01 頻率和波長及線纜電介常數(shù)關(guān)系

頻率： 波以振動(dòng)方式傳輸，頻率指每秒鐘波的振動(dòng)次數(shù)，單位赫茲(Hz);頻率越高，振動(dòng)次數(shù)越多。

波長： 一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)波所傳輸?shù)拈L度。

°電磁波不僅可在電纜里傳輸，它可在空間任意傳輸，甚至在真空中。

°在大氣中和在真空中傳輸幾乎沒有什么不同，傳輸速度為光速3*108 m/s。

°頻率和波長關(guān)系：

λ=c/f

      λ= 波長(m)

     C=光速 (3*108 m/s)

      f=頻率 (Hz)

真空中波的傳輸不受任何介質(zhì)影響，但在線纜傳輸中，不同傳輸介質(zhì)對信號傳輸速度和波長產(chǎn)生影響。 不同介質(zhì)的電介質(zhì)常數(shù)εr 不同，波長和電介常數(shù)關(guān)系如下：

λ= 波長(m)

C=光速 (3*108m/s)

f=頻率 (Hz)

εr =電介質(zhì)常數(shù)

02 相位和波長關(guān)系

?　相位是對線纜電長度的另一種描述．如下圖，一個(gè)波的振動(dòng)周期內(nèi)，隨幅度的變化，我們可以用一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)來表示，從而轉(zhuǎn)化成角度的變化。

?　我們也常用相位穩(wěn)定度和相位差來描述線纜的長度偏差，一般是隨溫度和彎曲而變化的。

03 dB 和dBm

?什么是dB

dB描述的是一個(gè)相對值，它是對高比值(eg.1/100, 1/10000)的一種簡易描述．常用于對射頻或音量的描述。具體表述:1/100=10lg(1/100)=10lg1*10-2= -20dB。

?什么是dBm

dBm是絕對值，是對功率的一種描述．

dBm的參考值是1mW(0dBm=1mWatt)；

具體表述:Power[dBm]=10lg(Power[mW])；

例如: 1Watt=1*103mW=30dBm; 2Watt=10lg2+30dBm=33dBm

04 回波損耗(RL)和駐波比(VSWR)關(guān)系

?回波損耗(ReturnLoss)

理論上，信號在同阻抗傳輸鏈路中100%通過，當(dāng)遇到阻抗變化時(shí)，部分信號被反射回來，這部分損耗稱為回波損耗(RL)。

?回波損耗的計(jì)算

回波損耗有三種計(jì)算方式：

1.最常用計(jì)算方式是通過信號功率

RL=10lg P(in)/P(back) [dB]

2.通過測試電壓值的變化

RL=20lg U(in)/U(back) [dB]

3.通過阻抗值的變化

RL=20lg |(Za+Zi)/(Za-Zi)| [dB]

?駐波比(VSWR)

和回波損耗一樣，駐波比也是對信號反射的一種描述方式。

在一個(gè)傳輸鏈路中，當(dāng)我們相反方向同時(shí)傳輸兩個(gè)同頻率的信號時(shí)，測試時(shí)得到的是一個(gè)疊加信號，由于兩個(gè)信號的方向相反，導(dǎo)致疊加信號不再沿某一方向傳輸，此時(shí)我們稱此信號為“駐波”(VSWR=VoltageStanding Wave Ratio)。

?駐波比的計(jì)算

VSWR=Umax/Umin Umax=Uf+Ub; Umin=Uf-Ub

和回波損耗(RL)相反，注波比(VSWR)值越小越好．

RL和VSWR關(guān)系：

RL=20lg (VSWR+1)/(VSWR-1)

05 阻抗和衰減

?衰減

衰減描述的是信號通過傳輸介質(zhì)所損失的能量，信號能量損失通常由以下幾個(gè)原因造成：

1.阻抗；2.回波損耗；3.通過外導(dǎo)體的信號泄漏

減小信號衰減的途徑：

1.加粗線徑;2.降低阻抗；3.減小絕緣材料的電介質(zhì)常數(shù)(εr)。

06 互調(diào)(IM3,PIM)

?什么是互調(diào)IM(Intermodulation)

信號通過線性設(shè)備時(shí)，輸出頻率和輸入完全相同．然而，當(dāng)信號通過一個(gè)非線性設(shè)備，由于非線性導(dǎo)致輸出信號失真，對這些失真信號，我們稱為互調(diào)信號(IM);如果非線性設(shè)備為無源器件，則所產(chǎn)生的互調(diào)為無源互調(diào)(PIM)。

當(dāng)輸入信號為２個(gè)或多個(gè)時(shí)，則輸出的互調(diào)信號非常復(fù)雜，我們可以用下面公式來表示：

IPM=n*f1 +/- m*f2

           n,m =1,2,3… (互調(diào)階數(shù))

?互調(diào)產(chǎn)生因素

如果輸入多個(gè)頻率的高功率信號，則任何非線性設(shè)備都將產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，這和設(shè)備的非線性程度有緊密關(guān)系．

導(dǎo)致無源互調(diào)的主要因素有：

1.非線性的材料；2.粗糙/不潔的連接表面；3.金屬接觸面的電子通路效應(yīng)；4.非磁性材料的電磁效應(yīng)；5.非磁材料對磁性材料滲透導(dǎo)致的非線性變化

?問題的產(chǎn)生

在現(xiàn)代移動(dòng)通訊系統(tǒng)中對Tx和Rx的頻段有嚴(yán)格定義，而Tx的互調(diào)產(chǎn)物會(huì)影響Rx頻段內(nèi)的信號．這意味著3階互調(diào),5階互調(diào)甚至7階互調(diào)會(huì)屏蔽掉Rx中的信號．

?三階互調(diào)(IM3)

現(xiàn)代通訊系統(tǒng)中(GSM/CDMA/3G)，影響最大的是3階互調(diào)(IM3),它是互調(diào)產(chǎn)物中功率最高且最容易覆蓋Rx信號的．

?舉例：

互調(diào)的單位是dBc,描述的是發(fā)射功率和互調(diào)信號功率的差值

IM(dBc)=Pout(dBm)-Pim(dBm)

例如：

天線輸出功率：Pout=43dBm(20Watt)，

天線接收信號靈敏度為：Pin=-110dBm，

則互調(diào)信號功率不可高于-110dBm,互調(diào)值要優(yōu)于：

-110dBm– 43dBm = -153dBc，

因此，互調(diào)參數(shù)可以描述為：-153dBc@43dBm或 -110dBm@43dBm。

審核編輯：劉清