調(diào)試人員微波技術(shù)學(xué)習(xí)資料

1、微波理論培訓(xùn)凡谷電子無(wú)源調(diào)試人員培訓(xùn)培訓(xùn)內(nèi)容n濾波器在基站中的作用n帶通濾波器理論n帶通雙工器n低通濾波器的應(yīng)用n耦合器理論n功分/合路器理論n大功率濾波器概述n調(diào)試規(guī)范帶通濾波器的波形S參數(shù)反映產(chǎn)品的通過(guò)信號(hào)和反射信號(hào)的大小參數(shù)反映產(chǎn)品的通過(guò)信號(hào)和反射信號(hào)的大小S12：Port2的輸出功率與Port1的輸入功率 的比值。 例如：假設(shè)輸出功率為輸入功率的 90 則S12的對(duì)數(shù)表示為： LOG（S12）10Log（0.9）-0.45 即此時(shí)該頻點(diǎn)的衰減為-0.45dBS11：反射回Port1的功率與Port1的輸出功 率的比值。 例如：假設(shè)輸出功率為輸入功率的1 則S11的對(duì)數(shù)表示為： LOG（

2、S11）10Log（0.01）-20 即此時(shí)該頻點(diǎn)的回波為-20dB帶通濾波器的波形 整個(gè)濾波器的響應(yīng)，可以理解為由n（n為濾波器腔數(shù)）個(gè)相關(guān)聯(lián)的單腔諧振，通過(guò)一定的組合構(gòu)成。如左上圖虛線表示。 除兩個(gè)抽頭腔外的每個(gè)諧振腔，形成一個(gè)在通帶內(nèi)的諧振峰，諧振峰之間通過(guò)不同大小的窗口耦合，排列在通帶內(nèi)的不同位置，形成通帶。 左下圖為濾波器的回波草圖。對(duì)于帶通濾波器，有幾個(gè)諧振腔（包括兩個(gè)抽頭腔）就會(huì)在通帶內(nèi)形成幾個(gè)傳輸極點(diǎn)（即對(duì)應(yīng)的圖中紅色圓圈內(nèi)的波谷）。 回波與駐波相對(duì)應(yīng)，回波曲線中的波谷，對(duì)應(yīng)在駐波曲線中，也是一個(gè)波谷?；镜幕窘Y(jié)構(gòu)帶通濾波器的工作原理原始信號(hào)濾波器響應(yīng)濾波后的信號(hào)帶通濾波器的

3、主要電氣參數(shù)1. 帶外抑制：帶外抑制：帶外抑制指，濾波器在工作頻段以外的頻點(diǎn)處對(duì)信號(hào)的衰減。 濾波器抑制主要由腔數(shù)決定。腔數(shù)越多帶外抑制越好，同時(shí)插損也越大； 上圖為不加飛桿的濾波器響應(yīng)，左、右圖分別為5腔和7腔的響應(yīng)。對(duì)比二圖可以明顯看出：7腔響應(yīng)的帶外抑制優(yōu)于5腔響應(yīng)；7腔響應(yīng)的中心頻點(diǎn)的插損為-1.17dB，5腔響應(yīng)的中心頻點(diǎn)插損為-0.7dB。帶通濾波器的主要電氣參數(shù)2. 通帶帶寬：通帶帶寬：濾波器的帶寬指滿足插損要求的最大通帶頻率寬度。帶寬根據(jù) 客戶的要求而定。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上要將帶寬適當(dāng)拓寬，以保證濾波器在不 同工作環(huán)境下都能滿足客戶指標(biāo)。帶寬拓寬越多，在標(biāo)準(zhǔn)頻點(diǎn)的插損越小，同時(shí)帶外

4、抑制也會(huì)變小。3. 傳輸零點(diǎn)：傳輸零點(diǎn)：理論上抑制無(wú)限大的頻點(diǎn)。濾波器中加入不同結(jié)構(gòu)的飛桿，就能在通帶外加入傳輸零點(diǎn)。下圖為不加飛桿和加入兩個(gè)感飛后的濾波器響應(yīng)。加入零點(diǎn)后，通帶有零點(diǎn)的一邊抑制增強(qiáng)，另一邊抑制有所減弱，同時(shí)通帶靠近零點(diǎn)的邊頻插損增大。帶通濾波器的主要電氣參數(shù)5. 插入損耗：插入損耗：插入損耗簡(jiǎn)稱插損，指模塊置入系統(tǒng)后，對(duì)工作頻段信號(hào)引入 的衰減。影響插損的因素除了上面提到的腔數(shù)和帶寬外，還受單腔尺寸的 影響。濾波器的單腔尺寸越大，工作中每個(gè)腔能夠儲(chǔ)存的能量越多，損耗 越小。6.相位和群時(shí)延：相位和群時(shí)延：電磁波信號(hào)通過(guò)濾波器，在相位上和時(shí)間上都會(huì)出現(xiàn)延遲。在功率放大器中，為了

