功率传输,功率反射之间的换算表
射频参数解析

射频参数1.回波损耗又称反射损耗,是电缆线路由于阻抗不匹配所产生的反射,是一对线自身的反射。
不匹配主要发生在连接器的地方,但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方。
回波损耗是传输线端口的反射功率与入射波功率之比,以对数形式来表示,单位是dB,一般是负值,其绝对值可以成为反射损耗。
回波损耗= —10 lg [(反射功率)/(入射功率)]2.反射系数反射波和入射波电压之比回波损耗= 20|lg(反射系数Γ)|3.驻波比全称电压驻波比,又名VSWR或SWR,英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。
指驻波波腹电压与波谷电压幅度之比,又称驻波系数、驻波比.驻波比为1时,表示馈线和天线的阻抗完全匹配,此时高频能量全部被天线辐射出去,没有能量的反射损耗;驻波比为无穷大时表示全反射,能量完全没有辐射出去.驻波比会随着频率而改变在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ,形成波腹;在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ,形成波谷。
其它各点的振幅值则介于波腹与波谷之间。
这种合成波称为行驻波.驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波谷处的电压幅值Vmin之比驻波比就是一个数值,用来表示天线和电波发射台是否匹配。
如果SWR 的值等于1, 则表示发射传输给天线的电波没有任何反射,全部发射出去,这是最理想的情况.如果SWR 值大于1,则表示有一部分电波被反射回来,最终变成热量,使得馈线升温驻波比反射率:1.00.00%1.10.23%1。
20。
83%1。
31。
70%1.5 4.00%1.7 6.72%1。
88。
16%2。
011.11%2.518.37%3.025.00%4。
036.00%5.044。
44%7。
056.25%1066。
94%1576.56%2081.86%4.天线增益天线增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
驻波表-功率计

驻波表-功率计天线系统的驻波比的大小对发射效率有很大影响,驻波比过大就会有很大的功率被反射,在馈线中有往返传输,造成额外损耗,或者异常电压或者异常电流,是发射机不能正常工作甚至损坏。
衡量反射大小的量称为反射系数,常用γ或ρ表示,为了讨论简单,我们假设负载阻抗为纯电阻。
反射系数定义为:反射电压波比入射电压波。
参考图1,ρ还可定义为下式:ρ=(RL-RO)/(RL+RO)其中,RO为传输特性阻抗,RL为负载阻抗。
当RO=RL,则ρ=0,称为匹配状态。
如果RL为开路或短路,则ρ分别等于+1或-1,称为全反射。
用反射系数可以完善地描述传输系统的匹配状态,但测量其驻波比(SWR)更为简单和直观。
我们知道,在匹配状态下,高频电磁能量全部流入负载,不存在反射。
这时传输线上的各个位置上的电压振幅不变,不存在驻波,称为行波状态。
因而在失配时,由于有反射波与入射波在传输线上互相叠加,使线上各点的振幅呈现有规律的起伏,称驻波状态,如图2所示。
驻波比定义为:SWR=U最大/U最小,SWR与的关系为:SWR=(1+︱ρ︱)/(1-︱ρ︱)当无反射时,SWR=1, 当全反射时,SWR=∞。
当RO=50Ω时,则RL=100Ω或RL=50Ω都会使SWR=2,此时,ρ=1/3,相当于有1/3的入射电压被反射回来。
测量驻波比的方法有测量线法、反射计法、网络分析仪法及高频阻抗电桥法等,但这些仪器往往不适于在线连续测量天(天线)馈(馈线)系统。
专用于测量天馈系统的仪器是驻波表及功率计。
下面就介绍这种仪器的原理、制作、校准及其使用方法。
驻波表是基于交流电桥的原理,与常规电桥不同之处是:驻波表是按被测传输系统的特性阻抗值(例如50Ω)而设计的;它可以读出入射功率和反射功率,可以串接在发射机与天馈线之间而不必取下来。
其基本原理如图3所示。
交流互感器T为电桥的一个臂,C1和C2组成的分压器为电桥的另一个臂。
跨与C2上的电压与传输线上的电压相同。
驻波表

