无源器件培训资料

追求完美追求和谐

无源器件培训--天馈事业部

2009年7月

目录

一、无源器件概述二、无源器件电气指标的定义三、腔体器件与微带器件的比较四、无源器件的工艺要求五、室内分布系统应用案例六、室内分布系统功分器的选择

追求完美追求和谐

一、无源器件概述

无源器件分为线性器件与非线性器件。线性无源器件又有互易与非互易之分。线性互易元件只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性，并满互易原理。通常我们所说的工程用无源器件指的都是线性互易元件。

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一、无源器件概述线性互易元件树状图线性互易元件

功率分配器件

微波滤波器件

微波谐振器件

连接匹配元件

功分器

耦合器

微波分支器

双工器

合路器

终端负载

衰减器

阻抗匹配元件

微带

腔体

微带

腔体

匹配负载

失配负载

短路负载

定向

同轴

同轴线匹配负载

微带匹配负载

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二、无源器件-功分器功率分配器的定义功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器通常为能量的等值分配，通过阻抗变换线的级联与隔离电阻的搭配，具有很宽的频带特性。功分器基本分配路数为2路、3路和4路，通过它们的级联可以形成多路功率分配。

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二、无源器件-功分器功分器的产品种类800MHz~2500MH宽频腔体功分器 800MHz~2500MH宽频微带功分器

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二、无源器件-功分器功分器的典型指标宽频腔体功分器RD-52(3,4)N/NP-F2:名称型号频率范围分配损耗插损驻波比(输入端口)功率容量阻抗接头体积重量环境温度相对湿度 0.3 kg 3 dB≤0.2 dB RD-52N/NP-F2宽频腔体功分器 RD-53N/NP-F2 800~2500MHz 4.8 dB≤0.2dB≤1.2:1 200W 50Ω N-K 210×61×25mm 233×61×25mm 233×61×43mm 0.44 kg -35℃~+75℃≤95% 0.50 kg 6 dB≤0.2 dB RD-54N/NP-F2

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二、无源器件-功分器电气指标参数说明插入损耗：器件直通损耗，其计算公式为所有路数的输出功率之和与输入功率的比值，或单路的实际直通损耗减去理想的分配损耗，一般理想分配损耗由下式获得：

理想分配损耗(dB)=10log(1/N)功分器种类二功分三功分四功分八功分插损 0.25 0.3 0.5 0.8分配损耗 3 4.8 6 9

N为功分器路数总损耗 3.25 5.1 6.5 9.8

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二、无源器件-功分器电气指标参数说明

隔离度：当主路接匹配负载时，各输出口的对端隔离。幅度平衡：指频带内所有输出

端口之间的幅度误差最大值。驻波比：指沿着信号传输方向的电压最大值和相邻电压最小值之间的比率。

注:驻波比和回波损耗是描述器件同一电气指标的两种不同的表达方式。

VSWR回波损耗(dB)

1.20 21

1.22 20

1.25 19

1.30 17.6

1.35 16.6

1.40 15.6

1.50 14

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二、无源器件-功分器功分器的功率容量、承载功率与输入功率

在分布系统中，功分器作为下行信号来说是个功率分配器，对上行信号来讲又是个(小信号)合路器。功率分配器上标注的功率是指输入端口的最大输入功率，而作为(小信号)合路器来讲，不能在输出端口按标注的功率输入信号。

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二、无源器件-功分器功分器为什么不能作大功率合路器使用？一般来讲，功分器也可以作合路器使用。区别在于承受的功率不同。以二功分器为例说明。如图：A out1

IN B out2

作为功分器来讲，信号从IN输入，当信号到达A、B二点时为同频同相信号。所以R上无电流流过即无功率损耗。信号被平均分配到out1和out2上。而此时的功率容量主要取决于微带线承载的功率。当然R值的选取还应考虑out端开路、短路情况。

