回波损耗、失配损耗和插入损耗
光纤耦合器损耗
光纤耦合器损耗
光纤耦合器损耗是指在光纤传输过程中光信号经过耦合器时所引起的信号衰减。
光纤耦合器损耗主要包括两部分：插入损耗和回波损耗。
1. 插入损耗：指的是光信号在耦合器中传输时由于光纤与耦合器之间的光能传递不完全而导致的能量损失。
插入损耗一般是通过比较输入与输出信号的功率差来进行衡量，通常以分贝（dB）为单位表示。
2. 回波损耗：指的是在光纤耦合器中一部分光信号被反射回原来的光源，导致信号强度减弱的现象。
回波损耗一般是通过比较输入信号与反射信号的功率差来进行衡量，通常以分贝（dB）为单位表示。
光纤耦合器的损耗主要受到以下因素的影响：
- 耦合器的制造工艺和技术水平；
- 光纤的质量和连接方式；
- 光纤的传输距离和波长。
为了降低光纤耦合器的损耗，可以采取以下措施：
- 优化耦合器的设计和制造工艺；
- 使用质量较高的光纤，并采用精确的连接方式；
- 控制光纤的弯曲和拉伸程度，以避免光信号的衰减；
- 对于长距离传输或特定波长的光信号，选择适合的光纤耦合器。
回波损耗、失配损耗和插入损耗
PL0 |V | =PL0(dBm)－PL(dBm)= 20 lg 1 PL | V2 |
ZS
+ + VS V1 ZL
PL0
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失配损耗：Mismatch loss，由失配导致反射从而引起的损耗。定义为负载获得的功率与
入射功率之比，即 dB 差值。用 dB 表示，绝对值越小越好（越接近 0 越好） ML(dB)= 10 lg
Pd = －[Pi(dBm)－Pd(dBm)]=10 lg(1－|Γ|2) Pi
插入损耗：Insertion loss，因插入某个网络而引起的损耗。定义为没插入该网络前负载
获得的功率与插入该网络后负载获得的功率之比，用 dB 表示。越小越好 IL(dB)= 10 lg
Vmax 1 | | = Vmin 1 | |
回波损耗：Return Loss/Reflection Loss，假定反射通路为主通路，负载得到的功率是被
损耗掉的，那么回波损耗定义为入射功率与反射功率之比，即 dB 差值。用 dB 表示，一 般越大越好 RL(dB)= 10 lg
Pi =Pi(dBm)－Pr(dBm)=－20 lg|Γ| Pr
Pd = delivered power (also called the accepted power)（传输功率/负载接收功率） Pd= Pi－Pr= Pi·(1-Γ ) ， Pr = Pi·Γ
ansys仿真电路的插入损耗回波损耗
ansys仿真电路的插入损耗回波损耗ANSYS是一种广泛应用于工程仿真领域的软件，可以用来模拟和分析各种工程问题，包括电路设计和分析。
在ANSYS中，插入损耗和回波损耗是电路仿真中两个重要的参数。
插入损耗是指信号在电路中经过某个器件或元件时，由于阻抗不匹配、传输线损耗或其他因素，造成信号功率的损失。
插入损耗可以通过电路仿真来计算和评估，帮助工程师了解电路的性能和影响因素。
在ANSYS中，可以使用不同的工具和模块来模拟电路，例如ADS（Advanced Design System）、HFSS（High Frequency Structure Simulator）和SIwave（Signal Integrity Waveform Engineering）等。
在进行电路仿真时，首先需要构建电路模型，并确定需要分析的器件或元件的特性和参数。
对于插入损耗的仿真，需要考虑元件的频率响应、传输线的特性、匹配网络等因素。
ANSYS提供了各种元件和工具，可以帮助工程师模拟和计算插入损耗。
对于回波损耗的仿真，主要是分析信号在电路中的反射情况。
当信号从源端输入到电路中时，会在各个器件和传输线之间发生反射，造成信号的反射损耗。
回波损耗可以反映电路的匹配性能和信号传输质量。
在ANSYS中，可以利用S参数矩阵来展示器件和传输线的反射和传输特性，通过计算矩阵元素来评估回波损耗。
在电路仿真中，为了准确模拟插入损耗和回波损耗，需要考虑材料特性、导体电阻、电感和电容等因素的影响。
ANSYS提供了各种材料和物理模型，可以帮助工程师进行更精确的仿真和计算。