驻波表—功率计王海峰(BD2EZ)整理天线系统的驻波比的大小对发射效率有很大影响,驻波比过大就会有很大的功率被反射,在馈线中有往返传输,造成额外损耗,或者异常电压或者异常电流,是发射机不能正常工作甚至损坏。
衡量反射大小的量称为反射系数,常用γ或ρ表示,为了讨论简单,我们假设负载阻抗为纯电阻。
反射系数定义为:反射电压波比入射电压波。
参考图1,ρ还可定义为下式:ρ=(RL-RO)/(RL+RO)其中,RO为传输特性阻抗,RL为负载阻抗。
当RO=RL,则ρ=0,称为匹配状态。
如果RL为开路或短路,则ρ分别等于+1或-1,称为全反射。
用反射系数可以完善地描述传输系统的匹配状态,但测量其驻波比(SWR)更为简单和直观。
我们知道,在匹配状态下,高频电磁能量全部流入负载,不存在反射。
这时传输线上的各个位置上的电压振幅不变,不存在驻波,称为行波状态。
因而在失配时,由于有反射波与入射波在传输线上互相叠加,使线上各点的振幅呈现有规律的起伏,称驻波状态,如图2所示。
驻波比定义为:SWR=U最大/U最小,SWR与的关系为:SWR=(1+︱ρ︱)/(1-︱ρ︱)当无反射时,SWR=1, 当全反射时,SWR=∞。
当RO=50Ω时,则RL=100Ω或RL=50Ω都会使SWR=2,此时,ρ=1/3,相当于有1/3的入射电压被反射回来。
测量驻波比的方法有测量线法、反射计法、网络分析仪法及高频阻抗电桥法等,但这些仪器往往不适于在线连续测量天(天线)馈(馈线)系统。
专用于测量天馈系统的仪器是驻波表及功率计。
下面就介绍这种仪器的原理、制作、校准及其使用方法。
驻波表是基于交流电桥的原理,与常规电桥不同之处是:驻波表是按被测传输系统的特性阻抗值(例如50Ω)而设计的;它可以读出入射功率和反射功率,可以串接在发射机与天馈线之间而不必取下来。
其基本原理如图3所示。
交流互感器T为电桥的一个臂,C1和C2组成的分压器为电桥的另一个臂。
跨与C2上的电压与传输线上的电压相同。
射频基础知识

输入/输出驻波比( 输入 输出驻波比(Input/Output VSWR) 输出驻波比 / ) 传输线上的电压波或电流波通常都是由入射波和反射波叠 加而成的,当它们相位相同时,该处的电压波或电流波的 振幅最大,称波腹点;当它们的相位相差π时,该处的电 压波或电流波的振幅最小,称波节点。传输线上电压波 (或电流波)最大值与最小值之比称为驻波比,又称为驻 波系数。在输入、输出端测得的驻波比分别成为输入、输 出驻波比。
AMPS
SMR
IDEN (800)
CDMA2000 1X EVDO
CDMA2000 MX
CDMA2000的过渡路径 CDMA2000的过渡路径
标准 IS-95A IS-95A IS-95B IS-95B CDMA2000第 CDMA2000第1阶段 9600 bit/s或14.4kbit/s bit/s或14. 主要是前向链路上的话音和数据,改进的切换以及64/56 kbit/s 主要是前向链路上的话音和数据,改进的切换以及64/ SR1(1.2288Mchip/s) SR1 2288Mchip/s) 话音和数据(经由孤立信道的分组数据) 128Walsh码 128Walsh码 具有2倍的IS-95容量 具有2倍的IS-95容量 达到144kbit/s(使用SR1T 1XRTT方式) 达到144kbit/s(使用SR1T 1XRTT方式) CDMA2000第 CDMA2000第2阶段 SR3(3.6864Mchip/s) SR3 6864Mchip/s) 定向于分组数据 具有更高的数据率 达到144kbit/s:移动车载用户 达到144kbit/s:移动车载用户 384kbit/s:移动步行用户 384kbit/s:移动步行用户 2Mbit/s:固定的用户 2Mbit/s:固定的用户 256Walsh码 256Walsh码 突出要求
无线传输距离计算

