调试人员微波技术学习资料PPT课件

1、.,1,微波理论培训,.,2,培训内容,滤波器在基站中的作用 带通滤波器理论 带通双工器 低通滤波器的应用 耦合器理论 功分/合路器理论 大功率滤波器概述 调试规范,.,3,带通滤波器的波形,S参数反映产品的通过信号和反射信号的大小 S12：Port2的输出功率与Port1的输入功率 的比值。 例如：假设输出功率为输入功率的 90 则S12的对数表示为： LOG（S12）10Log（0.9）-0.45 即此时该频点的衰减为-0.45dB S11：反射回Port1的功率与Port1的输出功 率的比值。 例如：假设输出功率为输入功率的1 则S11的对数表示为： LOG（S11）10Log（0.01

2、）-20 即此时该频点的回波为-20dB,.,4,带通滤波器的波形,整个滤波器的响应，可以理解为由n（n为滤波器腔数）个相关联的单腔谐振，通过一定的组合构成。如左上图虚线表示。 除两个抽头腔外的每个谐振腔，形成一个在通带内的谐振峰，谐振峰之间通过不同大小的窗口耦合，排列在通带内的不同位置，形成通带。,左下图为滤波器的回波草图。对于带通滤波器，有几个谐振腔（包括两个抽头腔）就会在通带内形成几个传输极点（即对应的图中红色圆圈内的波谷）。 回波与驻波相对应，回波曲线中的波谷，对应在驻波曲线中，也是一个波谷。,.,5,基站的基本结构,.,6,带通滤波器的工作原理,原始信号,滤波器响应,滤波后的信号,.

3、,7,带通滤波器的主要电气参数,1. 带外抑制：带外抑制指，滤波器在工作频段以外的频点处对信号的衰减。 滤波器抑制主要由腔数决定。腔数越多带外抑制越好，同时插损也越大；,上图为不加飞杆的滤波器响应，左、右图分别为5腔和7腔的响应。对比二图可以明显看出：7腔响应的带外抑制优于5腔响应；7腔响应的中心频点的插损为-1.17dB，5腔响应的中心频点插损为-0.7dB。,.,8,带通滤波器的主要电气参数,2. 通带带宽：滤波器的带宽指满足插损要求的最大通带频率宽度。带宽根据 客户的要求而定。在设计和生产上要将带宽适当拓宽，以保证滤波器在不 同工作环境下都能满足客户指标。带宽拓宽越多，在标准频点的插损越

4、小，同时带外抑制也会变小。,3. 传输零点：理论上抑制无限大的频点。滤波器中加入不同结构的飞杆，就能在通带外加入传输零点。下图为不加飞杆和加入两个感飞后的滤波器响应。加入零点后，通带有零点的一边抑制增强，另一边抑制有所减弱，同时通带靠近零点的边频插损增大。,.,9,带通滤波器的主要电气参数,5. 插入损耗：插入损耗简称插损，指模块置入系统后，对工作频段信号引入 的衰减。影响插损的因素除了上面提到的腔数和带宽外，还受单腔尺寸的 影响。滤波器的单腔尺寸越大，工作中每个腔能够储存的能量越多，损耗 越小。,6.相位和群时延：,电磁波信号通过滤波器，在相位上和时间上都会出现延迟。 在功率放大器中，为了实

5、现功率/信号上的合成或相消，就需要调整某一路信号的相位/群时延。如果仅用传输线来实现，则50纳秒的时延就需要用16.3米传输线，而使用带通滤波器，只需要5腔就可以实现。,.,10,带通滤波器的结构,通常的带通滤波器具有左图所示的结构： 抽头：将外部输入信号馈入滤波器或者将经过滤波器的信号导出。 谐振腔：形成通带内的谐振点； 耦合窗口：在谐振腔之间传输电磁信号，同时调整成不同的耦合度，以满足滤波器设计的需要； 感飞，容飞，对称飞：形成通带外的传输零点（即抑制点）,.,11,滤波器抽头模型,抽头为带通滤波器的馈电装置。其结构关系到馈电强度，以及与外部接口的匹配 对于同轴谐振器带通滤波器，必须将输入

