什么是電壓駐波比?
首先我們了解下回波損耗(Return Loss)是什么意思?回波損耗就是指從測(cè)量端口反射回來的功率是輸入功率的幾分之幾。比如說RL=10dB,這里的10dB指的損耗,也就是下降的意思,最終表示回波功率是輸入功率的0.1倍。
可能大家對(duì)“dB”還不熟悉,dB其實(shí)表示“某功率值”變成了原來的幾分之幾(dB為負(fù)數(shù))或者幾倍(dB為正數(shù)),公式為:y(dB)=10*log(x)。
理解了回波損耗和“dB”有什么用的,其實(shí)電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio)
指測(cè)量端口上最大電壓與最小電壓之比:
VSWR和RL是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的,兩者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下:
或者
有時(shí)候再看器件的指標(biāo)時(shí)候(雙工器、隔離器)都喜歡用RL表示,整機(jī)指標(biāo)一般用VSWR表示。
最后我們給VSWR定義下,它和RL一樣,都是用于衡量端口失配程度的量。電壓駐波比等于1時(shí),饋線和天線的阻抗完全匹配,此時(shí)高頻能量全部被天線輻射出去,沒有能量的反射損耗;駐波比為無窮大時(shí),表示全反射,能量完全沒有輻射出去。在大于1時(shí),表示失配了,就是指能量不能完全傳送過去,有部分被反射回來了。
一般直放站的整機(jī)指標(biāo)要求如下:
下行輸出端口和上行輸入電壓駐波比:≤1.5
下行輸入端口和上行輸出電壓駐波比:≤1.8
為什么需要這個(gè)指標(biāo)?
VSWR指標(biāo)的意義是衡量各級(jí)網(wǎng)絡(luò)之間的匹配程度。VSWR越大,反射越大,匹配越差。
駐波比與反射功率的關(guān)系如下。一般1.5以下也足夠了,96%的都發(fā)射出去了。小功率的設(shè)備這個(gè)要求低些,一般要求2.0以下也足夠了。以下是駐波比和反射率之間的關(guān)系:
駐波比 反射率
1.0 0.00%
1.1 0.23%
1.2 0.83%
1.3 1.70%
1.5 4.00%
1.7 6.72%
1.8 8.16%
2.0 11.11%
怎么優(yōu)化這個(gè)指標(biāo)呢?
如果你去實(shí)驗(yàn)室觀察射頻工程師調(diào)試,你會(huì)看到每個(gè)射頻工程師調(diào)試駐波都會(huì)看著史密斯圓圖,用手和鑷子不停探測(cè)是容性還是感性,對(duì)此加一些電容和電感來優(yōu)化。
但是駐波更多可以在設(shè)計(jì)方案中把它優(yōu)化好,這樣可以降低后續(xù)調(diào)試的工作量。設(shè)計(jì)時(shí)可以嘗試做以下的優(yōu)化:
1、選擇器件時(shí)候,一定要選擇優(yōu)于整機(jī)指標(biāo)的器件。比如整機(jī)要求1.5的駐波,那選擇器件的時(shí)候就需要著重關(guān)注下每個(gè)器件的駐波比是否優(yōu)于1.2;
2、注重仿真,在畫PCB的時(shí)候,接頭和微帶線的匹配、微帶線的匹配、過孔的匹配都需要仿真,避免后續(xù)為此花大量時(shí)間調(diào)試;
3、預(yù)留調(diào)試位置,預(yù)留一定的駐波調(diào)試位置,可以減少在PCB的綠油上刮出銅皮來調(diào)試;
4、注意隔圈的高度,為了避免隔圈影響駐波,隔圈的高度應(yīng)該離電路的距離在(5-10)h倍以上,其中h是基片的厚度。
5、注意測(cè)試要求,一般直放站需要測(cè)試輸入和輸出電壓駐波比,一般基站產(chǎn)品都是只測(cè)試輸入電壓駐波比。
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