5、實(shí)現(xiàn)功率/信號(hào)上的合成或相消，就需要調(diào)整某一路信號(hào)的相位/群時(shí)延。如果僅用傳輸線來(lái)實(shí)現(xiàn)，則50納秒的時(shí)延就需要用16.3米傳輸線，而使用帶通濾波器，只需要5腔就可以實(shí)現(xiàn)。帶通濾波器的結(jié)構(gòu) 通常的帶通濾波器具有左圖所示的結(jié)構(gòu)： 抽頭：將外部輸入信號(hào)饋入濾波器或者將經(jīng)過(guò)濾波器的信號(hào)導(dǎo)出。 諧振腔：形成通帶內(nèi)的諧振點(diǎn)； 耦合窗口：在諧振腔之間傳輸電磁信號(hào)，同時(shí)調(diào)整成不同的耦合度，以滿足濾波器設(shè)計(jì)的需要； 感飛，容飛，對(duì)稱飛：形成通帶外的傳輸零點(diǎn)（即抑制點(diǎn)）濾波器抽頭模型 抽頭為帶通濾波器的饋電裝置。其結(jié)構(gòu)關(guān)系到饋電強(qiáng)度，以及與外部接口的匹配 對(duì)于同軸諧振器帶通濾波器，必須將輸入/輸出端的抽頭都設(shè)計(jì)到

6、位，才能保證通帶駐波較小。不合理的抽頭設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致輸入能量較多被反射，S11較大，駐波調(diào)不下來(lái)，通帶插損增大。諧振器模型左圖為單個(gè)諧振腔的電場(chǎng)模型及其等左圖為單個(gè)諧振腔的電場(chǎng)模型及其等效電路原理圖。效電路原理圖。圖為不帶圓盤(pán)的諧振桿的圓腔諧振器，諧振桿頂部與蓋板形成的電容，可以理解成等效電路中的端接電容。等效電路中的諧振頻率計(jì)算公式為：12fLC 為諧振桿加入圓盤(pán)，相當(dāng)于加大了端接電容，圓盤(pán)越大，電容越大，諧振頻率越低； 同樣加入調(diào)諧螺桿，也相當(dāng)于加大端接電容，螺桿進(jìn)得越深，端接電容值越大，諧振頻率越低。 所以，將所有的調(diào)諧螺桿往里進(jìn)，則濾波器通帶低偏。兩個(gè)諧振器的耦合模型 左上圖為兩個(gè)圓形諧

7、振腔相互耦合的電場(chǎng)分布模型。 電磁場(chǎng)通過(guò)諧振腔之間的窗口耦合；耦合螺桿的加入，“吸引”電力線向螺桿集中，從而加強(qiáng)兩相鄰腔的耦合效果。 每個(gè)諧振腔有各自的諧振頻率，當(dāng)相鄰的兩個(gè)腔發(fā)生耦合時(shí)，其諧振頻率相互“排斥”，耦合越強(qiáng)，“排斥”效果越明顯，如左下圖所示。 所以，若將所有的耦合螺桿都往里進(jìn)，則通帶帶寬變寬。 帶通濾波器的飛桿容飛結(jié)構(gòu)感飛結(jié)構(gòu) 右上圖的感飛/容飛位置上，若加入容飛結(jié)構(gòu)則實(shí)現(xiàn)容飛，加入感飛結(jié)構(gòu)則實(shí)現(xiàn)感飛； 右下圖的對(duì)稱飛位置上加入容飛結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)稱飛，加入感飛結(jié)構(gòu)不能形成零點(diǎn)。 調(diào)試中，感飛太強(qiáng)/弱，可以通過(guò)勾/壓飛桿來(lái)改變飛桿強(qiáng)度；容飛或?qū)ΨQ飛太強(qiáng)/弱則需要打開(kāi)蓋板，減短/加長(zhǎng)