在进行电路仿真之前，需要将电路的物理模型转化为电路仿真模型，并进行网表的建立和参数设置。
在ANSYS中，可以使用电路仿真模拟工具，如SPICE （Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis），来进行电路仿真和计算。
总之，ANSYS可以帮助工程师模拟和计算电路的插入损耗和回波损耗，进而评估电路的性能和优化设计。
实验一光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗的测试
光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗的测试一．实验目的和任务1．了解光隔离器的工作原理和主要功能。
2．了解光隔离器各参数的测量方法。
3．测量光隔离器的插入损耗、反向隔离度、回波损耗参数。
二．实验原理光隔离器又称为光单向器，是一种光非互易传输无源器件，该器件用来消除或抑制光纤信道中产生的反向光，由于这类反向光的存在，导致光路系统间将产生自耦合效应，使激光器的工作变得不稳定和产生系统反射噪声，使光纤链路上的光放大器发生变化和产生自激励，造成整个光纤通信系统无法正常工作。
若在半导体激光器输出端和光放大器输入或输出端连接上光隔离器，减小反射光对LD的影响，因此，光隔离器是高码速光纤通信系统、精密光纤传感器等高技术领域必不可少的元器件之一。
光隔离器是利用了磁光晶体的法拉第效应，其组成元件有：光纤准直器（Optical Fiber Collimator）、法拉第旋转器（Faraday Rotator）和偏振器（Polarizator）。
隔离器按照偏振特性来分，有偏振相关型和偏振无关型。
它们的原理图如图1.1和图1.2所示：图1.1 偏振相关的光隔离器图1.2 偏振无关的光隔离器对于偏振相关光隔离器，光通过法拉第旋转器时，在磁场作用下，光偏振方向旋转角为FHL =φ，式中H 为磁场强度，L 为法拉第材料长度，F 为材料的贾尔德系数。
如图 1.1，当输入光通过垂直偏振起偏器后，成为垂直偏振光，经过法拉第旋转器旋转了045，而检偏器偏振方向和起偏器偏振方向成045角，使得光线顺利通过，而反射回来的偏振光经过检偏器、法拉第旋转器以后，继续沿同一方向旋转045，即偏振方向刚好与起偏器偏振方向垂直，则光无法反向通过。
由于只有垂直偏振的光能通过光隔离器，因此称为偏振相关光隔离器。
偏振无关光隔离器如图1.2所示，图1.2(a)为光隔离器正向输入。
当包含两个正交偏振的输入光波被一个偏振分束器分离，变为垂直偏振光和平行偏振光。
网络变压器原理图和绕制方法及对插入损耗和回波损耗的影响
网络变压器原理图和绕制方法&&及对插入损耗和回波损耗的影响随着互联网和局域网通讯速率的提高，对网络变压器频率特性，尤其是高频特性的要求也越来越高，例如近来BEL公司推出的用于万兆以太网的网络变压器，要求在200MHZ,400MHZ 600MHZ等频率点上其插入损耗相应地不超过1DB,1.5DB,2DB.要达到这样要求，除了选用高频率特性好的磁环，合理选择线圈的匝数外，还要研发，编制出一套使频率特性向高频延伸的制作工艺。
因为，采用不同工艺制作出来的网络变压器，即使其电路原理图，所用材料，线圈的匝数等完全相同，其频率特性相差仍然很大。
在100MHZ至600MHZ频区，元器件的分布参数，引线的长短和走向，焊点的位置以及线圈是否浸滴轻漆或RTV(硅橡胶)等不大引人注意的因素都对网络变压器频率特性有影响。
并且这些因素都是由电路的分布参数决定的，很难建立一个物理模型来进行精确计算。
但是采用实验的方法，却很容易观察到它们对网络变压器频率特性的影响。
在网络变压器诸多频率特性中，插入损耗和回波损耗最为重要。
插入损耗是表示网络变压器对通过它的信号衰减程度的指标。
因此，在网络分析器屏幕上显示的插入损耗曲线越逼近0DB水平线，衰减越小。
回波损耗是表示网络变压器对信号源内阻与负载电阻带来失配程度的指标。
在网络分析器屏幕上显示的回波损耗曲线，相对于0DB 水平线越低，则阻抗匹配越好。
因为在阻抗匹配良好的情况下，回波损耗曲线一般在-40DB以下。
