01 頻率和波長及線纜電介常數關系

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

波長： 一個振動周期內波所傳輸的長度。

°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影響，但在線纜傳輸中，不同傳輸介質對信號傳輸速度和波長產生影響。 不同介質的電介質常數εr 不同，波長和電介常數關系如下：

λ= 波長(m)

C=光速 (3*108m/s)

f=頻率 (Hz)

εr =電介質常數

02 相位和波長關系

?　相位是對線纜電長度的另一種描述．如下圖，一個波的振動周期內，隨幅度的變化，我們可以用一個圓周運動來表示，從而轉化成角度的變化。

?　我們也常用相位穩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)關系

?回波損耗(ReturnLoss)

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

?回波損耗的計算

回波損耗有三種計算方式：

1.最常用計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。

在一個傳輸鏈路中，當我們相反方向同時傳輸兩個同頻率的信號時，測試時得到的是一個疊加信號，由于兩個信號的方向相反，導致疊加信號不再沿某一方向傳輸，此時我們稱此信號為“駐波”(VSWR=VoltageStanding Wave Ratio)。

?駐波比的計算

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所損失的能量，信號能量損失通常由以下幾個原因造成：

1.阻抗；2.回波損耗；3.通過外導體的信號泄漏

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常數(εr)。

06 互調(IM3,PIM)

?什么是互調IM(Intermodulation)

信號通過線性設備時，輸出頻率和輸入完全相同．然而，當信號通過一個非線性設備，由于非線性導致輸出信號失真，對這些失真信號，我們稱為互調信號(IM);如果非線性設備為無源器件，則所產生的互調為無源互調(PIM)。

當輸入信號為２個或多個時，則輸出的互調信號非常復雜，我們可以用下面公式來表示：

IPM=n*f1 +/- m*f2

           n,m =1,2,3… (互調階數)

?互調產生因素

如果輸入多個頻率的高功率信號，則任何非線性設備都將產生互調產物，這和設備的非線性程度有緊密關系．

導致無源互調的主要因素有：

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；4.非磁性材料的電磁效應；5.非磁材料對磁性材料滲透導致的非線性變化

?問題的產生

在現代移動通訊系統中對Tx和Rx的頻段有嚴格定義，而Tx的互調產物會影響Rx頻段內的信號．這意味著3階互調,5階互調甚至7階互調會屏蔽掉Rx中的信號．

?三階互調(IM3)

現代通訊系統中(GSM/CDMA/3G)，影響最大的是3階互調(IM3),它是互調產物中功率最高且最容易覆蓋Rx信號的．

?舉例：

互調的單位是dBc,描述的是發射功率和互調信號功率的差值

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，

則互調信號功率不可高于-110dBm,互調值要優于：

-110dBm– 43dBm = -153dBc，

因此，互調參數可以描述為：-153dBc@43dBm或 -110dBm@43dBm。

審核編輯：劉清