无线传输距离计算Pr(dBm)=Pt(dBm)-Ct(dB)+Gt(dB)-FL(dB)+Gr(dB)-Cr(dB)Pr:接受端灵敏度Pt:发送端功率Cr:接收端接头和电缆损耗Ct:发送端接头和电缆损耗Gr:接受端天线增益Gt:发送端天线增益FL:自由空间损耗FL(dB)=20lg R(km)+20lg f(GHz)+92.44R是两点之间的距离f是频率=2.4自由空间通信距离方程自由空间通信距离方程设发射功率为PT,发射天线增益为GT,工作频率为f.接收功率为PR,接收天线增益为GR,收、发天线间距离为R,那么电波在无环境干扰时,传播途中的电波损耗L0有以下表达式:L0(dB)=10Lg(PT/PR)=32.45+20Lg f(MHz)+20Lg R(km)-GT(dB)-GR(dB)[举例]设:PT=10W=40dBmw;GR=GT=7(dBi);f=1910MHz问:R=500m时,PR=?解答:(1)L0(dB)的计算L0(dB)=32.45+20Lg1910(MHz)+20Lg0.5(km)-GR(dB)-GT(dB)=32.45+ 65.62-6-7-7=78.07(dB))(2)PR的计算PR=PT/(107.807)=10(W)/(107.807)=1(μW)/(100.807)=1(μW)/6.412=0.156(μW)=156 (mμW)#顺便指出,1.9GHz电波在穿透一层砖墙时,大约损失(10~15)dB无线传输距离估算传输距离估算无线网络系统的传输距离或覆盖范围受多种因素的影响,除了信号源的发射功率、天线的增益、接收设备的灵敏度、频率、自由空间衰减、噪声干扰外,还有现场环境的影响,例如建筑物、树木和墙壁的遮挡,人体、气候等对电磁波的衰减,纯粹自由空间的传输环境在实际应用中是不存在的。
由于无线网络系统是一个实际应用的工程,必须在实施前进行设计和预算,必须事前对无线网络系统的传输距离或覆盖范围进行估算,进而对系统部署规模有一个估计,下面的表格就是对一个“基站”的覆盖能力进行估算的办法。
射频中的回波损耗反射系数电压驻波比以及S参数的含义和关系

射频中的回波损耗,反射系数,电压驻波比以及S参数的含义回波损耗,反射系数,电压驻波比, S11这几个参数在射频微波应用中经常会碰到, 他们各自的含义如下:回波损耗(Return Loss): 入射功率/反射功率, 为dB数值反射系数(Г):反射电压/入射电压, 为标量电压驻波比(Voltage Standing Wave Ration): 波腹电压/波节电压S参数: S12为反向传输系数,也就是隔离。
S21为正向传输系数,也就是增益。
S11为输入反射系数,也就是输入回波损耗,S22为输出反射系数,也就是输出回波损耗。
四者的关系:VSWR=(1+Г)/(1-Г)(1)S11=20lg(Г)(2)RL=-S11 (3)以上各参数的定义与测量都有一个前提,就是其它各端口都要匹配。
这些参数的共同点:他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。
其中,S11实际上就是反射系数Г,只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。
反射系数描述的是入射电压和反射电压之间的比值,而回波损耗是从功率的角度来看待问题。
而电压驻波的原始定义与传输线有关,将两个网络连接在一起,虽然我们能计算出连接之后的电压驻波比的值,但实际上如果这里没有传输线,根本不会存在驻波。
我们实际上可以认为电压驻波比实际上是反射系数的另一种表达方式,至于用哪一个参数来进行描述,取决于怎样方便,以及习惯如何。
回波损耗、反射系数、电压驻波比以及S参数的物理意义回波损耗反射系数电压驻波比s参数以二端口网络为例,如单根传输线,共有四个S参数:S11,S12,S21,S22,对于互易网络有S12=S21,对于对称网络有S11=S22,对于无耗网络,有S11*S11+S21*S21=1,即网络不消耗任何能量,从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。
在高速电路设计中用到以二端口网络为例,如单根传输线,共有四个S参数:S11,S12,S21,S22,对于互易网络有S12=S21,对于对称网络有S11=S22,对于无耗网络,有S11*S11+S21*S21=1,即网络不消耗任何能量,从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。
驻波表-功率计