8、飛桿。幾種傳輸零點(diǎn)圖為三種傳輸零點(diǎn)的響應(yīng)。傳輸零點(diǎn)可以增加相應(yīng)頻點(diǎn)的S12衰減。飛桿越強(qiáng)，則零點(diǎn)越靠近通帶；飛桿越弱，則零點(diǎn)越遠(yuǎn)離通帶。帶通雙工器n帶通雙工器為一個(gè)低頻端帶通濾波器和一個(gè)高頻端帶通濾波器合成；n低頻端濾波器和高頻端濾波器會(huì)產(chǎn)生相互影響，產(chǎn)生影響的主要為天線端（ANT）的第一，第二個(gè)諧振腔；n其影響可以通過(guò)合理設(shè)計(jì)抽頭來(lái)減弱。低通濾波器*低通濾波器常作為帶通帶通濾波器的補(bǔ)充元件使用，低通濾波器常作為帶通帶通濾波器的補(bǔ)充元件使用， 所有用微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的帶通濾波器，都會(huì)在通帶的高頻端形成諧波，如左圖所示。在諧波位置，濾波器對(duì)帶外信號(hào)的抑制不能滿足系統(tǒng)要求。因此，為了改善濾波器的遠(yuǎn)端抑

9、制，就需要為帶通濾波器串接一個(gè)低通濾波器，響應(yīng)如右圖。低通濾波器 左圖為串接低通后的帶通濾波器響應(yīng)?？梢?jiàn)，串接后濾波器的遠(yuǎn)端諧波被抑制，而通帶響應(yīng)并未收到大的影響。 右圖為現(xiàn)在常用的同軸高低阻抗線低通濾波器的內(nèi)導(dǎo)體組件。耦合器CPP 1013log 定向耦合器一般屬于四端口網(wǎng)絡(luò)，它有輸入端、直通端、耦合端和隔離端，分別對(duì)應(yīng)左圖所示的1、2、3和4端口。定向耦合器的主要技術(shù)指標(biāo)有耦合度、隔離度(或方向性)、輸入駐波比和工作帶寬。 耦合度耦合度C定義為輸入端的輸入功率P1與耦合端的輸出功率P3之比的分貝數(shù)，即：(dB)耦合度的分貝數(shù)愈大耦合愈弱。隔離度隔離度D定義為輸入端的輸入功率P1與隔離端的輸

10、出功率P4之比的分貝數(shù)，即(dB)DPP1014log理想情況下，隔離端應(yīng)無(wú)輸出功率，隔離度為無(wú)限大。實(shí)際上常有極小部分功率從隔離端輸出。方向性方向性是耦合端輸出功率P3與隔離端的輸出功率P4之比，即： DPPSSSSDC101020341321421314logloglog微帶線耦合器n左圖為幾種微帶耦合器結(jié)構(gòu)：n耦合度大小與兩條傳輸線之間的距離有關(guān)，距離越近則耦合越強(qiáng)；n隔離度主要取決于所采用的耦合器結(jié)構(gòu)。左圖的前四種結(jié)構(gòu)為改良后的平行耦合線結(jié)構(gòu)，能比一般的耦合線實(shí)現(xiàn)更大的隔離度；n后兩種結(jié)構(gòu)為分支定向耦合器，可以更容易實(shí)現(xiàn)較寬的帶寬。n在調(diào)試中，常常通過(guò)刀刻或者貼箔片來(lái)改變兩傳輸線的距離

11、，從而調(diào)節(jié)耦合度。帶狀線耦合器n圖為帶狀線耦合器的測(cè)試響應(yīng)及其模型；n帶狀線耦合器在產(chǎn)品中也常用到，它的特點(diǎn)是承受功率較大，損耗較??；n類(lèi)似與微帶耦合器，帶狀線耦合器的調(diào)試方法，也是用刀刻或者貼箔片，加焊錫。n另外，產(chǎn)品中常用到的主副桿耦合器，也屬于帶狀線耦合器。不同點(diǎn)在于它將帶狀線耦合器中的薄片換成了金屬圓桿。功分/合路器 左圖是微帶三端口功分器原理圖。信號(hào)由1端口輸入，分別經(jīng)過(guò)兩段微帶線從2和3端口輸出，負(fù)載電阻分別為R2及R3。 兩段傳輸線之間沒(méi)有耦合，在傳輸線的末端加入平衡電阻，保證它們之間有足夠的隔離。功分器應(yīng)滿足下列條件：2端口與3端口的輸出功率比可為任意指定值；理論上1端口無(wú)反射