6、/输出端的抽头都设计到位，才能保证通带驻波较小。不合理的抽头设计，会导致输入能量较多被反射，S11较大，驻波调不下来，通带插损增大。,.,12,谐振器模型,左图为单个谐振腔的电场模型及其等效电路原理图。 图为不带圆盘的谐振杆的圆腔谐振器，谐振杆顶部与盖板形成的电容，可以理解成等效电路中的端接电容。 等效电路中的谐振频率计算公式为：,为谐振杆加入圆盘，相当于加大了端接电容，圆盘越大，电容越大，谐振频率越低； 同样加入调谐螺杆，也相当于加大端接电容，螺杆进得越深，端接电容值越大，谐振频率越低。 所以，将所有的调谐螺杆往里进，则滤波器通带低偏。,.,13,两个谐振器的耦合模型,左上图为两个圆形谐振腔

7、相互耦合的电场分布模型。 电磁场通过谐振腔之间的窗口耦合；耦合螺杆的加入，“吸引”电力线向螺杆集中，从而加强两相邻腔的耦合效果。 每个谐振腔有各自的谐振频率，当相邻的两个腔发生耦合时，其谐振频率相互“排斥”，耦合越强，“排斥”效果越明显，如左下图所示。 所以，若将所有的耦合螺杆都往里进，则通带带宽变宽。,.,14,带通滤波器的飞杆,容飞结构,感飞结构,右上图的感飞/容飞位置上，若加入容飞结构则实现容飞，加入感飞结构则实现感飞； 右下图的对称飞位置上加入容飞结构，可实现对称飞，加入感飞结构不能形成零点。 调试中，感飞太强/弱，可以通过勾/压飞杆来改变飞杆强度；容飞或对称飞太强/弱则需要打开盖板，

8、减短/加长飞杆。,.,15,几种传输零点,图为三种传输零点的响应。 传输零点可以增加相应频点的S12衰减。飞杆越强，则零点越靠近通带；飞杆越弱，则零点越远离通带。,.,16,带通双工器,带通双工器为一个低频端带通滤波器和一个高频端带通滤波器合成； 低频端滤波器和高频端滤波器会产生相互影响，产生影响的主要为天线端（ANT）的第一，第二个谐振腔； 其影响可以通过合理设计抽头来减弱。,.,17,低通滤波器,*低通滤波器常作为带通带通滤波器的补充元件使用， 所有用微波结构实现的带通滤波器，都会在通带的高频端形成谐波，如左图所示。在谐波位置，滤波器对带外信号的抑制不能满足系统要求。因此，为了改善滤波器的

9、远端抑制，就需要为带通滤波器串接一个低通滤波器，响应如右图。,.,18,低通滤波器,左图为串接低通后的带通滤波器响应。可见，串接后滤波器的远端谐波被抑制，而通带响应并未收到大的影响。 右图为现在常用的同轴高低阻抗线低通滤波器的内导体组件。,.,19,耦合器,定向耦合器一般属于四端口网络，它有输入端、直通端、耦合端和隔离端，分别对应左图所示的1、2、3和4端口。定向耦合器的主要技术指标有耦合度、隔离度(或方向性)、输入驻波比和工作带宽。,耦合度C定义为输入端的输入功率P1与耦合端的输出功率P3之比的分贝数，即：,(dB),耦合度的分贝数愈大耦合愈弱。,隔离度D定义为输入端的输入功率P1与隔离端的

10、输出功率P4之比的分贝数，即,(dB),理想情况下，隔离端应无输出功率，隔离度为无限大。实际上常有极小部分功率从隔离端输出。,方向性是耦合端输出功率P3与隔离 端的输出功率P4之比，即：,.,20,微带线耦合器,左图为几种微带耦合器结构： 耦合度大小与两条传输线之间的距离有关，距离越近则耦合越强； 隔离度主要取决于所采用的耦合器结构。左图的前四种结构为改良后的平行耦合线结构，能比一般的耦合线实现更大的隔离度； 后两种结构为分支定向耦合器，可以更容易实现较宽的带宽。 在调试中，常常通过刀刻或者贴箔片来改变两传输线的距离，从而调节耦合度。,.,21,带状线耦合器,图为带状线耦合器的测试响应及其模型