驻波表-功率计天线系统的驻波比的大小对发射效率有很大影响,驻波比过大就会有很大的功率被反射,在馈线中有往返传输,造成额外损耗,或者异常电压或者异常电流,是发射机不能正常工作甚至损坏。
衡量反射大小的量称为反射系数,常用γ或ρ表示,为了讨论简单,我们假设负载阻抗为纯电阻。
反射系数定义为:反射电压波比入射电压波。
参考图1,ρ还可定义为下式:ρ=(RL-RO)/(RL+RO)其中,RO为传输特性阻抗,RL为负载阻抗。
当RO=RL,则ρ=0,称为匹配状态。
如果RL为开路或短路,则ρ分别等于+1或-1,称为全反射。
用反射系数可以完善地描述传输系统的匹配状态,但测量其驻波比(SWR)更为简单和直观。
我们知道,在匹配状态下,高频电磁能量全部流入负载,不存在反射。
这时传输线上的各个位置上的电压振幅不变,不存在驻波,称为行波状态。
因而在失配时,由于有反射波与入射波在传输线上互相叠加,使线上各点的振幅呈现有规律的起伏,称驻波状态,如图2所示。
驻波比定义为:SWR=U最大/U最小,SWR与的关系为:SWR=(1+︱ρ︱)/(1-︱ρ︱)当无反射时,SWR=1, 当全反射时,SWR=∞。
当RO=50Ω时,则RL=100Ω或RL=50Ω都会使SWR=2,此时,ρ=1/3,相当于有1/3的入射电压被反射回来。
测量驻波比的方法有测量线法、反射计法、网络分析仪法及高频阻抗电桥法等,但这些仪器往往不适于在线连续测量天(天线)馈(馈线)系统。
专用于测量天馈系统的仪器是驻波表及功率计。
下面就介绍这种仪器的原理、制作、校准及其使用方法。
驻波表是基于交流电桥的原理,与常规电桥不同之处是:驻波表是按被测传输系统的特性阻抗值(例如50Ω)而设计的;它可以读出入射功率和反射功率,可以串接在发射机与天馈线之间而不必取下来。
其基本原理如图3所示。
交流互感器T为电桥的一个臂,C1和C2组成的分压器为电桥的另一个臂。
跨与C2上的电压与传输线上的电压相同。
基本射频及网络知识

基本射频、光纤及网络知识汇编A、射频知识:功率/电平(dBm):放大器的输出能力,一般单位为w、mw、dBm注:dBm是取1mw作基准值,以分贝表示的绝对功率电平。
换算公式: 电平(dBm)=10lg5W →10lg5000=37dBm10W →10lg10000=40dBm20W →10lg20000=43dBm从上不难看出,功率每增加一倍,电平值增加3dBm增益(dB):即放大倍数,单位可表示为分贝(dB)。
即:dB=10lgA(A为功率放大倍数)插损:当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减,单位用dB表示。
选择性:衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。
-3dB带宽即增益下降3dB时的带宽,-40dB、-60dB同理。
阻抗匹配:使系统反射系数为零,即无反射时称为匹配。
相应传输线有两种状态:1、无反射状态(行波)2、全反射状态(驻波)3、行驻波 驻波比(回波损耗):行驻波状态时,波腹电压与波节电压之比(VSWR) 附:驻波比——回波损耗对照表:SWR 1.2 1.25 1.30 1.35 1.40 1.50回波损耗(dB)21 19 17.6 16.6 15.6 14.0三阶交调:若存在两个正弦信号ω1和ω2由于非线性作用将产生许多互调分量,其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交调分量,其功率(mw)1(mw)功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称三阶交调系数M3。
即M3 =10lg P3/P1(dBc)噪声系数:指电路噪声恶化程度,一般定义为输出信噪比与输入信噪比的比值,实际使用中化为分贝来计算。
单位用dB。
耦合度:耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。
隔离度:本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比,单位dB。
天线增益(dBi):指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。
一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想多向同性天线均匀辐射场场强E0相比,以功率密度增加的倍数定义为增益。