12、；(1) 2端口與3端口的輸出電壓等幅、同相。 常見(jiàn)的幾種功分器外形120.510log10log31PdBP n圖中為幾種常見(jiàn)的功分器的外形。n通常產(chǎn)品中用到的功分器為一分二的等分功分器，由數(shù)個(gè)一分二等分功分器，可以構(gòu)成一分四，一分八等 等分功分器；n功分器主要的指標(biāo)：輸出端口與輸入端口的功率比值（dB表示），二等分功分器輸出功率：n兩個(gè)輸出端口之間的輸出功率比值（dB表示）：2310log20PdBP 濾波器的大功率擊穿問(wèn)題n空氣擊穿：空氣中的電壓達(dá)到某一數(shù)值，則空氣分子中的電子被擊出，形成電弧，空氣變得導(dǎo)電；n當(dāng)濾波器工作時(shí)，諧振桿與腔體、蓋板、螺桿等接地金屬面之間會(huì)產(chǎn)生電壓。若此電壓達(dá)

13、到空氣的擊穿電壓，則空氣擊穿，濾波器內(nèi)放電，信號(hào)失真，同時(shí)濾波器受到損壞，也可能損壞其它系統(tǒng)部件；nCDMA系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)功率很大，擊穿問(wèn)題嚴(yán)重。為了滿足CDMA系統(tǒng)的大功率需求，濾波器、雙工器必須做大功率處理；大功率下電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因： 1、蓋板-諧振桿間距離過(guò)近 2、調(diào)諧螺桿與諧振桿內(nèi)壁距離過(guò)近 3、調(diào)諧螺桿有螺紋 4、零件有尖角 大功率下易擊穿的原因大功率下易擊穿的原因二、工藝原因： 1、零件有毛刺 2、零件光潔度不夠 3、電鍍不光滑F(xiàn)INGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU

14、 FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU FINGU 雙工器、濾波器調(diào)試工藝的通用規(guī)范雙工器、濾波器調(diào)試工藝的通用規(guī)范 1、目的、目的 對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的調(diào)試過(guò)程進(jìn)行規(guī)定和控制，確保產(chǎn)品調(diào)試能夠滿足可靠性的要求，減少產(chǎn)品在調(diào)試崗位出現(xiàn)的問(wèn)題，加強(qiáng)調(diào)試人員的自檢過(guò)程。用調(diào)試工序來(lái)防止問(wèn)題的產(chǎn)生。 2、輸出要求、輸出要求 嚴(yán)格按照生產(chǎn)文件的指標(biāo)要求進(jìn)行調(diào)試，不得為提高調(diào)試速度而自行降低指標(biāo)；否則可能導(dǎo)致產(chǎn)品檢驗(yàn)不通過(guò)，更嚴(yán)重的是這樣的產(chǎn)品可能存在功率或者三階等方面的隱患，這些隱患很難被檢驗(yàn)出來(lái)，致使不合格產(chǎn)品出售給客戶，最終致使系統(tǒng)故障，客戶批量退貨。3、調(diào)試流程及要求、調(diào)試流程及要求 31開(kāi)機(jī)檢查儀表是否正常，工具是否齊備。 32每次在調(diào)不同產(chǎn)品前必須將儀表校準(zhǔn)。 33調(diào)試前確認(rèn)待調(diào)器件是裝配的合格品。 34在指標(biāo)沒(méi)有完全達(dá)到要求前扳手只要稍微帶緊螺帽，當(dāng)指標(biāo)完全滿足要求后，再來(lái)鎖緊螺桿，鎖緊螺桿時(shí)要注意不要將蓋板脫落的銀層等小物體帶到雙工器內(nèi)部。 35在調(diào)試或返修過(guò)程中如有開(kāi)蓋板的情況，在合蓋板之前一定要目測(cè)檢查腔體內(nèi)部所有零件沒(méi)有任何性質(zhì)的損傷或破壞，更不得有異物，更改后的焊點(diǎn)，裝接全部要符合裝焊工藝的要求。 36調(diào)試中出現(xiàn)的波形異常（如螺桿偏心、連腔、波形抖動(dòng)，通帶跳躍