WLAN系列课程 CW03-2-馈线与器件

1、馈线与器件馈线与器件中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司薛强薛强2011-04中国移动通信集团设计院有限公司课程总览课程总览第 2 页课程编号课件包CW01WLAN通信技术基础CW02无线局域网标准CW03无线局域网网络设备CW04WLAN无线网规划与设计CW05WLAN核心网规划与设计CW06WLAN网络施工工艺CW07WLAN配置与调试CW08WLAN测试与验收CW09WLAN网络优化与维护CW10WLAN终端与配置课件编号课件名称 CW03-1 天线CW03-2 馈线与器件CW03-3 以太网连接线CW03-4 无线接入点（AP）CW03-5 路由器和交换机CW0

2、3-6 POE交换机和POE模块CW03-7 无线控制器（AC）无线局域网网络设备连接图无线局域网网络设备连接图第 3 页l上图为无线局域网网络设备连接示意图，本课件主要介绍馈线与器件。课程目标课程目标l通过本课程学习，您将初步了解：通过本课程学习，您将初步了解：l馈线的定义、作用及分类lWLAN系统常用的馈线接头lWLAN系统常用器件第 4 页目录目录l馈线的定义、作用及分类馈线的定义、作用及分类lWLAN系统常用的馈线接头系统常用的馈线接头lWLAN系统常用器件系统常用器件第 5 页馈线馈线定义及作用定义及作用l馈线的定义及作用馈线的定义及作用l馈线是在无线电发射机放大器输出端和发射天线输

3、入端之间传送射频(RF)能量的线路。l馈线的主要任务是有效地传输信号能量，它应能将发射机发出的射频信号功率传送到发射天线的输入端，或将天线接收到的信号传送到接收机输入端；lWLAN系统中，馈线用于射频信号的传输，实现WLAN信源和天线、耦合器、功分器、功率放大器等器件之间的连接。第 6 页馈线馈线分类（分类（1）l馈线线的分类馈线线的分类 ：l超短波段传输线：l平行双线传输线l同轴电缆传输线l微波波段传输线：l同轴电缆传输线l波导和微带传输线第 7 页平行双线同轴线矩形波导圆波导微带线馈线馈线分类（分类（2）l馈线的分类馈线的分类 各类馈线的特点各类馈线的特点l平行双线传输线：l由两根平行的导

4、线组成，属于对称式或平衡式的传输线;l这种馈线损耗大，不能用于UHF频段。l同轴电缆传输线l由两根导线组成，两根导线分别为芯线和屏蔽铜网，因铜网接地，两根导体对地不对称，因此叫做不对称式或不平衡式传输线。l同轴电缆工作频率范围宽，损耗小，对静电耦合有一定的屏蔽作用，但对磁场的干扰却无能为力。第 8 页馈线馈线分类（分类（3）l馈线的分类馈线的分类 各类馈线的特点各类馈线的特点l波导l一种由引导电磁波的系统性物质边界或结构组成的传输线，能够引导电磁波沿设定方向传播。l工作在微波或可见光波段，应用于无线电通讯、雷达、导航等无线电领域。l微带l一条特殊的印刷铜线即构成一个电感微带线，在一定条件下，可

5、称其为微带线。l它能够高频信号能进行较有效地传输，适合制作微波集成电路的平面结构传输线。l与金属波导相比，其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等；但损耗稍大，功率容量小。第 9 页lWLAN系统中使用的馈线：系统中使用的馈线：lWLAN及室内分布系统中常用同轴电缆传输线；l同轴电缆按照直径可以分为：8D、1/4、1/2、7/8、13/8英寸等。l直径越大，同等长度馈缆的信号衰减就越小。第 10 页馈线馈线WLAN系统中使用的馈线系统中使用的馈线馈线馈线馈线的损耗馈线的损耗第 11 页 频段频段馈线规格馈线规格900MHz1800MHz2400MHz1/2 1/2 超柔超柔馈线馈线

6、11.4717.0220.151/2 1/2 馈线馈线7.7011.2313.177/87/8 馈线馈线4.086.087.20l不同规格的馈线有不同的传输特性，下表为WLAN系统中几种常用馈线在不同工作频段下的百米损耗，单位dBl考虑到不同馈线规格的传输特性，一般情况室内分布系统干线连接或较长距离传输使用7/8馈线，支线或近距离传输使用1/2馈线。目录目录l馈线的定义、作用及分类馈线的定义、作用及分类lWLAN系统常用的馈线接头系统常用的馈线接头lWLAN系统常用器件系统常用器件第 12 页馈线接头馈线接头分类分类第 13 页lWLAN系统中使用的馈线接头：系统中使用的馈线接头：l常用的主要