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二、无源器件-功分器

而上图作为合路器来讲，信号分别从out1和out2输入。由于out1和 out2是两个不同的信号源，它们在A、B两点的频率和相位均不相同。此时R上就有电流流过。经理论计算(可参考：微带电路设计原理)R上承载的功率是1/2out1+1/2out2。如果out1和out2分别输入10W功率，那么R至少要选10W以上的功率电阻。同理说明out1和out2到达“IN”的功率只能是 1/2out1+1/2out2。

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二、无源器件-功分器有一种情况IN=out1+out2是可以成立的。下图是一个100W功率放大器的原理图。放大器1

A

放大器2

假如放大器1和放大器2管子配对无相位差，由于放大的是同一个激励信号。在A、B两点是一个同频同相的50W信号。R上无功率损耗。因此能量被全部合成到C端口。

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二、无源器件-功分器

由于功分器通常采用微带结构，平衡电阻R一般取值不大。且散热面也不够大。所以功分器不宜作大功率合成使用。而两个大功率的载波信号合成建议采用3dB电桥。由于3dB电桥可采用腔体结构，且可采用大功率外接负载适合大功率信号合成使用。

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二、无源器件-耦合器定向耦合器的定义定向耦合器常用于对规定流向微波信号进行取样。在无内负载时，定向耦合器往往是一四端口网络。

端口1,输入端

端口2,直通端

端口3,耦合端

端口4,隔离端

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二、无源器件-

耦合器耦合器的产品种类

基站大功率耦合器

800MHz~2500MH腔体定向耦合器

800MHz~2500MH同轴腔体耦合器

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二、无源器件-耦合器耦合器的典型指标宽频腔体定向耦合器RC-5NK-xxF3名称型号频率范围耦合度宽频腔体定向耦合器 RC-5NK-xxF3 800-2500MHz 6dB:6± 0.6dB; 10dB:10± 0.8dB 15dB:15± 1.0dB; 20dB:20± 1.0dB 30dB:30± 1.0dB 6dB:< 1.6dB; 10dB:< 0.6dB 15dB:< 0.3dB; 20dB:< 0.2dB 30dB:< 0.15dB≤1.25∶ 1 200W≥25dB N-K 120×40×17mm 0.20 kg -35℃~+75℃≤95%

插损 (含分配比)驻波比功率容量方向性接头尺寸重量环境温度相对湿度

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二、无源器件-耦合器电气指标参数说明耦合度：当其余端口接匹配负载时，耦合端输出功率与主线输入功率之比。耦合损耗：由于一定能量传输到耦合端而引起主线输出功率减小，它等于主线插入损耗的理论值。主线插入损耗的最小理论值与耦合度的关系如下：

耦合度(dB)耦合损耗(dB)主线损耗(dB)耦合度(dB)耦合损耗(dB)主线损耗(dB)

-4.5 -5 -5.5 -6 -6.5 -7 -9 -10 -11 -15 1.903 1.651 1.438 1.256 1.101 0.967 0.584 0.458 0.359 0.14 2.153 1.901 1.688 1.506 1.351 1.217 0.834 0.708 0.609 0.39 -19 -20 -21 -28.5 -30 -31.5 0.055 0.044 0.035 0.006 0.004 0.003 0.305 0.294 0.285 0.256 0.254 0.253 -40 0 0.25 -50 0 0.25 -60 0 0.25

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二、无源器件-耦合器电气指标参数说明主线损耗：当匹配负载接主线外各端口时，主线插入损耗包括能量耦合损耗和能量耗散损耗两方面。如7dB耦合器的主干损耗为：主干损耗(典型值)=0.9665+0.25=1.2665 dB若考虑波动(设波动为±0.5 dB),则7dB耦合器的主干损耗应为1.35 dB。

耦合度

6.5

6.6 1.07 1.32

6.7 1.04 1.29

6.8 1.02 1.27

6.9

7

7.1

7.2 0.92 1.17

7.3 0.89 1.14

7.4 0.87 1.12

7.5 0.85 1.1

耦合损耗 1.1主干损耗 1.35

0.99 0.97 0.94 1.24 1.22 1.19

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5mmm.html