11、； 带状线耦合器在产品中也常用到，它的特点是承受功率较大，损耗较小； 类似与微带耦合器，带状线耦合器的调试方法，也是用刀刻或者贴箔片，加焊锡。 另外，产品中常用到的主副杆耦合器，也属于带状线耦合器。不同点在于它将带状线耦合器中的薄片换成了金属圆杆。,.,22,功分/合路器,左图是微带三端口功分器原理图。信号由1端口输入，分别经过两段微带线从2和3端口输出，负载电阻分别为R2及R3。 两段传输线之间没有耦合，在传输线的末端加入平衡电阻，保证它们之间有足够的隔离。,功分器应满足下列条件： 2端口与3端口的输出功率比可为任意指定值； 理论上1端口无反射； 2端口与3端口的输出电压等幅、同相。,.,2

12、3,常见的几种功分器外形,图中为几种常见的功分器的外形。 通常产品中用到的功分器为一分二的等分功分器，由数个一分二等分功分器，可以构成一分四，一分八等 等分功分器； 功分器主要的指标：输出端口与输入端口的功率比值（dB表示），二等分功分器输出功率： 两个输出端口之间的输出功率比值（dB表示）：,.,24,滤波器的大功率击穿问题,空气击穿：空气中的电压达到某一数值，则空气分子中的电子被击出，形成电弧，空气变得导电； 当滤波器工作时，谐振杆与腔体、盖板、螺杆等接地金属面之间会产生电压。若此电压达到空气的击穿电压，则空气击穿，滤波器内放电，信号失真，同时滤波器受到损坏，也可能损坏其它系统部件； CD

13、MA系统的发射信号功率很大，击穿问题严重。为了满足CDMA系统的大功率需求，滤波器、双工器必须做大功率处理；,.,25,大功率下电场强度分布图,.,26,一、结构设计原因： 1、盖板-谐振杆间距离过近 2、调谐螺杆与谐振杆内壁距离过近 3、调谐螺杆有螺纹 4、零件有尖角,大功率下易击穿的原因,二、工艺原因： 1、零件有毛刺 2、零件光洁度不够 3、电镀不光滑,.,27,FINGU 凡谷电子 产品要求: A04,.,28,FINGU 凡谷电子 产品要求: A04,.,29,FINGU 凡谷电子 产品要求: A04,.,30,FINGU 凡谷电子 产品要求: H07,.,31,FINGU 凡谷电子

14、 产品要求: H07,.,32,FINGU 凡谷电子 产品要求: 450M MRDU,.,33,FINGU 凡谷电子 产品要求: 450M MRDU,.,34,FINGU 凡谷电子 产品要求: 450M MRDU,.,35,FINGU 凡谷电子 产品要求: 螺杆,.,36,FINGU 凡谷电子 产品要求：螺杆,.,37,双工器、滤波器调试工艺的通用规范 1、目的 对生产产品的调试过程进行规定和控制，确保产品调试能够满足可靠性的要求，减少产品在调试岗位出现的问题，加强调试人员的自检过程。用调试工序来防止问题的产生。 2、输出要求 严格按照生产文件的指标要求进行调试，不得为提高调试速度而自行降低指标；否则可能导致产品检验不通过，更严重的是这样的产品可能存在功率或者三阶等方面的隐患，这些隐患很难被检验出来，致使不合格产品出售给客户，最终致使系统故障，客户批量退货。,.,38,3、调试流程及要求 31开机检查仪表是否正常，工具是否齐备。 32每次在调不同产品前必须将仪表校准。 33调试前确认待调器件是装配的合格品。 34在指标没有完全达到要求前扳手只要稍微带紧螺帽，当指标完全满足要求后，再来锁紧螺杆，锁紧螺杆时要注意不要将盖板脱落的银层等小物体带到双工器内部。 35在调试或返修过程中如有开盖板的情况，在合盖