插损 四、耦合器介绍 四、耦合器介绍 名称宽频腔体耦合器 型号RC-

14、5NK/NK/NK-xxF1 频率范围800-2500MHz 耦合度 6dB：6 0.6dB； 10dB：10 0.8dB 15dB：15 0.8dB； 20dB：20 0.8dB 30dB：30 1.0dB 插损(含分配比 ) 6dB ： 1.7dB； 10dB ： 0.7dB 15dB ： 0.3dB； 20dB ： 0.2dB 30dB ： 0.15dB 驻波比1.2 1 功率容量200W 阻抗50 接头N-K 尺寸219.662.625mm 重量0.48 kg 环境温度-35 +75 相对湿度95% RC-5NK/NK/NK-xxF1 四、耦合器介绍 dB电桥 d电桥耦合器是定向耦合器

15、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。 而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dB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 五、3dB电桥介绍 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，除了同频段内相临载频（ 如下行频段内的相临载频）等只能采用dB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 五、3dB电桥介绍 电桥 五、3dB电桥介绍 名称大功率电桥 型号RB-NKF0 频率范围1710-2200 MHz 耦合度3dB（nominal） 频带波动0.25dB 插损0.2dB 驻波比1.21 输入隔离