下面以用于万兆以太网的网络变压器为例来介绍几个影响网络变压器插入损耗和回波损耗的制作工艺1，网络变压器的原理图和绕制方法图1所示是一个1;1的典型网络变压器的原理图，从原理图看到，网络变压器由变压器和扼流圈两部分组成。
变压器是由绕在磁环上的带中心抽头的两组线圈组成。
扼流圈是由绕在另一磁环上的无中心抽头的两组线圈组成，为了方便，人们习惯将原理图中的变压器称为T件，把扼流圈称为K件。
插损与回损
（Pout表示輸出光功率，Pin表示輸入光功率，單位為dB）
回波損耗
回波損耗（Return Loss）：当高频信号在电缆及通信设 备中传输时，遇到波阻抗不均匀点时，就会对信号形成反 射，这种反射不但导致信号的传输损耗增大，并且会使传 输信号畸变，对传输性能影响很大，这种由信号反射引起 的衰减被称为回波损耗。
IL的類型與產生原因
光纖連接器的插入損耗是由光纖固有損耗和端接損耗引起 的，而固有損耗主要包括光纖吸收損耗和瑞利散射損耗。 目前光纖的製造技術可以使光纖的固有損耗在1550nm附 近降到0.2dB/km，而光纖跳線的長度通常為10m左右，因 此光纖跳線的固有損耗幾乎可以忽略不計，故光纖連接器 的插入損耗主要取決於光纖跳線的端接損耗。
IL的類型與產生原因
端接損耗是指兩根光纖跳線通過適配器連接而引起的損耗。 產生損耗的原因有很多，主要包括纖芯尺寸失配、數值孔 徑失配、折射率分佈失配、軸線傾角、橫向偏移、同心度、 端面間隙、端面形狀及端面光潔度等。
IL與RL之間的聯繫
光纖連接器兩端參數不一致而產生的損耗可以通過選擇參 數完全匹配的光纖（同一跟光纖）來消除；而隨著光纖連 接器結構的改進及製造水平的提高，光纖連接器的對中定 位結構的精度可達到亞微米級，由光纖橫向錯位、角度傾 斜產生的損耗亦可忽略不計。當前影響光纖連接器插入損 耗的因素——光纖端面間隙、端面形狀以及端面清潔度， 同樣是造成光纖回波損耗的主要原因—— 研拋加工控制的因素是能否生產出高性能跳線的關鍵！ 同時，只需要探索連接器回損，回損的問題解決了，插損 的問題也就解決了。
計算式：
RL10*lgP0 P1
（P0表示反射光功率，P1表示輸入光功率，單位為dB）
IL&RL與連接器性能
插损与回损
IL&RL与连接器性能 Pin(P1)
Pout
IL lg Pout Pin
RL lg P0 P1
P0
光纤通信要尽可能的減少传输过程中的损耗，以光纤跳线 为例：在输入光功率恒定为1的情況下，Pout越大、P0越小 就表示传输过程中的损耗越小，连接器的性能越好。
y 是lg 一x 個反比 例函数，随着x增大y值反而会減小，
IL的类型与产生原因
端接损耗是指兩根光纤跳线通過适配器连接而引起的损耗。 产生损耗的原因有很多，主要包括纤芯尺寸失配、数值孔 径失配、折射率分布失配、轴线倾角、橫向偏移、同心度、 端面间隙、端面形状及端面光潔度等。
IL与RL之间的联系
光纤連接器兩端参数不一致而产生的损耗可以通过选择参 数完全匹配的光纤（同一跟光纤）來消除；而随着光纤连 接器结构的改进及制造水平的提高，光纤连接器的对中定 位结构的精度可达到亞微米级别，由光纤横向错位、角度 倾斜产生的损耗亦可忽略不计。当前影响光纤连接器插入 损耗的因素——光纤端面间隙、端面形狀以及端面清潔度， 同樣是造成光纤回波损耗的主要原因——
连接头型号 模式
端面规格 IL(dB) RL(dB)
其他型号 IL(dB) RL(dB)
PC ≤0.3 ≥45
≤0.7 ≥30
FC、SC、LC、ST、MU、E2000、D4、DIN
SM
UPC
APC
≤0.2
≤0.3
≥50
≥60
MT-RJ、MPO
/
≤0.7
/
≥50
MM PC ≤0.3 ≥35
≤0.5 ≥25
研拋加工控制的因素是能否生产生高性能跳线的关键！
同時，只需要探索连接器回损，回损的问题解決了，插损 的问题也就解決了。
关于网络变压器的四项频率特性简介
关于网络变压器的四项频率特性简介在国内外生产网络变压器各公司的产品介绍中，首先列出的都是各种型号网络变压器的插入损耗、回波损耗、交越干扰和共模抑制比等四项关于频率特性方面的指标。
之所以如此，是因为这四项指标中任何一项达不到要求都会造成网络通讯不顺畅或丢包现象。
因此，弄清这四项指标的物理概念和检测方法是必要的。
