[认识直放站手机放大器]基站和直放站天线参数(4)

七、反射损耗

反射损耗:电磁波的反射功率和入射功率之比,以分贝(dB)表示。我们把电磁波刚进入金属板时被反射的电磁波能量称为反射损耗,透射波在金属屏蔽体内传播的衰减损耗称为吸收损耗。

当馈线和天线匹配时,高频能量全部被负载吸收,馈线上只有入射波,没有反射波。馈线上传输的是行波,馈线上各处的电压幅度相等,馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗.而当天线和馈线不匹配时,也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时,负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收,而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。

八、驻波比(SWR)

驻波比(SWR-Standing wave ratio)又称电压驻波比(VSWR-Voltage Standing Wave Ratio)

波传递从甲介质传导到乙介质,会由于介质不同,波的能量会有一部分被反射,这种被反射的波与入射波叠加的后形成的波称为驻波,这是基本的物理原理。

在电磁波有同样的特性,电波在甲组件传导到乙组件,由于阻抗特性的不同, 一部分电磁波的能量被反射回来,我们常称此现象为阻抗不匹配。

驻波比,一般指的就是电压驻波比,是指驻波的电压峰值与电压谷值之比。当天线端口没有反射时,就是理想匹配,驻波比为1;当天线端口全反射时,驻波比为无穷大。理想的比例为 1:1 ,即输入阻抗相等于传输线的特性阻抗,但几乎不可能达到。

• VSWR 1.25:1 反射功率1.14 %
• VSWR 1.5:1 反射功率4.06 %
• VSWR 1.75:1 反射功率7.53 %

由上可知,驻波比越大,反射功率越高。 

电压驻波比是於回波损耗相匹配的一个类似量度,不过不同之处在於,电压驻波比这个线性标量描述的是驻波最大电压与驻波最小电压的比。因此,其与电压反射系数的大小有关。

VSWR在移动通信蜂窝系统的基站天线中,其最大值应小于或等于1.5:1。天线输入阻抗与特性阻抗不一致时,产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波,其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。电压驻波比过大,将缩短通信距离,而且反射功率将返回发射机功放部分,容易烧坏功放管,影响通信系统正常工作。

九、前后比

前后比(F/B, front-to-rear ratio),定向天线的前后比是指主瓣的最大辐射方向(规定为0°)的功率通量密度与相反方向附近(规定为180°±20°范围内)的最大功率通量密度之比值。

表明了天线对后瓣抑制的好坏。选用前后比低的天线,天线的后瓣有可能产生越区覆盖,导致切换关系混乱,产生掉话。一般在25-30dB之间,应优先选用前后比为30的天线。

下面方向图中,前后瓣最大值之比称为前后比,记为 F / B 。前后比越大,天线的后向辐射(或接收)越小。前后比F / B 的计算十分简单------

F / B = 10 Lg {(前向功率密度) /( 后向功率密度 )}

对天线的前后比F / B 有要求时,其典型值为 (18~30)dB,特殊情况下则要求达(35~40)dB 。

图中前后瓣最大电平之比称为前后比。

天线的后向180°±30°以内的副瓣电平与最大波束之差,用正值表示。一般天线的前后比在18~45dB之间。对于密集市区要积极采用前后比大的天线,如40dB。