無線電傳(chuan) 播的駐波比(VSWR)用來檢測天饋線係統、射頻接頭以及所有的連接到基站的射頻設備的工作狀態。VSWR過高會(hui) 導致掉話、高誤碼率,而且由此引入的發射/接受功率的衰減會(hui) 導致小區覆蓋半徑縮小。
隻有負載阻抗與(yu) 信號源阻抗完全匹配,才能最大化地把信號從(cong) 信號源傳(chuan) 送到負載。對於(yu) 基站係統,信號源就是發射機,負載就是天饋線子係統,天饋線子係統包括天線、饋線、射頻連接頭以及避雷器等附屬設備。如果負載和信號源不能做到完全匹配,部分信號就會(hui) 反射回信號源,這是我們(men) 所不希望的,這時就會(hui) 產(chan) 生前向波和反向波,這兩(liang) 個(ge) 信號組合在一起就形成了駐波。駐波比(VSWR)是指駐波的最大電平和最小電平的比值,它的大小從(cong) 1:1(完全匹配)到∞。
圖 由於(yu) 阻抗不完全匹配導致的反向波的產(chan) 生
圖 波到介質介麵時 部分反射
我們(men) 可以通過反射係數Γ或者回波損耗RL計算出VSWR,在這裏我們(men) 列出了反射係數Γ 、回波損耗RL以及VSWR的計算公式:
其中,
可接受的VSWR範圍
由於(yu) 我們(men) 無法做到100%的負載和信號源阻抗匹配,總會(hui) 有部分信號不可避免地被天線反射回來,所以需要確定一個(ge) VSWR範圍作為(wei) 衡量可接受的VSWR的標準。通常我們(men) 把1.13:1 – 1.38:1 作為(wei) VSWR衡量標準。另外,回波損耗也可以作為(wei) 一種衡量標準,前向功率與(yu) 反向功率的比值就是回波損耗,如果已知40dBm的前向功率和20dBm的反向功率,那麽(me) 我們(men) 可以計算出回波損耗是20dB,如果已知基站的輸出功率是20W、回波損耗是16dB,那麽(me) 我們(men) 可以計算出反射功率是0.5W。通常我們(men) 把16 –24dB作為(wei) 回波損耗的衡量標準。
當發射機到天線的發射通路上出現嚴(yan) 重故障,會(hui) 產(chan) 生很低的回波損耗,比如射頻接頭鬆動、天線故障、饋線損壞、避雷器擊穿以及濾波器/耦合器損壞,等等。這種嚴(yan) 重的VSWR故障將會(hui) 導致掉話、誤碼率升高以及小區覆蓋半徑變小等故障。
從(cong) 功率的角度看駐波比
若以功率的觀點來看,駐波比可以表示為(wei) :
SWR = (√Po + √Pr)/(√Po - √Pr)
Po:進入天線係統的功率
Pr:從(cong) 天線係統反射回來的功率
經過運算SWR 與(yu) Pr/Po (反射功率百分比)的關(guan) 係如下:
Pr/Po = [(SWR-1)/(SWR+1)]^2
其實駐波比測試儀(yi) 基本上就是功率表,它可以量測輸入功率及反射功率
什麽(me) 叫駐波?
兩(liang) 列振幅相同的相幹波在同一直線上沿相反方向傳(chuan) 播時互相疊加而成的波,稱為(wei) 駐波。
特點:波穀和波峰保持不動,波形不向前傳(chuan) 播,僅(jin) 在平衡位置振動;波形在空間不移動。
一般在傳(chuan) 輸線上的電磁波由行波(向前傳(chuan) 輸的波)和反射波構成,駐波比就是反映波停留的狀態,如駐波比越大,波就越停留在原地,如果駐波比無窮大,就代表波是停留在原地.相反地,駐波比的倒數可以定義(yi) 為(wei) 行波係數,它表示波行進的狀態,行波係數越大,代表波越向前行進。
圖 駐波和行波
什麽(me) 叫匹配?
移動通信係統中,發射機、天線、饋線、射頻連接頭以及避雷器等附屬設備需要用電纜和接插件把這些設備部件連接起來,隻有正確連接,方可保證設備運轉正常。在一般情況下,人們(men) 往往都更注重天線的方向、仰角、極化、頻率的選取等步驟,安裝調試步驟中往往忽視設備之間的連接,這些設備部件連接時從(cong) 始至終都應遵循“匹配”這一條原則。
“匹配”,從(cong) 功率的角度出發意味著最大的輸出功率,即在供電電路中使負載阻抗等於(yu) 電源內(nei) 阻抗的共軛值(電阻相等,電抗大小相等,符號相反),稱作“匹配”。匹配的目的在於(yu) 得到最大的輸出功率。 從(cong) 傳(chuan) 輸線的角度出發意味著無損耗傳(chuan) 輸,即在應用於(yu) 傳(chuan) 輸線時,使負載阻抗等於(yu) 傳(chuan) 輸線的特性阻抗,稱作“匹配”。匹配的目的是消除負載引起的反射,避免發生駐波,使負載獲取最大功率。
在移動通信係統中,諸多的地方需要匹配。接收天線必須同發射天線有相同的極化,且旋向相同,以實現極化匹配接收全部能量。凡是饋線連接的各個(ge) 部位及各部件間的連接都需要達到匹配。在移動通信係統中隻要有不匹配的地方出現,使信號在部件中間、饋線間產(chan) 生反射,從(cong) 而使信號質量下降、噪聲增加。因此對安裝調試使用者而言,需要規規矩矩的做好每一步,確保係統匹配。