现对网络变压的这四项指的物理意义和测量方法作简明介绍，同时还将列出对常用的网络变压器的插入损耗、回波损耗、交越干扰和共模抑制比等指标检测的结果。
安装在网卡上网络变压器的电路图图l所示是安装在计算机内部网卡中的网络变压器电路图。
位于图的中间部分的长方框为多个公司生产的一种典型的网络变压器。
该变压器一般都安装在网卡的输入附近。
工作时，由收发器送出的上行数据信号从络变压器的Pin16．Pin15进入，由Pin10-Pin11输出，经RJ45型转接头，再通过非屏蔽双绞线送往服务器；服务器送来的下行数据信号经另一对非屏蔽双绞线和RJ45型转接头，由Pin7-Pin6进入，由Pin1．Pin2输出，然后送到网卡的收发器上。
从图l中看到，网络变压器所处工作环境有两个特点：一是通过它的数据电压信号都是平衡信号，即两信号线上电压的参考点为地线，电压的幅度大小相等，极性相反；二是驱动网络变压器信号源的内阻和网络变压器所带负载电阻的阻值均为l00Ω，处在良好的阻抗匹配状态下。
因为右边与网络变压器Pin10-Pin10和Pin7．Pin6相联接的非屏蔽双绞线的特性阻抗均为l00Ω．生产网络变压器的公司在作产品出厂检测时，不可能把每一个产品都焊接到网卡上作实际应用的测试。
因为这样检测过于麻烦，效率也低。
因此研发既接近实际使用条件、检测又方便、效率又高的检测方法是十分重要的课题。
1网络变压器插入损耗的定义及其检测方法从图l中看到，网络变压器是计算机服务器之间双向交流数据电压信号链条中的一个环节。
信号通过这个环节时，不可避免的会有一些衰减。
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回波损耗：Return Loss/Reflection Loss，假定反射通路为主通路，负载得到的功率是被
损耗掉的，那么回波损耗定义为入射功率与反射功率之比，即 dB 差值。用 dB 表示，一 般越大越好 RL(dB)= 10 lg
Pi =Pi(dBm)－Pr(dBm)=－20 lg|Γ| Pr
入射功率之比，即 dB 差值。用 dB 表示，绝对值越小越好（越接近 0 越好） ML(dB)= 10 lg
Pd = －[Pi(dBm)－Pd(dBm)]=10 lg(1－|Γ|2) Pi
插入损耗：Insertion loss，因插入某个网络而引起的损耗。定义为没插入该网络前负载
获得的功率与插入该网络后负载获得的功率之比，用 dB 表示ຫໍສະໝຸດ 越小越好 IL(dB)= 10 lg
PL0 |V | =PL0(dBm)－PL(dBm)= 20 lg 1 PL | V2 |
ZS
+ + VS V1 ZL
PL0
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回波损耗、失配损耗和插入损耗
Pi = incident Pr = reflected
power（注入功率） power（反射功率）
Pd = delivered power (also called the accepted power)（传输功率/负载接收功率） Pd= Pi－Pr= Pi·(1-Γ ) ， Pr = Pi·Γ
大电压幅值与最小电压幅值之比。驻波比越大，反射越强，因此越小越好（注意：这是 电压的比值） Vmax=Vforward＋Vreflected=Vf＋Vf·|Γ|=Vf·(1+|Γ|) Vmin=Vforward－Vreflected=Vf－Vf·|Γ|=Vf·(1-|Γ|) VSWR=
Vmax 1 | | = Vmin 1 | |
※ ※
2
2
※ ※ ※ ※
反射系数：Reflection Coefficient，反向的反射电压与正向的入射电压之比（注意：这是
电压的比值） Γ=
Vr Z L Z S VSWR 1 = ，|Γ|= VSWR 1 Vi Z L Z S
电压驻波比：Voltage Standing Wave Ratio，入射波与反射波叠加会形成驻波。定义为最
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失配损耗：Mismatch loss，由失配导致反射从而引起的损耗。定义为负载获得的功率与