7、有 MMCX 、SMA 、N型三种。l每种类型的接头中心为针的俗称“公头”（缩写“J”），中心为孔的俗称“母头” （缩写“K” ）。 MMCX型接头型接头 SMA型接头型接头 N型接头型接头第 14 页馈线接头馈线接头 MMCX接头接头外置网卡的MMCX接头（母头）外置网卡天线上的MMCX接头（公头）lMMCX接头：接头：l即：微小型射频同轴连接器（MINIATURE MICROAX RF COAXIAL CONNECTORS）lMMCX 是一种微型射频连接器。它体积小、重量轻、连接方便可靠。广泛应用于小型通讯、网络设备。 lWLAN系统中主要应用于网卡与天线的连接。lMMCX接头分为公头和母

8、头，两者配合使用。馈线接头馈线接头 SMA接头接头lSMA接头接头l即：系列小型射频同轴连接器（SUB MINIATURE RF COAXIAL CONNECTORS）lSMA 系列产品是一种应用广泛的小型螺纹连接的同轴连接器，具有尺寸小，成本低、频带宽、性能优、高可靠、寿命长等特点。适用于微波设备和数字通信系统的射频回路中连接射频电缆或微带线；lWLAN系统中室内型AP射频口和AP自带天线一般都用这种接口。lSMA接头分正极性（公头）和反极性（母头）两类，两者配合使用。SMA公头（外螺纹配插针）SMA母头（内螺纹配插孔）室内室内AP反极性反极性SMA接头（公）接头（公）第 15 页馈线接头馈

9、线接头 N型接头型接头lN型接头型接头lN型接头是一种螺纹连接的中功率射频连接器。l具有可靠性高，抗振性强、机械和电气性能优良、防水等特点，尺寸较大，广泛用于振动和环境恶劣条件下的无线电设备和仪器及地面发射系统连接射频同轴电缆。l室内合路型AP、室外型AP、天线一般使用这种接口。lN型接头分为公头和母头，两者配合使用。N型母头（外螺纹配插孔）N型公头（内螺纹配插针）双阴N型 转接头双阳N型 转接头室外AP的N型接头(母头)室外定向天线的N型接头(母头)馈线连接线馈线连接线 WLAN常见射频馈线连接线常见射频馈线连接线l双双N-J射频连接馈缆射频连接馈缆l这种连接馈缆选用低损耗的较粗硬质黑色电缆

10、，馈线两头均为N型公头。l用于带N型母头的室内合路型AP或室外型AP与天线的连接。lN-J转转SMA-K射频连接馈缆射频连接馈缆l这种连接馈线两端分别为N型公头和SMA母头。l用于连接带SMA公头的室内型AP和带N型母头的天线。目录目录l馈线的定义、作用及分类馈线的定义、作用及分类lWLAN系统常用的馈线接头系统常用的馈线接头lWLAN系统常用器件系统常用器件第 18 页第 19 页lWLAN分布系统中常用到一些只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性的无源器分布系统中常用到一些只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性的无源器件，用于对件，用于对WLAN及其他系统的信号进行组合、分配等处理，满

11、足覆盖需求；及其他系统的信号进行组合、分配等处理，满足覆盖需求；l这些无源器件按照功能可划分为功率分配、微波滤波、微波谐振、连接匹配等类型；这些无源器件按照功能可划分为功率分配、微波滤波、微波谐振、连接匹配等类型；l本课件主要介绍本课件主要介绍WLAN系统中最常使用的合路器、功分器、耦合器、负载及避雷器系统中最常使用的合路器、功分器、耦合器、负载及避雷器。器件器件分类分类器件器件合路器（合路器（1）第 20 页l合路器的定义：合路器的定义：l合路器是将不同频段信号滤波后合成为一路信号输出、并将接收信号滤波分离的器件。l合路器的合路器的作用：作用：l合路器实现将不同频段信号馈入同一天馈系统中，提

12、升了天馈使用效率，有效解决室内放装部署AP时信号分布不均的难题。l合路器的合路器的分类：分类：l按照输入系统的数量可以分为双系统、三系统、四系统合路器，一般情况下，一个系统对应一个输入端口。器件器件合路器（合路器（2）第 21 页l合路器的应用：合路器的应用：l工程中需要将WLAN射频信号与其他系统如GSM、TD信号共同在室内分布系统中传输，这时需要使用合路器将各系统的信号进行合并。l对于已有分布系统的网络，进行改造后可将WLAN设备与分布系统合路进行组网，可以有效降低建设成本、加快建设进度。 AP GSM TD-SCDMA宽频合路器宽频合路器室内分布系统室内分布系统器件器件合路器（合路器（3

13、）第 22 页l中国移动通信集团集采的中国移动通信集团集采的WLAN合路器主要有两种：合路器主要有两种：lGSM/WLAN合路器；lGSM&DCS/WLAN合路器；l两种合路器均为两路输入、一路输出，主要指标如下：两种合路器均为两路输入、一路输出，主要指标如下：性能指标 GSM/WLAN合路器GSM&DCS/WLAN合路器频率范围通路1： 889954MHz通路1： 889954MHz、17101830MHz通路2： 24002483.5MHz通路2： 24002483.5MHz插入损耗插入损耗0.6dB插入损耗0.6dB驻波比驻波比1.3驻波比1.3带内波动带内波动0.5dB

14、带内波动0.5dB三阶互调三阶互调-120dBc(+43dBm2)三阶互调-120dBc(+43dBm2)带外抑制通路1带外抑制80dB通路1带外抑制80dB通路2带外抑制80dB通路2带外抑制80dB第 23 页器件器件功分器（功分器（1）功率分配器功率分配器三功分三功分二功分二功分四功分四功分l功分器的定义及作用：功分器的定义及作用：l功分器即功率分配器，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。l功分器的分类：功分器的分类：l功分器的各路输出功率一致，功分器安装输出端口数量可以分为：二功分、三功分、四功分等；l功分器的应用功分器的应用l与分布系统合路：功分器广泛应用于分布

15、系统内，用于将2G、3G、WLAN等所有信号在各个点位均匀分布；lAP独立布放（包括室内放装、室外型AP单独布放场景）：当希望用一个AP需要同时覆盖向两个或两个以上的方向时，可以采用功分器直接将AP输出的信号分成两路或多路。第 24 页器件器件功分器（功分器（2）与分布系统合路AP独立布放第 25 页器件器件耦合器（耦合器（1）l耦合器的定义：耦合器的定义：l将一路射频信号功率按比例分成几路的器件。l作用：作用：l和功分器不同，耦合器可选用不同参数性能的控制每个端口的功率输出比例，使各个天线口的功率比较接近，使WLAN覆盖信号更为均匀、覆盖效果更理想。l分类：分类：l按照耦合端输出功率的不同，

16、可以分为3dB、5dB、7dB、10dB、13dB、15dB、30dB、40dB等多种类型的耦合器。第 26 页器件器件耦合器（耦合器（2）l耦合器的端口：耦合器的端口：l耦合器在无内负载时往往是一个四端口网络（如图）：输入端、直通端、耦合端、隔离端，三个输出端口的功率计算方法如下：l耦合端输出功率输入功率 耦合度（耦合度一般为耦合器型号中的标称值）l直通端输出功率输入功率 插入损耗l隔离端输出功率输入功率隔离度耦合端输出功率定向度（隔离度、定向度的值一般非常高，所以隔离端的输出功率基本可以忽略）l应用：应用：l耦合器主要应用与分布系统内，AP独立布放时较少使用。端口1，输入端端口2, 直通端端口3，耦合端端口4，隔离端l天馈避雷器天馈避雷器l天馈避雷器用来保护设备免遭从天馈部分感应的雷电冲击，从而保护设备。l由于天馈通常是设备最高的部分，且馈线一般比较长，是设备最容易感应雷击的部位，因此，在室外应用时需要在每个天线上串接天馈避雷器。第 27 页器件器件避雷器避雷器2.4G天馈避雷器2.4G、5G双频天馈避雷器使用避雷器防护使用避雷器防护AP馈线网线 器件器件匹配负载匹配负载第 28 页 反极性反极性SMASMA匹配负载匹配负载 N型头匹配负载型头匹配负